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Die
Erfindung betrifft eine Wirkmaschine mit mehreren über Kupplungsstellen
mit Antrieben verbundenen Legeschienen, deren Legenadeln zu einer Arbeitslinie
hin gerichtet sind, wobei die Antriebe die Legeschienen in Längsrichtung
antreiben.
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DE 102 43 398 A1 zeigt
eine Antriebseinrichtung für
eine mit Wirkwerkzeugen besetzte Barre einer Wirkmaschine. Um Schwenkbewegungen
der Barre zu erzeugen, ist die Barre über ein Exzentergetriebe mit
einem Rotationsmotor verbunden, der an einem axialen Ende der Barre
angeordnet ist.
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Eine
Wirkmaschine mit mehreren Legeschienen, die auch als Legebarren
bezeichnet werden, ist so aufgebaut, daß die Legeschienen im Querschnitt fächerförmig angeordnet
sind. Die Legenadeln gehen also von der gedachten Ar beitslinie aus
in Form von Radialstrahlen nach außen, wobei der Raum, der für die Legenadeln
zur Verfügung
steht, auf Grund der übrigen
Elemente der Wirkmaschine, wie Wirknadeln, Polplatinen, Abschlagplatinen
etc., begrenzt ist. Im Grunde wird jeder Legeschiene ein Winkelsegment
zugeteilt. Der Winkelbereich eines derartigen Winkelsegments ist
relativ klein. Er beträgt
nur wenige Grad, normalerweise etwa 8 bis 15°.
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Die
Legeschienen werden in Längsrichtung angetrieben,
um eine Versatzbewegung der Legenadeln zu bewirken. Dies bedeutet,
daß man
Beschleunigungskräfte
für die
Bewegung der Legeschienen so einleiten muß, daß sie in Richtung der Längsachse der
Legeschienen gerichtet sind. Das hat zur Folge, daß Verbindungselemente
zwischen den Legeschienen und ihren Antrieben parallel zueinander
und in geringem Abstand zueinander verlaufen müssen.
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Bei älteren Wirkmaschinen
hat man hierzu mechanische Getriebe verwendet, die diese Anforderungen
recht gut erfüllen.
Eine Ausführungsform
von mechanischen Getrieben wird durch Spiegelscheiben gebildet.
Diese haben den Nachteil, daß sie
bei Legungsänderungen
gewechselt werden müssen. Dies
ist mit größerem Aufwand
verbunden. Lange Rapporte sind mit Spiegelscheiben nicht möglich. Hier
kann man Musterketten verwenden. Bei der Arbeit mit Musterketten
muß man
jedoch die Geschwindigkeit der Wirkmaschine reduzieren.
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In
den letzten Jahren ist man zunehmend dazu übergegangen, die Legeschienen
mit Hilfe von Motoren zu bewegen. Motoren, die entweder mit einem
mechanischen Linearge triebe zusammenwirken oder direkt aus einem
Linear-Elektro-Antrieb
bestehen, sind für
schnelle Legungswechsel gut geeignet. Allerdings haben derartige
Motoren einen relativ großen
Platzbedarf.
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Ein
derartiger Motor ist beispielsweise aus
DE 42 17 357 C2 bekannt.
Dieser Motor ist als Linearmotor ausgebildet.
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In
DE 37 34 072 C2 ist
eine Kettenwirkmaschine mit mittels Versatzschrittmotoren verstellbaren
Legeschienen offenbart, wobei eine Rotationsbewegung der Motoren
mit Hilfe von Spindeln, die mit entsprechenden Spindelmuttern zusammenwirken, in
eine lineare Bewegung der Legeschienen umgewandelt wird. Die Legeschienen
sind parallel nebeneinander angeordnet. Auch die Motoren sind in
einer Ebene nebeneinander angeordnet, wobei in dieser Ebene auch
die Legeschienen angeordnet sind. Oberhalb dieser Ebene ist ein
Messschrittmotor mit einem Messschieber angeordnet, mit dessen Hilfe die
genaue Position der Legeschienen erfassbar ist.
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Das
Platzproblem wurde durch Verschachtelung und Verlängerungshebel
gelöst.
Allerdings entstehen dadurch Nachteile in der Stabilität und im
Energieverbrauch, weil teilweise recht große Massen bewegt werden müssen.
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Bei
Wirkmaschinen, die neben mehreren Grundlegebarren auch noch mehrere
Musterlegebarren besitzen, ist der direkte Anbau von derartigen
Antrieben aus Platzgründen
nicht möglich.
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EP 0 921 224 A1 zeigt
eine Musterlegeeinrichtung, bei der an einer Legeschiene mehrere
individuell bewegbare Fadenführer
angeordnet sind. Die Fadenführer
sind dabei jeweils gruppenweise zusammengefasst. Jede Gruppe von
Fadenführern wird über ein
Band gesteuert, das in der Legeschiene geführt ist. Das Band wird dabei
durch einen Linearantrieb angetrieben, der oberhalb der Legeschiene angeordnet
ist.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerung von Legeschienen
mit großer
Stabilität
und geringem Energieverbrauch zu ermöglichen.
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Diese
Aufgabe wird bei einer Wirkmaschine der eingangs genannten Art dadurch
gelöst,
daß die Antriebe
nebeneinander in benachbarten Winkelsegmenten angeordnet sind, die
von der Arbeitslinie ausgehen, und in einem der Arbeitslinie benachbarten Bereich
eine geringere Breite als in einem von der Arbeitslinie entfernten
Bereich aufweisen, wobei die Kupplungsstelle an einem ersten Element
angeordnet ist, das gegenüber
einem zweiten Element, an dem der Motor festgelegt ist, verlagerbar
ist und zwischen dem ersten und dem zweiten Element mindestens zwei
parallele Führungen
ausgebildet sind.
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Man
verwendet also Antriebe für
die Legeschienen, die jeweils in die Winkelsegmente hineinpassen.
Dadurch ist es möglich,
alle Antriebe in Axialrichtung, d. h. Bewegungsrichtung der Legeschienen,
an der gleichen Position anzuordnen. Die Antriebsverhältnisse
für die
Legeschienen sind untereinander gleich. Konstruktiv gelöst wird
dies dadurch, daß man
die Antriebe über
ihre Höhe
nicht mehr mit einer konstanten Breite (senkrecht zur Bewegungsrichtung
der Legeschienen) ausbildet, sondern mit einer Breite, die in Richtung
zur Arbeitslinie hin abnimmt. Die "Arbeitslinie" ist hierbei eine gedachte Linie, in
der sich die Legenadeln schneiden würden, wenn man sie verlängert. Es
ist hierbei nicht unbedingt erforderlich, daß sich die Verlängerungen
aller Legenadeln in der Arbeitslinie schneiden. Kleinere Abweichungen
sind zulässig.
Dadurch, daß man
die Antriebe in einem Bereich, der näher an der Arbeitslinie liegt,
schmaler ausbildet, als in einem Bereich, der weiter von der Arbeitslinie
entfernt ist, bekommt man die Möglichkeit,
die Antriebe in Breitenrichtung relativ dicht zu staffeln und sie
in den einzelnen Winkelsegmenten so unterzubringen, daß sie sich
gegenseitig nicht behindern. Auf diese Weise können alle Legeschienen oder
Legebarren mit den gleichen Antrieben angetrieben werden. Eine Verschachtelung
oder die Verwendung von unterschiedlichen Verlängerungshebeln sind nicht erforderlich.
Die beiden Führungen
stellen sicher, daß das
erste Element seine Ausrichtung zum zweiten Element, d. h. zum Motor
beibehält,
und zwar auch dann, wenn über
die Kupplungsstelle Kräfte
auf das erste Element wirken, die nicht in einer Linie mit den vom
Motor hervorgerufenen Antriebskräften
liegen.
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Vorzugsweise
weist jeder Antrieb einen Motor auf, der weiter weg von der Arbeitslinie
als die Kupplungsstelle angeordnet ist. Die Kupplungsstelle kann
dann relativ nahe an der Arbeitslinie angeordnet sein, so daß die Legeschienen
an einer günstigen Stelle
mit Antriebskräften
beaufschlagt werden können.
Der Motor, der im Prinzip das größte Bauteil
des Antriebs bildet, ist an einem größeren Radius im Winkelsegment
eingebaut. Dadurch ist es möglich,
die einzelnen Antriebe in der Nähe
der Arbeitslinie mit einer geringeren Breite auszubilden als weiter
von der Arbeitslinie weg.
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Hierbei
ist bevorzugt, daß mindestens
eine Führung
näher an
der Arbeitslinie als der Motor angeordnet ist. Eine Führung, die
im Prinzip durch eine gerade Stange gebildet sein kann, weist eine
wesentlich geringere Breite auf als der Motor. Man kann nun durch
die Anordnung der Führung
dafür sorgen,
daß sich
der entsprechende Antrieb zur Arbeitslinie hin in Breitenrichtung
verkleinert.
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Bevorzugterweise
weist das erste Element eine zweite Befestigungsstelle an mindestens
einer Führung
auf. Dies ergibt eine zusätzliche
Abstützung des
ersten Elements, so daß ein
Verkippen oder Verkanten vermieden wird, auch wenn größere Kräfte auf
die Legeschienen übertragen
werden.
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Hierbei
ist bevorzugt, daß die
zweite Befestigungsstelle zwischen zwei Lagern der Führungsstelle
angeordnet ist. Damit wird die Führung
auf beiden Seiten der Befestigungsstelle abgestützt, so daß das erste Element auch bei
größeren Kräften mit
der erforderlichen Ausrichtung am Antrieb gehalten wird.
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Bevorzugterweise
sind die beiden Führungen
zweimal miteinander verbunden. Auch dies ist eine Maßnahme,
um die Führungen
parallel zu halten und damit das erste Element in der gewünschten Ausrichtung
zum Motor einerseits und zur Legeschiene andererseits zu halten.
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Vorzugsweise
weist eine der Führungen
eine Kugelgewindespindel auf. Über
eine Kugelgewindespindel läßt sich
eine Drehbewegung des Motors in einfacher und relativ verlustarmer
Weise auf das erste Element übertragen.
Wenn man diese Kugelgewindespindel in einer Führung anordnet, dann spart man
Platz, so daß der
Antrieb an dieser Stelle nicht übermäßig breit
zu werden braucht.
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Vorzugsweise
ist der Motor koaxial zur Kugelgewindespindel angeordnet. Man benötigt also kein
zusätzliches
Getriebe mehr zwischen dem Motor und der Kugelgewindespinde, sondern
kann den Motor direkt auf die Kugelgewindespindel wirken lassen.
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In
einer alternativen oder zusätzlichen
Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß der Motor über ein
umlaufendes Zugelement mit einem das erste Element verlagernden
Getriebe verbunden ist. Ein derartiges Zugelement kann durch eine
Kette, einen Zahnriemen oder ähnliches
gebildet sein. In diesem Fall kann man den Motor relativ weit weg
von der Arbeitslinie anordnen. Der Motor kann also durchaus eine
gewisse Größe aufweisen,
ohne daß sich
die Antriebe gegenseitig bei der Anordnung behindern.
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Vorzugsweise
weist der Antrieb einen Abschnitt auf, der sich zur Arbeitslinie
hin verjüngt.
Dieser Abschnitt kann beispielsweise durch einen Gehäuseabschnitt
mit schrägen
Wänden
gebildet sein. Eine derartige Ausbildung erleichtert die Montage. Man
kann nämlich
die Seitenwände
der sich verjüngenden
Abschnitte parallel zueinander ausrichten und so die Antriebe auf
einfache Weise montieren.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer Legeschienenanordnung einer Wirkmaschine,
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2 eine
Stirnseitenansicht der Legeschienenanordnung nach 1,
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3 eine
erste Ausführungsform
eines Antriebs im Längsschnitt,
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4 eine
Stirnseitenansicht der Antriebsanordnung,
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5 eine
zweite Ausführungsform
des Antriebs im Längsschnitt
und
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6 eine
Stirnseitenansicht des Antriebs nach 5.
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Eine
nicht näher
dargestellte Wirkmaschine weist mehrere Legeschienen 1–3 auf,
die in Richtung eines Doppelpfeils 4 hin und her bewegt
werden, um Fäden,
die durch Legenadeln 5 geführt worden sind, in vorbestimmter
Weise um andere Wirkelemente, beispielsweise Wirknadeln, herumzulegen.
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Um
die nachfolgende Erläuterung
zu vereinfachen, wird eine Arbeitslinie 6 definiert. Diese
Arbeitslinie 6 ist eine virtuelle Linie. Sie befindet sich
am Schnittpunkt der Verlängerungen
der Legenadeln 5 der Legeschienen 1–3.
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Die
Legeschienen 1–3 weisen
Aufhängungen 7 auf,
mit denen sie in der Wirkmaschine befestigt sind. Jede Aufnehmung
ist über
einen Stößel 8 mit
einem Antrieb 9 verbunden, der die axial gerichtete Kraft
erzeugt, mit der die Legeschienen 1–3 in Richtung des
Doppelpfeils 4 hin und her bewegt werden.
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Wie
aus 2 zu erkennen ist, sind die Legeschienen 1–3 mit
ihren Aufhängungen 7 im
Querschnitt fächerförmig angeordnet,
d. h. für
jede Legeschiene 1–3 steht
ein Winkelsegment mit einer Winkelbreite "A" zur
Verfügung.
Jedes Winkelsegment hat dabei nur eine begrenzte Winkelbreite A,
in der Regel 8 bis 15°.
Je mehr Legeschienen vorhanden sind, desto kleiner wird das Winkelsegment,
denn die Legeschienen 1–3 können die
Arbeitslinie 6 nicht in vollem Umfang umgeben. In der Regel
ist der Platz für
die Legeschienen 1–3 insgesamt
auf etwa 120° beschränkt.
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Um
die Antriebe 9 so anordnen zu können, wie dies in 1 und 2 dargestellt
ist, haben die Antriebe eine spezielle Form. Sie sind nämlich in
einem Bereich, der der Arbeitslinie 6 benachbart ist, mit einer
geringeren Breite (in Umfangsrichtung) ausbildet als in einer größeren Entfernung.
Hierzu weist jeder Antrieb mindestens einen Abschnitt 10 auf,
der sich zur Arbeitslinie 6 hin verjüngt. Dieser Abschnitt 10 muß nicht über die
gesamte Höhe
des Antriebs 9 durchgehen. Es kann durchaus ein weiterer
Abschnitt 11 verbleiben, in dem die Wände des Antriebs 9 parallel
zueinander ausgerichtet sind.
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Der
Stößel 8 greift über eine
Kupplungsstelle, die durch einen Kugelbolzen 12 gebildet
ist, am Antrieb an. Der Kugelbolzen 12 ist dabei in ein
erstes Element 13 des Antriebs 9 (3)
eingesetzt, das gegenüber
einem zweiten Element 14 verlagerbar ist. Zum Verlagern
wird ein Motor 15 verwendet.
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Der
Kugelbolzen 12, d. h. die Kupplungsstelle, befindet sich
an einem Abschnitt des Antriebs 9, der der Arbeitslinie 6 am
dichtesten benachbart ist. Der Motor 15 befindet sich,
bezogen auf die Arbeitslinie 6, am entgegengesetzten Ende
des Antriebs 9, also dort, wo am meisten Platz zur Verfügung steht. Dabei
trägt man
der Tatsache Rechnung, daß der Motor 15 im
Grunde das größte Einzelbauteil
des Antriebs 9 ist.
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Das
erste Element 13 weist eine erste in einem Linearlager 16 gelagerte
Führung 17 auf,
die eine Mutter 18 einer Kugelgewindespindel 19 trägt. Die
Kugelgewindespindel 19 ist mit einer Abtriebswelle 20 des
Motors 15 verbunden. Wenn der Motor 15 arbeitet
und die Abtriebswelle 20 dreht, dann wird das erste Element 13 gegen über dem
zweiten Element 14 nach links oder rechts (bezogen auf
die Darstellung der 3) verlagert und zwar in Abhängigkeit
von der Rotationsrichtung des Motors 15.
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Das
erste Element 13 weist eine zweite Führung 21 auf, die
als Führungsachse
ausgebildet ist. Die Führung 21 ist
in zwei Linearlagern 22, 23 abgestützt, die
in Be wegungsrichtung des ersten Elements 13 einen gewissen
Abstand zueinander aufweisen. Das erste Element 13 ist
in diesem Abstand oder Zwischenraum zwischen den beiden Lagern 22, 23 mit
einer zweiten Befestigungsstelle 24 mit der zweiten Führung 21 verbunden.
Dadurch wird eine sehr stabile Führung
des ersten Elements 13 gegenüber dem zweiten Element 14 erzielt
und zwar auch dann, wenn die am ersten Element 13 greifenden Kräfte in Höhenrichtung
(bezogen auf die Darstellung der 3: von unten
nach oben) einen gewissen Abstand aufweisen. Durch die Abstützung an
zwei Führungen 17, 21 und
die beiden Verbindungen mit der Führung 21 ist das erste
Element 13 auch gegenüber auftretenden
Momenten ausreichend stabil.
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Da
die Führung 21 eine
wesentlich geringere Breite aufweist als der Motor 15,
kann man den Antrieb, wie aus 4 zu erkennen,
von oben nach unten in ausreichendem Maße verjüngen.
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Die 5 und 6 zeigen
eine abgewandelte Ausführungsform.
Gleiche Elemente wie in 3 und 4 sind mit
den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Das
erste Element 13, an dem der Kugelbolzen 12 befestigt
ist, ist wiederum über
zwei Führungen 17, 21 im
zweiten Element 14 verschiebbar gelagert. Zur Abstützung sind
die Linearlager 16, 22, 23 vorgesehen.
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Allerdings
ist der Motor 15 nicht koaxial zur Führung 17 angeordnet.
Der Motor 15 befindet sich vielmehr oberhalb des zweiten
Elements 14. Er weist ein Abtriebsritzel 25 auf,
das über
einen Zahnriemen 26 mit einem Antriebsritzel 27 in
Eingriff steht. Das Antriebsritzel 27 ist auf einer Welle 28 drehfest
befestigt, die über
ein Getriebe 29 die beiden Führungen 17, 21 antreibt.
Das Getriebe 29 weist ein Abtriebselement 30 auf,
das die beiden Führungen 17, 21 miteinander
verbindet.
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Das
Getriebe 29 kann hier auch durch eine Kugelumlaufspindel
mit dazugehöriger
Mutter gebildet sein.
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Hier
wird die Stabilität
der Führung
durch die zweite Verbindung der beiden Führungen 17, 21 durch
das Abtriebselement 30 verbessert. Das Antriebsmoment wird
zwischen den beiden Führungen 17, 21 eingeleitet,
so daß der
Hebelarm zwischen der Antriebskraft, die durch die Welle 28 eingeleitet
wird, und der am Kugelbolzen 12 angreifenden Abtriebskraft
nicht allzu groß ist.
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Wie
aus 2 zu erkennen ist, haben die einzelnen Antriebe 9 in
Breitenrichtung einen kleinen Abstand zueinander. Die Antriebe 9 werden
unabhängig
voneinander auf einer nicht näher
dargestellten Seitenwand einer Wirkmaschine montiert. Die Wände in den
sich verjüngenden
Abschnitten 10 erleichtern dabei die gegebenseitige Ausrichtung.
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Die
Antriebe 9 für
alle Legeschienen 1–3 können gleich
ausgebildet werden. Dies erhöht
die Wartungsfreundlichkeit. Die Vorratshaltung von Ersatzteilen
wird verringert. Dadurch können
Kosten eingespart werden. Dadurch, daß die einzelnen Antriebe 9 auch
einzeln austauschbar sind, wird die Wartungsfreundlichkeit verbessert.