DE10035160A1 - Kettenwirkmaschine mit mindestens einer Barre - Google Patents

Abstract

Eine Kettenwirkmaschine besitzt mindestens eine Barre (1), wie Legebarre, die durch einen steuerbaren Motor (10) in beiden Richtungen versetzbar ist. An den Barrenenden greift je ein Spannelement (4, 6) an, deren Spannkräfte entgegengesetzt gleich groß sind. Auf diese Weise stehen die Spannkräfte im Gleichgewicht. Der Motor (10) kann die Barre (1) mit verhältnismäßig geringen Kräften versetzen, gleichgültig in welcher Richtung.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kettenwirkmaschine mit mindestens einer Barre, wie Legebarre, die durch einen steuerbaren Motor in beiden Richtungen versetzbar ist.

Eine solche Kettenwirkmaschine aus DT 26 10 888 A1 (Fig. 7) bekannt. Die Barre ist an beiden Enden mit je einem flexiblen Zugmittel verbunden, das über mehrere Umlenkrollen zu einem gehäusefesten Widerlager führt. Damit ein Barrenversatz in beiden Richtungen erfolgen kann, sind beide Zugmittel von einer als Motor dienen­ den gemeinsamen Exzenterscheibe verlagerbar. Diese An­ ordnung erlaubt nur zwei Versatzstellungen und ist we­ gen der Zugmittel-Führung für die Praxis wenig geeig­ net. Die zum Versatz notwendigen Kräfte sind nicht de­ finiert, zumal zu den von den Zugmitteln übertragenen Kräfte noch Reibungskräfte zwischen Exzenterscheibe und den Zugmitteln auftreten.

Im Gegensatz hierzu stehen solche Kettenwirkmaschinen, wie sie DT 26 10 888 A1 (Fig. 6) zeigt, bei denen der Motor lediglich in der einen Versatzrichtung wirkt, die Rückkehr dagegen durch eine Feder erfolgt. Hier muß der Motor nicht nur die Barre versetzen, sondern außerdem die Kraft der Rückstellfeder überwinden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ketten­ wirkmaschine der eingangs beschriebenen Art anzugeben, die mit möglichst geringen Motorkräften arbeitet und auch für höhere Betriebsgeschwindigkeiten geeignet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an den Barrenenden je ein Spannelement angreift, deren Spannkräfte entgegengesetzt gleich groß sind.

Bei dieser Konstruktion befindet sich die Barre im Kräftegleichgewicht. Der Motor braucht daher lediglich die zur Beschleunigung der Barrenmasse erforderlichen Kräfte aufzubringen, gleichgültig in welcher Richtung der Versatz erfolgt.

Günstig ist es, daß die Spannkräfte über den gesamten Versatzweg konstant sind. Wenn sich die einander glei­ chen Spannkräfte während des Versatzes nicht ändern, kann man eine optimale Spannkraft wählen, so daß an je­ der Versatzposition die gleichen Verhältnisse vorlie­ gen. Optimal ist beispielsweise eine Spannkraft, die so groß wie unbedingt notwendig, aber so klein wie möglich gehalten ist.

Vorteilhaft ist es, daß die Barre als Band ausgebildet ist. Die Spannkräfte werden daher dazu ausgenutzt, ein an sich verformbares Band gespannt zu halten. Dies er­ gibt eine Barre mit sehr geringer Masse, die mit hoher Beschleunigung versetzt werden kann.

Empfehlenswert ist es auch, daß zumindest ein Spannele­ ment mit der Barre über ein flexibles Zugmittel verbun­ den ist, an dem der Motor angreift. Die Spannkräfte halten dann auch die flexiblen Zugmittel gespannt, so daß der Motor den gewünschten Versatz genau zu steuern vermag.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Zugmittel ein Zahnriemen, der über ein vom Motor ange­ triebenes Zahnrad umgelenkt ist. Dies ergibt eine spielfreie Kraftübertragung.

Eine ebenfalls bevorzugte Alternative besteht darin, daß das Zugmittel ein Zugseil ist, das um eine vom Mo­ tor angetriebene Seiltrommel gelegt ist. Auch hier wird die Drehbewegung der Seiltrommel sehr genau in eine Axialbewegung der Barre übersetzt.

Günstig ist es, daß die Spannelemente durch mit Druck­ mittel versorgte Kolben-Zylinder-Einheiten gebildet sind. Durch Verlagerung des Kolbens im Zylinder können verhältnismäßig große Wegstrecken zurückgelegt werden, ohne daß sich die von der Einheit ausgeübte Kraft än­ dert.

Als Druckmittel empfiehlt sich Luft. Sie hat gegenüber einem Hydraulik-System den Vorteil, daß Leckstellen keine Verschmutzungen hervorrufen.

Des weiteren empfiehlt es sich, daß beide Kolben- Zylinder-Einheiten die gleiche Druckfläche aufweisen und an einen gemeinsamen Druckspeicher angeschlossen sind. Dies ist eine einfache Möglichkeit, um den beiden Spannelementen die gleiche Spannkraft zu verleihen.

Bewährt hat es sich auch, daß der Zylinder aus Glas und der Kolben aus Graphit besteht. Diese Materialkombina­ tion hat eine äußerst geringe Reibung.

Von Vorteil ist es ferner, daß die Weite des Luftspalts zwischen Kolben und Zylinder kleiner als 0,01 mm ist. Spaltweiten von beispielsweise 0,005 mm erlauben noch eine freie Bewegung des Kolbens im Zylinder, drosseln aber die Leckverluste der Luft auf ein unbeachtliches Maß.

Ähnliche Vorteile bietet es, daß eine Kolbenstange aus Draht mit einem Durchmesser von maximal 2 mm verwendet ist. Da die Kolbenstange nur auf Zug belastet ist, ge­ nügt ein kleiner Querschnitt; sie darf sogar biegsam sein. Auf jeden Fall hat der Spalt zwischen Kolbenstan­ ge und zugehöriger Führung eine so geringe Quer­ schnittsfläche, daß ebenfalls nur ein vernachläßigbare Druckluftmenge austritt.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist dafür ge­ sorgt, daß der Durchmesser der zur Kolben-Zylinder- Einheit führenden Anschlußleitung mindestens 25% des Zylinderdurchmessers beträgt. Durch den Verzicht auf Engstellen ist sichergestellt, daß die partielle Fül­ lung bzw. Leerung der Kolben-Zylinder-Einheiten bei der Versatzbewegung rasch genug erfolgt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Hierin zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Barre mit zugehörigem Antrieb bei einer erfindungsgemä­ ßen Kettenwirkmaschine,

Fig. 2 eine Darstellung ähnlich Fig. 1 eines zweiten Ausführungsbeispiels,

Fig. 3 eine Darstellung ähnlich Fig. 1 eines dritten Ausführungsbeispiels,

Fig. 4 eine Darstellung ähnlich Fig. 1 eines vierten Ausführungsbeispiels und

Fig. 5 einen Schnitt durch eine Kolben-Zylinder- Einheit.

Fig. 1 zeigt eine Barre 1, die als flexibles Band aus­ gebildet ist und eine Vielzahl von Fadenführer-Löchern 2 enthält. Am linken Ende greift über ein als Zugseil ausgebildetes Zugmittel 3 ein Spannelement 4 an. Am rechten Ende greift über ein als Zugseil ausgebildetes Zugmittel 5 ein Spannelement 6 an. Die beiden Spannele­ mente haben gleiche Abmessungen und sind über Zuleitun­ gen 7 und 8 mit einem Druckluftspeicher 9 oder einer anderen Druckluftquelle verbunden, so daß sie gleich große Spannkräfte auf die Barre 1 ausüben. Der Antrieb der Barre 1 erfolgt mit Hilfe eines Linearmotors 10, dessen Austrittsstange 11 direkt mit der Barre 1 ver­ bunden ist.

Da die Barre 1 von den Spannelementen im Kräftegleich­ gewicht gehalten ist, braucht der Linearmotor 10, gleichgültig in welcher Richtung der nächste Versatz erfolgt, nur verhältnismäßig geringe Kräfte aufzubrin­ gen, um die erforderliche Beschleunigung der Massen zu bewirken.

Fig. 2 unterscheidet sich von Fig. 1 lediglich dadurch, daß der Linearmotor 10 nicht parallel zum Zugmittel 3 geführt ist, sondern am Zugmittel 103 angreift bzw. mit diesem Zugmittel in Reihe liegt. Dies ist wegen der Spannung der Zugmittel möglich.

Fig. 3 unterscheidet sich von Fig. 2 lediglich dadurch, daß ein Rotationsmotor 210 vorgesehen ist, der eine Seiltrommel 212 trägt, um die das als Zugseil ausgebil­ dete Zugmittel 203 gelegt ist. Eine Seilsicherung 213 sorgt dafür, daß das Zugmmittel 203 auf der Seiltrommel nicht verrutscht.

In Fig. 4 ist gezeigt, daß die Barre 301 Fadenführer 302 trägt. Die Barre 301 wird von Trägern 314 geführt, die auf ständerfesten Zapfen 315, 316 axial verschieb­ bar gelagert sind. Teil des linken Zugmittels ist ein Zahnriemen 317, der um ein vom Rotationsotor 310 ange­ triebenes Zahnrad 318 gelegt ist mit der Folge, daß das zugehörige Spannelement 4 entsprechend verlagert ist.

Die Spannelemente 4 und 6 haben eine Form, wie sie aus Fig. 5 ersichtlich ist. Es handelt sich um eine Kolben- Zylinder-Einheit mit einem Zylinder 20 aus Glas, einem Kolben 21 aus Graphit und einer Kolbenstange 22 aus ei­ nem biegsamen Drahtmaterial. Das Zugmittel 3 kann in die Öse 23 eingehängt werden. Am Anschluß 24 wird die Zuleitung 7, die zum Druckpeicher 9 führt, befestigt.

Es handelt sich um einen einfach wirkenden Pneumatikzy­ linder. Sein Zylinderraum 25 führt den Druck, der vom Druckspeicher 9 vorgegeben wird. Dieser Druck multipli­ ziert mit der Querschnittsfläche dieses Zylinderraumes 25 ergibt die Kraft, mit der das Spannelement 4 auf die Barre 1 wirkt.

Die Weite des Spaltes 26 zwischen Kolben 21 und Zylin­ der 20 ist außerordentlich gering. Die Spaltweite soll­ te unter 0,01 mm liegen und kann beispielsweise 0,005 mm betragen. Die hierdurch entstehenden Leckver­ luste sind vernachlässigbar. Die Kolbenstange 22 hat einen Durchmesser unter 2 mm, insbesondere zwischen 0,5 und 1,5 mm. Die zugehörige Kolbenführung 27 umschließt die Kolbenstange 22 mit üblichen Toleranzen. Wegen der kleinen Querschnittsabmessungen sind auch hier die Leckverluste vernachlässigbar.

Als Zugmittel kommen nicht nur Zugseile, sondern auch Ketten, Zahnriemen u. dgl. in Betracht. Die Zuleitung 7, 8 bzw. der Anschluß 24 sollten einen freien Querschnitt besitzen, dessen Durchmesser wenigstens 25% des Zylin­ derraums 25 ist. Damit soll eine rasche Abgabe von Luft aus dem Zylinderraum 25 bzw. Zuführung von Luft in die­ sen Zylinderraum 25 gewährleistet werden, damit die Druckkonstanz gewahrt bleibt.

Claims (13)

1. Kettenwirkmaschine mit mindestens einer Barre, wie Legebarre, die durch einen steuerbaren Motor in beiden Richtungen versetzbar ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an den Barrenenden je ein Spannele­ ment (4, 6) angreift, deren Spannkräfte entgegen­ gesetzt gleich groß sind.

2. Kettenwirkmaschine nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Spannkräfte über den gesam­ ten Versatzweg konstant sind.

3. Kettenwirkmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Barre (1) als Band ausge­ bildet ist.

4. Kettenwirkmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Spannelement (4) mit der Barre (1) über ein flexi­ bles Zugmittel (103; 203; 317) verbunden ist, an dem der Motor (110; 210; 310) angreift.

5. Kettenwirkmaschine nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Zugmittel (317) ein Zahnrie­ men ist, der über ein vom Motor (310) angetriebe­ nes Zahnrad (318) umgelenkt ist.

6. Kettenwirkmaschine nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Zugmittel (203) ein Zugseil ist, das um eine vom Motor (210) angetriebene Seiltrommel (212) gelegt ist.

7. Kettenwirkmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannelemente (4, 6) durch mit Druckmittel versorgte Kolben- Zylinder-Einheiten gebildet sind.

8. Kettenwirkmaschine nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Druckmittel Luft dient.

9. Kettenwirkmaschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß beide Kolben-Zylinder-Einhei­ ten die gleiche Druckfläche aufweisen und an einem gemeinsamen Druckspeicher (9) angeschlossen sind.

10. Kettenwirkmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (20) aus Glas und der Kolben (21) aus Graphit besteht.

11. Kettenwirkmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Weite des Luftspalts (26) zwischen Kolben (21) und Zylinder (20) kleiner als 0,01 mm ist.

12. Kettenwirkmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kolbenstange (22) aus Draht mit einem Durchmesser von maximal 2 mm verwendet ist.

13. Kettenwirkmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der zur Kolben-Zylinder-Einheit führenden An­ schlußleitung (7, 8) mindestens 25% des Zylinder­ durchmessers beträgt.