DE4422893A1 - Rundflechtmaschine - Google Patents
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- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04C—BRAIDING OR MANUFACTURE OF LACE, INCLUDING BOBBIN-NET OR CARBONISED LACE; BRAIDING MACHINES; BRAID; LACE
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- D04C3/40—Braiding or lacing machines for making tubular braids by circulating strand supplies around braiding centre at equal distances
- D04C3/42—Braiding or lacing machines for making tubular braids by circulating strand supplies around braiding centre at equal distances with means for forming sheds by controlling guides for individual threads
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Description
Die Erfindung betrifft eine Rundflechtmaschine der im Oberbegriff des Anspruchs 1
angegebenen Gattung.
Flechtmaschinen sind in zwei Hauptarten bekannt. Bei der einen, überwiegend früher
benutzten Art führen die Spulenträger ihre für die Verschränkung bzw. kreuzweise
Legung der Fäden bzw. Stränge erforderliche Bewegung auf sich kreuzenden Bahnen
selbst aus (Maibaum-Prinzip). Heute wird dagegen überwiegend die andere Art benutzt,
bei der zwei Spulengruppen gegenläufige Kreisbewegungen ausführen und nur die Stränge
der einen Gruppe abwechselnd über und unter die Spulen der anderen Gruppe geleitet
werden (Schnellflecht-Prinzip). Die Erfindung befaßt sich nur mit der zweiten Art von
Rundflechtmaschinen.
Zum Hin- und Herbewegen der Stränge gibt es unterschiedliche Systeme.
Die überwiegende Anzahl der bekannten Rundflechtmaschinen arbeitet mit an einem Ende
schwenkbar gelagerten Schwinghebeln, die am vorderen Ende ein Strangfüllungsorgan
aufweisen und mit Hilfe von Kurbeln, Exzentern oder Steuerkurven hin- und herbewegt
werden (z. B. DE-PS 27 43 893, EP 0 441 604 A1). Die Strangführungsorgane führen
dabei eine im wesentlichen sinusförmige Bewegung durch. Diese hat bei hohen Drehzah
len der umlaufenden Spulengruppen eine peitschenartige Hin- und Herschwenkung der
Schwinghebel zur Folge, was zu hohen Biegebeanspruchungen und damit zu einem
Überschwingen der Schwinghebel in den Umkehrpunkten führt und aus konstruktiven
Gründen (z. B. hoher Verschleiß) problematisch ist. Außerdem hat der sinusförmige
Verlauf der Bewegung zur Folge, daß die Zahl der Spulen, die am Umfang der Maschine
untergebracht werden können, vergleichsweise kleiner bzw. der Abstand zwischen den
Spulen vergleichsweise größer ausgebildet werden muß, wenn anstelle einer einfachen
Überkreuzung "1 über - 1 unter" eine höherwertige Legung "2 über - 2 unter", "3 über -
3 unter" od. dgl. vorgenommen werden soll, weil Sinuskurven im Kreuzungsbereich
vergleichsweise flach verlaufen. Dieser Nachteil läßt sich zwar dadurch teilweise ver
meiden, daß die Schwenkbewegung des Schwinghebels mit Hilfe eines mit einer Kurbel
schwinge gekoppelten Schubgelenks gegenüber einer reinen Sinusbewegung in den
Kreuzungsbereichen beschleunigt und in den Umkehrbereichen verzögert wird
(DE 39 37 334 A1). Der Peitscheneffekt und die durch ihn entstehenden konstruktiven
Probleme lassen sich dadurch jedoch nur wenig reduzieren.
Zur Vermeidung des Peitscheneffekts ist es bereits bekannt, das Strangführungsorgan am
einen Ende einer permanent umlaufenden Kurbelschleife anzuordnen und die Umlaufbe
wegung der Kurbelschleife so zu steuern, daß das Strangführungsorgan den Weg einer
geschlungenen Epizykloide beschreibt (DE 40 09 494 A1). Dadurch wird erreicht, daß die
Kurbelschleife mit dem Strangführungsorgan beim Überkreuzungsvorgang die größte
Winkelgeschwindigkeit besitzt, zwischen zwei Überkreuzungen dagegen nur sehr langsam
bewegt bzw. nahezu im Stillstand gehalten wird, um auf diese Weise auch Legungen von
"2 über - 2 unter" durchführen zu können. Allerdings ist auch bei dieser Lösung der
Kurvenverlauf im Überkreuzungsbereich teilweise relativ flach, so daß die Spulenabstände
vergleichsweise groß sein müssen und "2 über - 2 unter"-Legungen und höherwertige
Legungen nicht ausreichend wirtschaftlich durchgeführt werden können. Abgesehen davon
besteht die Gefahr, daß sich die einzelnen Stränge verzwirnen bzw. verseilen, insbesonde
re wenn es sich um Stränge aus behandelten, klebrigen Materialien handelt.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Rundflechtmaschine der
eingangs bezeichneten Art so auszubilden, daß peitschenartige Bewegungen der die
Strangführungsorgane bewegenden Teile weitgehend vermieden werden, aber dennoch
vergleichsweise geringe Spulenabstände realisierbar und Legungen bis "3 über - 3 unter"
oder sogar höherwertige Legungen ohne weiteres auch unter wirtschaftlichen Bedingungen
durchführbar sind.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.
Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung an
Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine teilweise weggebrochene Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Rundflecht
maschine;
Fig. 2 einen Vertikalschnitt etwa längs der Linie II-II der Fig. 1 durch die obere Hälfte
der Rundflechtmaschine in vergrößertem Maßstab;
Fig. 3 eine Vorderansicht einer Führungsbahn der Rundflechtmaschine in starker
Vergrößerung, in Fig. 2 von rechts her betrachtet;
Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 3;
Fig. 5 einen Vertikalschnitt analog zu Fig. 2 durch eine vergrößert dargestellte erste
Ausführungsform eines zum Antrieb eines Strangführungsorgans bestimmten Getriebes der
Rundflechtmaschine nach Fig. 1 und 2;
Fig. 6 eine Draufsicht auf das Getriebe nach Fig. 5;
Fig. 7 die Ansicht eines vom Getriebe nach Fig. 5 und 6 angetriebenen Hebels in
Richtung eines Pfeils x in Fig. 6;
Fig. 8 schematisch verschiedene Positionen des Hebels nach Fig. 7 beim Arbeiten der
Rundflechtmaschine nach Fig. 1 und 2;
Fig. 9 eine schematische Darstellung der Bahn, die von dem vom Hebel nach Fig. 7
angetriebenen Strangführungsorgan beim Betrieb der Rundflechtmaschine nach Fig. 1
und 2 zurückgelegt wird;
Fig. 10 einen Vertikalschnitt analog zu Fig. 2 durch eine vergrößert dargestellte zweite
Ausführungsform eines zum Antrieb eines Strangführungsorgans bestimmten Getriebes der
Rundflechtmaschine nach Fig. 1 und 2 längs der Linie X-X in Fig. 12;
Fig. 11 einen Schnitt durch das Getriebe nach Fig. 10 längs der Linie XI-XI der Fig. 12;
Fig. 12 eine Draufsicht auf das Getriebe nach Fig. 10 und 11;
Fig. 13 eine Ansicht eines vom Getriebe nach Fig. 8 bis 10 angetriebenen Hebels in
Richtung eines Pfeils y der Fig. 12;
Fig. 14 eine schematische Darstellung der Bewegungsbahn des Hebels nach Fig. 13 beim
Arbeiten der Rundflechtmaschine nach Fig. 1 und 2; und
Fig. 15 und 16 schematische Darstellungen der bei unterschiedlicher Auslegung des
Getriebes nach Fig. 10 bis 12 erreichbaren Bahnen für das Strangführungsorgan beim
Arbeiten der Rundflechtmaschine nach Fig. 1 und 2.
Fig. 1 und 2 zeigen als Ausführungsbeispiel eine Rundflechtmaschine mit horizontal
angeordneter Drehachse 1 (Fig. 2). Auf einem Grundgestell 2 ist ein Rotorträger 3 (Fig.
2) befestigt, auf dem mittels Lagerelementen 4 eine Nabe 5 um die Drehachse 1 drehbar
gelagert ist. Die Nabe 5 trägt einen ringförmigen, im wesentlichen kreisrunden und
vertikal angeordneten Rotor 6. In diesem sind mit konstantem radialem Abstand von der
Drehachse 1 und in gleichen Winkelabständen um die Drehachse 1 verteilt mehrere
Lagerelemente 7 angebracht, in denen parallel zur Drehachse 1 ausgerichtete Wellen 8
drehbar gelagert sind. Auf diesen Wellen 8 sind zur Vorderseite hin zunächst ein Ritzel 9
und dann ein Zahnrad 10 axial hintereinander angeordnet. Jedes Ritzel 9 steht mit einem
Zahnrad 11 im Eingriff, das vor dem Rotor 6, koaxial zur Drehachse 1 und stationär
angeordnet ist. Bei Drehung des Rotors 6 rollt sich das Ritzel 9 wie ein Planetenrad auf
dem als Sonnenrad wirkenden Zahnrad 11 ab.
Der Rotor 6 trägt ferner einen ebenfalls im wesentlichen ringförmigen, kreisrunden Träger
12, der mittels radial außerhalb der Wellen 8 und parallel zu diesen angeordneten Zapfen
13 am Rotor 6 befestigt, vor dem Zahnrad 10 angeordnet und innen mittels Lagerelemen
ten 14 zusätzlich am Rotorträger 3 drehbar gelagert ist. Außerdem stützt der Träger 12
mittels weiterer Lagerelemente 15 die Vorderenden der Wellen 8 ab. Zwischen dem Rotor
6 und dem Träger 12 sind mittels Lagerelementen 16 Zwischenritzel 17 auf den Zapfen 13
drehbar gelagert, die mit den Zahnrädern 10 im Eingriff stehen. Wie insbesondere Fig. 1
zeigt, sind im Ausführungsbeispiel zwölf Wellen 8 mit Ritzeln 9 und Zahnrädern 10 um
die Drehachse 1 herum angeordnet, wobei jedem Zahnrad 10 zwei Zwischenritzel 17
zugeordnet sind, deren Zapfen 13 auf einem mit der Drehachse 1 koaxialen Kreis liegen.
Am Außenumfang des Trägers 12 sind in gleichmäßigen Abständen Segmente 18 befestigt,
in die radial nach außen, d. h. in Fig. 2 nach oben offene, z. B. nutförmige Rollbahnen
eingearbeitet sind. Entsprechende Segmente 20 sind mittels beabstandeter Tragbügel 21 am
Rotor 6 befestigt, wobei in die Segmente 20 radial nach innen, d. h. in Fig. 2 nach unten
offene, ebenfalls z. B. nutförmige Rollbahnen eingearbeitet sind. Außerdem sind die
Segmente 20 axial vor den Segmenten 18 und mit größeren radialen Abständen als diese
von der Drehachse 1 angeordnet.
Die Rollbahnen der Segmente 18, 20 dienen zur Aufnahme von Rollen 23 bzw. 24, die auf
Lagerzapfen 25 bzw. 26 mit zur Drehachse 1 parallelen Achsen drehbar gelagert sind.
Diese Zapfen 25, 26 sind an Spulenträgern 27 befestigt, die wie die Segmente 18, 20 in
gleichmäßigen Abständen um die Drehachse 1 verteilt angeordnet sind. An den Zapfen 25
sind außerdem Ringabschnitte 28 mit Innenverzahnungen 29 (Fig. 1) befestigt, die mit den
Zwischenritzeln 17 kämmen. Dabei weisen die Ringabschnitte 28, in Umfangsrichtung des
Rotors 6 betrachtet, eine solche Länge auf, daß jeder Ringabschnitt 28 bei relativer
Drehung zum Rotor 6 unabhängig von seiner momentanen Stellung stets mit wenigstens
einem der Zwischenritzel 17 im Eingriff steht, zwischen den einzelnen Ringabschnitten 28
jedoch radiale Freiräume bzw. Schlitze vorhanden sind. Entsprechend sind die Rollen
23, 24 so an den Spulenträgern 27 angebracht, daß jeder Spulenträger 27 bei relativer
Drehung zum Rotor 6 unabhängig von seiner momentanen Stellung stets mit wenigstens
zwei Rollen 23, 24 in jedem Segment 18, 20 formschlüssig geführt ist, zwischen den
einzelnen Spulenträgern jedoch radiale Schlitze bzw. Freiräume vorhanden sind. Sowohl
die Rollenbahn der Segmente 18, 20 als auch die Verzahnungen 29 liegen dabei jeweils auf
mit der Drehachse 1 koaxialen Kreisen.
Die Spulenträger 27 tragen eine erste Gruppe von vorderen bzw. inneren Spulen 31, von
denen je ein Faden (Draht) bzw. Strang 32 über eine von einem Spannungsregler 33
gesteuerte Rolle 34 zu einem Flechtpunkt 35 geführt wird, an dem das in Richtung der
Drehachse 1 (Pfeil v in Fig. 2) transportierte Flechtgut 36 umflochten wird.
Weitere Fäden bzw. Stränge 37 werden von einer zweiten Gruppe von hinteren bzw.
äußeren Spulen 38 geliefert, die mittels Haltern 39 an den Tragbügeln 21 befestigt sind,
und über von Spannungsreglern 40 gesteuerte Rollen 41 ebenfalls dem Flechtpunkt 35
zugeführt. Entsprechend Fig. 1 sind z. B. je zwölf vordere bzw. hintere Spulen 31 bzw. 38
vorgesehen.
Der Antrieb der Rundflechtmaschine erfolgt mittels eines im Grundgestell 2 montierten
Antriebsmotors 42, der über ein Getriebe 43 ein Antriebsritzel 44 antreibt, das mit einem
an der Nabe 5 befestigten Zahnrad 45 kämmt.
Das Einschalten des Antriebsmotors 42 hat zur Folge, daß die Nabe 5 und der Rotor 6,
der Träger 12, die Segmente 18 und 20 sowie die hinteren Spulen 38 in eine vorgewählte
Richtung, z. B. im Uhrzeigersinn, gedreht werden bzw. umlaufen, wie in Fig. 1 durch
einen Pfeil r angedeutet ist. Dadurch wälzen sich die Ritzel 9 am Umfang des Zahnrads
11 ab, so daß sowohl diese als auch die Zahnräder 10 im Uhrzeigersinn gedreht werden.
Dagegen werden die Zwischenritzel 17 im Gegenuhrzeigersinn angetrieben. Durch
geeignete Bemessung der verschiedenen Zahnräder bzw. Ritzel erfolgt die Drehung der
Zwischenritzel 17 mit einer so hohen Drehzahl, daß die mit ihnen in Eingriff gelangenden
Verzahnungen 29 bzw. die Spulenträger 27 in den Rollenbahnen der Segmente 18, 20 und
mit ihnen die vorderen Spulen 31 im Gegenuhrzeigersinn (Pfeil s in Fig. 1) bewegt
werden, und zwar vorzugsweise mit derselben, aber gegenläufigen Winkelgeschwindigkeit
wie der Rotor 6.
Um das Flechtgut 36 in der für das Flechten charakteristischen Weise mit sich kreuzenden
Strängen 32, 37 zu umwickeln, müssen die Stränge der einen Gruppe von Spulen peri
odisch zwischen den Spulen der anderen Gruppe hin- und herbewegt werden. In der Regel
werden dabei die Stränge 37 der hinteren Spulen 38 zwischen den vorderen Spulen 31
hindurchbewegt, wozu zumindest während der Überkreuzungsbewegungen nicht nur
zwischen den vorderen Spulen 31, sondern auch zwischen den sie tragenden Teilen
ausreichend große radiale Schlitze bzw. Freiräume vorhanden sein müssen, die im
Ausführungsbeispiel z. B. zwischen den Segmenten 18, 20 und Spulenträgern 27, aber auch
zwischen den Tragbügeln 21 bzw. im Rotor 6 und ggf. im Träger 12 vorgesehen sind.
Rundflechtmaschinen dieser Art sind dem Fachmann allgemein bekannt und brauchen
daher nicht näher erläutert werden. Vorsorglich wird auf die eingangs genannten Druck
schriften verwiesen und deren Inhalt hiermit zum Gegenstand der vorliegenden Offenba
rung gemacht.
Im Ausführungsbeispiel werden die Stränge 37 der hinteren Spulen 38 periodisch zwischen
den vorderen Spulen 31 hindurchbewegt. Hierzu werden die Stränge 37 von jeder Spule
38 zunächst einer Umlenkrolle 47 und von dort durch ein Strangführungsorgan 48, z. B.
eine Öse, dem Flechtpunkt 35 zugeführt und die Strangführungsorgane 48 entsprechend
Fig. 2 auf gekrümmten oder auch linearen Führungsbahnen 49 geführt und mittels je eines
Hebels 50 hin- und herbewegt, der von einem Getriebe 51 angetrieben wird. Eine
gekrümmte Führungsbahn 49 ermöglicht es, den Abstand des Strangführungsorgans 48
vom Flechtpunkt 35 längs seiner gesamten Bewegungsbahn im wesentlichen konstant zu
halten. Dabei ist wesentlich, daß jeder Hebel 50 in den beiden Umkehrpunkten des
zugehörigen Strangführungsorgans 48, d. h. wenn dieses die Enden der Führungsbahn 49
erreicht, im wesentlichen in der Verlängerung der Führungsbahn 49 angeordnet ist. Dies
ist in Fig. 2 für die voll zurückgezogene Stellung des Hebels 50 gezeigt. Dadurch wird
der Hebel 50 in den Umkehrpunkten allenfalls auf Zug oder Druck, nicht aber auf
Biegung beansprucht, so daß auch bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten keine wesentlichen
Überschwingungen oder Vibrationen auftreten können, wie dies bei bekannten Rundflecht
maschinen aufgrund des Peitscheneffekts unvermeidbar ist. Vorzugsweise wird der Hebel
50 außerdem so bewegt, daß er in jeder Stellung des Strangführungsorgans 48 stets einen
spitzen, von 90° erheblich abweichenden Winkel mit der Führungsbahn 49 bzw. der
jeweiligen Tangente daran bildet, d. h. auch in Zwischenstellungen nur wenig auf Biegung
beansprucht wird. Schließlich wird auch das vom Strangführungsorgan 48 entfernte Ende
des Hebels 50 zu keinem Zeitpunkt ruckartig hin- und herbewegt, sondern entsprechend
Fig. 2 mittels eines Kurbelhebels 52 umlaufend (Pfeil w) auf einer Kreisbahn 53 geführt,
wodurch mechanische Beanspruchungen des gesamten Strangführungssystems auch bei
hohen Arbeitsgeschwindigkeiten weitgehend vermieden werden. Alle diese Vorteile
werden erhalten, ohne daß es erforderlich ist, das Strangführungsorgan 48 selbst auf einer
Umlaufbahn zu bewegen, so daß auch Verzwirnungen der einzelnen Stränge nicht möglich
sind.
Jede Führungsbahn 49 ist, wie Fig. 1 und 2 zeigen, im wesentlichen radial und vorzugs
weise unter einem solchen spitzen Winkel zur Drehachse 1 angeordnet, daß sich der
Abstand des Strangführungsorgans 48 vom Flechtpunkt 35 bei der Hin- und Herbewegung
längs der Führungsbahn 49 nur wenig ändert. Die Führungsbahn 49 weist nach Fig. 3 und
4 zweckmäßig zwei im wesentlichen U-förmige Schienen 54 auf, die sich mit ihren
offenen Seiten und mit Abstand gegenüberstehen und zwischen denen ein Schlitten 55 mit
Gleitsitz, mit Hilfe von Rollen od. dgl. verschiebbar geführt ist. Dieser weist an seinem
Vorderende das z. B. als Öse ausgebildete Strangführungsorgan 48 auf, das so angeordnet
ist, daß der von der zugehörigen Spule 38 (Fig. 2) kommende Strang 37 in Pfeilrichtung
(Fig. 3) zwischen den beiden Schienen 54 hindurch dem Flechtpunkt 35 zugeführt wird,
ohne beim Hin- und Herfahren des Schlittens 55 mit den Schienen 54 oder anderen Teilen
der Führungsbahn 49 in Berührung zu kommen. Am Hinterende ist der Schlitten 55
mittels eines Lagerkörpers 56 gelenkig mit dem Hebel 50 (vgl. auch Fig. 2) verbunden,
der zumindest in den beiden Umkehrpunkten des Schlittens 55 auf der Führungsbahn 49
im wesentlichen in einer gedachten, rückwärtigen Verlängerung der von den beiden
Schienen 54 gebildeten Bewegungsbahn liegt.
Das Getriebe 51 kann auf verschiedene Weise ausgeführt sein und ist in vorteilhafter
Weiterbildung der Erfindung so ausgelegt, daß die Geschwindigkeit des Strangführungs
organs 48 an den Enden der Führungsbahn 49 kleiner und im mittleren Teil der Führungs
bahn 49 größer ist, als dies bei einer reinen Sinusbewegung der Fall wäre.
Fig. 5 bis 9 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung bei Anwendung eines speziellen
Exzentergetriebes für das Getriebe 51 nach Fig. 2. Jedes Getriebe 51 enthält ein Getriebe
gehäuse 57 (Fig. 5, 6), das an den Rotor 6 angeschraubt ist und ein auch in Fig. 2
dargestelltes Antriebszahnrad 58 aufnimmt, das an dem vom Träger 12 entfernten Ende
der jeweiligen Welle 8 befestigt ist. Das Antriebszahnrad 58 treibt über ein Zahnrad 59
eine an diesem befestigte Welle 60 an, die mit Lagerelementen 61 im Getriebegehäuse 57
drehbar gelagert ist und an ihrem vom Zahnrad 59 entfernten Ende ein Kegelzahnrad 62
trägt. Das Kegelzahnrad 62 steht mit einem Kegelzahnrad 63 im Eingriff, das mit einer
Paßfeder 64 (Fig. 6) auf einer drehbar im Getriebegehäuse 57 gelagerten Welle 65
befestigt ist. Mit derselben Paßfeder 64 ist auf der vom Kegelzahnrad 63 abgewandten
Seite ein weiteres Zahnrad 66 auf der Welle 65 befestigt, das mit einem Zwischenzahnrad
67 kämmt, das auf einer mit Abstand und parallel zur Welle 65 drehbar im Getriebegehäu
se 57 gelagerten Welle 68 sitzt und seinerseits mit einem Zahnrad 69 kämmt, das auf
einer weiteren Welle 70 befestigt ist, die im Getriebegehäuse 57 mit Abstand und parallel
zur Welle 65 gelagert ist. Diese Welle 70 trägt ein zweites Zahnrad 71, das mit einem
Zahnrad 72 im Eingriff ist, das auf der vom Kegelzahnrad 63 abgewandten Seite des
Zahnrads 66 drehbar auf der Welle 65 gelagert ist. Die Zahnräder 66, 67, 69, 71 und 72
sind vorzugsweise Stirnzahnräder, wobei zu ihrer gegenseitigen Abstützung und stabilen
Lagerung Lagerelemente 73 bis 77 vorgesehen sind.
An einem vom Kegelzahnrad 63 entfernten Ende der Welle 65 ist eine Kreisscheibe 78
befestigt, die versenkt im Zahnrad 72 angeordnet sein kann und mit einer exzentrisch
gelagerten Kurvenrolle 79 versehen ist, die über die Kreisscheibe 78 und das Zahnrad 72
axial vorsteht. In entsprechender Weise ist im Zahnrad 72 ein zur Achse der Kurvenrolle
79 paralleler, mit Abstand von dieser und ebenfalls exzentrisch angeordneter Lagerzapfen
80 mit einem axial vorstehenden, kreisrunden Führungskopf 81 vorgesehen.
An der freien Stirnseite des Zahnrads 72 und der Kreisscheibe 78 ist ein Kurbelhebel 82
gelagert, der nach Fig. 7 an seinem Hinterende einen parallel zu seiner Längsachse
verlaufenden Längsschlitz 83, in einem mittleren Abschnitt einen kreisförmigen Durch
bruch 84 und an seinem Vorderende einen Lagerzapfen 85 mit einem Lagerelement 86
aufweist. Der Kurbelhebel 82 ist senkrecht zur Achse 87 der Welle 65 verschiebbar und
drehbar gelagert, wobei die Kurvenrolle 79 in den Längsschlitz und der Führungskopf 81
in den Durchbruch 84 ragt. Das Lagerelement 86 ist außerdem in einer entsprechenden,
kreisrunden Aufnahme des Hebels 50 (Fig. 2) angeordnet, der dadurch drehbar auf dem
Kurbelhebel 82 gelagert ist und auch als Pleuelstange bezeichnet werden könnte.
Die Wirkungsweise des Getriebes nach Fig. 5 bis 7 ist schematisch in Fig. 8 angedeutet.
Da die Zahnräder 66 und 69 (Fig. 6) über ein Zwischenzahnrad 67 in Verbindung stehen,
hat ein vom Antriebszahnrad 58 eingeleiteter, mit der Drehung des Rotors 6 synchroner
Antrieb des Kegelzahnrads 63 im Gegenuhrzeigersinn eine Drehung des Zahnrads 72 im
Uhrzeigersinn zur Folge, d. h. die Kurvenrolle 59 und der Führungskopf 81 laufen mit
entgegengesetztem Drehsinn um die Achse 87 (Fig. 6). Dabei sind die Übersetzungen der
verschiedenen Zahnräder so gewählt, daß sich die Kurvenrolle 79 und der Führungskopf
81 im Verhältnis 1 : 1 gegenläufig drehen.
Die Position A in Fig. 8 ist diejenige Position, die in Fig. 2 dem linken Totpunkt des
Hebels 50 entspricht. Es sei angenommen, daß in Fig. 6 und 7 der Führungskopf 81 in
dieser Position ganz links und die Kurvenrolle 79 im Längsschlitz 83 ganz rechts angeord
net ist und daß der Führungskopf 81 auf einer Kreisbahn 88 im Uhrzeigersinn und die
Kurvenrolle 79 auf einer Kreisbahn 89, die einen kleineren Radius als die Kreisbahn 88
hat, im Gegenuhrzeigersinn umläuft. Nach einer Drehung der Kurvenrolle 79 und des
Führungskopfs 81 um je ca. 45° (Pos. B) hat sich der Kurbelhebel 82 um einen Winkel
im Uhrzeigersinn gedreht, der wesentlich kleiner als 45° ist und z. B. ca. 25° beträgt.
Nach einer weiteren Drehung der Kurvenrolle 79 und des Führungskopfs 81 um 45° steht
der Kurbelhebel 82 in der 90°-Stellung (Pos. C), d. h. er hat sich um wesentlich mehr als
45°, z. B. um 65° gedreht. Im weiteren Verlauf (Pos. D) dreht sich der Kurbelhebel 82
erneut um ca. 65°, verglichen mit einer 45°-Drehung der Kurvenrolle 79 und des
Führungskopfs 81, bis nach deren Drehung um insgesamt 180° (Pos. E) auch der
Kurbelhebel 82 die 180°-Stellung einnimmt, was in Fig. 4 dem rechten Todpunkt des
Hebels 50 bzw. des zugehörigen Strangführungsorgans 48 entsprechen würde. Ausgehend
von der Pos. E dreht sich der Kurbelhebel 82 anschließend in dieselbe Richtung und mit
entsprechenden Beschleunigungen bzw. Verzögerungen um weitere 180°, bis er erneut die
Ausgangslage (Pos. A) einnimmt. Das bedeutet, daß der Lagerzapfen 85, falls der
Kurbelhebel 82 anstelle des Kurbelhebels 52 in Fig. 2 verwendet wird, die Kreisbahn 53
nicht mit konstanter Winkelgeschwindigkeit durchläuft, sondern den Hebel 50 zwischen
den Umkehrpunkten der Führungsbahn 49 wesentlich schneller als im Bereich der
Umkehrpunkte selbst beschleunigt. Dadurch wird nicht nur der Peitscheneffekt vermieden,
sondern wegen der nur in einer Richtung erfolgenden Bewegung des Kurbelhebels 82 und
des Lagerzapfens 85 ein insgesamt verschleißarmer Betrieb auch bei hohen Rotordrehzah
len ermöglicht.
In Fig. 9 ist die Bahn 90 schematisch dargestellt, die vom Strangführungsorgan 48 (Fig.
4) bei Drehung des Rotors 6 in Richtung der eingezeichneten Pfeile beschrieben wird,
wobei die Bewegungen der hinteren und vorderen Spulen 38 bzw. 31 entsprechend Fig. 3
mit den Pfeilen r und s bezeichnet sind. Da vorzugsweise je zwölf Spulen 31 und 38
vorhanden sind, beträgt deren Winkelabstand je 30°. Der gesamte Hub des Strangfüh
rungsorgans 48 ist mit H bezeichnet. Dabei macht Fig. 9 analog zu Fig. 8 deutlich, daß
der größte Teil des Hubs H genau zwischen zwei Spulen 31 realisiert wird, z. B. zwischen
ca. 10° und 25° (Spulen XII und I) bzw. zwischen ca. 40° und 55° (Spulen I und II).
Dies hat zur Folge, daß zumindest bei der aus Fig. 9 ersichtlichen "2 über - 2 unter"-
Legung
vergleichsweise große, d. h. einen großen ursprünglichen Wickeldurchmesser
aufweisende Spulen 31, 38 verwendet werden können, ohne daß die Gefahr besteht, daß
die sich kreuzenden Stränge in unerwünschter Weise miteinander oder mit Teilen der
Maschine in Berührung kommen und dadurch den Flechtvorgang ungünstig beeinflussen.
Durch Wahl der Exzentrizitäten der Kurvenrollen 79 und der Führungsköpfe 81 können
die Bewegungen der Strangführungsorgane 48 den Umständen des Einzelfalls angepaßt
und gegenüber reinen Sinusbewegungen modifiziert werden.
Eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform für das Getriebe 51 nach Fig. 2 wird
nachfolgend anhand der Fig. 10 bis 16 beschrieben, wobei anstelle von Exzentergetrieben
je ein Summengetriebe für die Getriebe 51 nach Fig. 4 verwendet wird.
Jedes Getriebe enthält ein Getriebegehäuse 93 (Fig. 10, 11), das an den Rotor 6 ange
schraubt ist und das auch in Fig. 4 und 5 dargestellte Antriebszahnrad 58 (Fig. 11)
aufnimmt. Das Antriebszahnrad 58 treibt über ein Zahnrad 94 eine an diesem befestigte
Welle 95 an, die mit Lagerelementen 96 im Getriebegehäuse 93 drehbar gelagert ist und
an ihrem vom Zahnrad 94 entfernten Ende ein Kegelzahnrad 97 trägt. Das Kegelzahnrad
97 steht mit einem Kegelzahnrad 98 im Eingriff, das mit einer Paßfeder 99 (Fig. 12) auf
einer im Getriebegehäuse 93 drehbar gelagerten Welle 100 befestigt ist. Mit derselben
Paßfeder 99 ist auf der vom Kegelzahnrad 97 abgewandten Seite ein weiteres Zahnrad 101
auf der Welle 100 befestigt, das mit einem Zahnrad 102 kämmt, das zusammen mit einem
weiteren Zahnrad 103 auf einer mit Abstand und parallel zur Welle 100 angeordneten
Welle 104 sitzt. Das Zahnrad 103 steht mit einem Zahnrad 105 im Eingriff, das auf der
vom Kegelzahnrad 98 abgewandten Seite des Zahnrads 101 frei drehbar auf der Welle 100
gelagert ist. Die Zahnräder 101, 102, 103 und 105 sind vorzugsweise Stirnzahnräder.
Dabei sind die Welle 100 und das Zahnrad 105 zur gegenseitigen Abstützung und stabilen
Lagerung mit Lagerelementen 106 bis 109 drehbar im Getriebegehäuse 103 gelagert.
Nach Fig. 10 bis 12 ist die Welle 104 mittels Lagerelementen 110, 111 in einem Schwing
rahmen 112 drehbar gelagert, der seinerseits mittels Lagerelementen 114 und 115 auf der
Welle 100 bzw. axial erstreckten Kragen der Zahnräder 98, 101 und 105 drehbar gelagert
ist und um eine Achse 113 (Fig. 10, 12) der Welle 100 hin- und hergeschwenkt werden
kann. Der Schwingrahmen 112 ist an einer die Welle 101 ringförmig umgebenden
Außenwand mit einer Verzahnung 116 versehen, die mit einer Verzahnung 117 an einer
Zahnstange 118 im Eingriff steht, die senkrecht zur Achse 113 in einer im Getriebegehäu
se 93 befestigten Führung 110 und in Richtung eines Pfeils z (Fig. 11) hin- und herbewegt
werden kann, um dadurch den Schwingrahmen 112 und mit ihm die Welle 104 und die
Zahnräder 102, 103 um die Achse 113 zu drehen, ohne daß dabei der Eingriff der
Zahnradpaare 101, 102 bzw. 103, 105 verlorengeht. Zur Hin- und Herbewegung der
Zahnstange 118 dient eine als Pleuel wirkende Stange 120, deren eines Ende mittels eines
Gelenkbolzens 121 an einem Ende der Zahnstange 118 angelenkt ist und deren anderes
Ende auf einer als Kurbel wirkenden Exzenterscheibe 122 sitzt, die exzentrisch am Ende
einer Welle 123 befestigt ist. Die Welle 123 ist mittels Lagerelementen 124 drehbar im
Getriebegehäuse 93 gelagert und mit ihrer Achse senkrecht zur Achse 113 angeordnet. An
einem von der Exzenterscheibe 122 entfernten Teil der Welle 123 sitzt ein Zahnrad 125,
das mit dem Antriebszahnrad 58 kämmt.
Mit dem Zahnrad 105 (Fig. 12 und 13) ist das Hinterende eines Kurbelhebels 126 fest
verbunden, der dem Kurbelhebel 82 nach Fig. 6 und 7 entspricht und analog dazu an
seinem Vorderende mittels eines Lagerzapfens 127 und eines Lagerelements 128 drehbar
mit dem Hebel 50 nach Fig. 4 verbunden ist. Die Längsachse des Kurbelhebels 126 ist
entsprechend senkrecht zur Achse 113 und um diese drehbar angeordnet.
Die Wirkungsweise des Getriebes nach Fig. 5 bis 7 ist schematisch in Fig. 8 angedeutet.
Da die Zahnräder 101 und 102 einerseits und 103 und 105 andererseits direkt im Eingriff
stehen, dreht sich das Zahnrad 105 in dieselbe Drehrichtung wie das Zahnrad 101, wenn
letzteres beim Betrieb der Rundflechtmaschine vom Antriebszahnrad 58 über das Zahnrad 94
angetrieben wird. Da jedoch gleichzeitig über das Zahnrad 124 auch die Zahnstange
118 angetrieben wird und diese über die Verzahnungen 116, 117 den Schwingrahmen 112
um die Achse 113 (Fig. 10, 12) dreht, wird das Zahnrad 103 je nach Bewegungsrichtung
der Zahnstange 118 (Pfeil z in Fig. 11) am Umfang des Zahnrads 105 abgewälzt. Dadurch
wird dem Zahnrad 105 zusätzlich zu der von der Welle 100 aufgeprägten Drehbewegung
eine zweite Drehbewegung in dem einen oder anderen Richtungssinn überlagert, so daß es
sich schneller oder langsamer dreht, als der Drehbewegung der Welle 100 entspricht.
Entsprechendes gilt für die Drehbewegung des Kurbelhebels 126 und den damit ver
bundenen Hebel 50. Insgesamt wird daher analog zur Ausführungsform nach Fig. 5 bis 9
einer durch die Welle 100 bewirkten Sinusbewegung eine zweite, durch die Zahnstange
118 bewirkte Sinusbewegung überlagert, was bei entsprechender Bemessung der beteilig
ten Zahnräder wieder zur Folge hat, daß sich das Strangführungsorgan 48 in den Umkehr
bereichen langsamer und zwischen diesen schneller längs der Führungsbahn 49 (Fig. 4)
bewegt, als einer reinen Sinusbewegung entspricht. Dies ist schematisch in Fig. 14
angedeutet. Durch Wahl des Antriebs der Zahnstangen 118 können die Bewegungen der
Strangführungsorgane 48 außerdem den Umständen des Einzelfalls angepaßt und gegen
über reinen Sinusbewegungen vielfältig modifiziert werden.
In Fig. 14 ist angenommen, daß sich die Welle 100 mit konstanter Winkelgeschwindigkeit
in Richtung eines Pfeils t dreht. Nach jeweils einer Drehung um ca. 15°, 30° bzw. 45°
legt das Zahnrad 105 (bzw. der Kurbelhebel 126) insgesamt lediglich Drehwinkel von
α₁ ≈ 2°, α₂ ≈ 7,5° bzw. α₃ ≈ 18° zurück. Nach einer Drehung der Welle 100 um
weitere 45° in die 90°-Stellung nimmt auch der Kurbelhebel 126 die 90°-Stellung ein, so
daß er sich im zweiten 45°-Zyklus um wesentlich mehr, nämlich um ca. 72° gedreht hat.
Bei den nächsten beiden 45°-Drehungen der Welle 100 legt der Kurbelhebel 126 ent
sprechend je einen Winkel von zunächst ca. 72° und dann lediglich ca. 18° zurück, so
daß in der 180°-Stellung wieder Übereinstimmung besteht und das Strangführungsorgan
48 in Fig. 2 den rechten Todpunkt der Führungsbahn 49 einnimmt. Bei Weiterdrehung um
180° laufen dieselben Vorgänge ab, bis in der 0°-Stellung alle Teile wieder die Ausgangs
stellung erreicht haben und das Strangführungsorgan 48 in Fig. 2 die linke Todpunkt
stellung einnimmt.
In Fig. 15 ist schematisch die Bahn 130 dargestellt, die vom Strangführungsorgan 48 in
Richtung der eingezeichneten Pfeile bei Drehung des Rotors 6 beschrieben wird. Diese
Bahn 130 entspricht weitgehend der Bahn 90 nach Fig. 9 und führt somit zu denselben
Vorteilen wie diese. Im Gegensatz zu Fig. 9 verläuft die Bahn 130 allerdings in den
Umkehrbereichen noch etwas flacher als die Bahn 90. Mit einer gestrichelten Linie ist
zum Vergleich wie in Fig. 9 eine reine Sinuskurve eingezeichnet.
In Abhängigkeit von den Übersetzungsverhältnissen der beteiligten Zahnräder und dem
Antrieb der Zahnstange 118 ist es bei der Ausführungsform nach Fig. 10 bis 12 sogar
möglich, das Zahnrad 105 kurzzeitig in die entgegengesetzte Richtung wie die Welle 100
laufen, d. h. ihre Winkelgeschwindigkeit negativ werden zu lassen. Dies ist schematisch in
Fig. 16 für eine Bahn 131 angedeutet, die von den Strangführungsorganen 48 in Richtung
der eingezeichneten Pfeile beschrieben wird. Im Gegensatz zu Fig. 9 und 15 führen die
Strangführungsorgane 48 hier in den Umkehrbereichen der Bahn 130 nicht nur eine
verlangsamte, sondern sogar eine mit kleinem Hub hin- und hergehende Bewegung längs
einer Warteschleife 132 bzw. 133 aus. Dadurch ist es möglich, die Strangführungsorgane
48 für eine vorgewählte Verweildauer in den Umkehrbereichen verweilen zu lassen, bevor
der nächste Überkreuzungsvorgang ausgeführt wird. Ein Vorteil dieser Maßnahme besteht
darin, daß die Verweildauer, wie Fig. 16 zeigt, so groß gewählt werden kann, daß
"3 unter - 3 über"-Legungen möglich sind, ohne daß dabei auf die steilen Kurvenabschnit
te der Bahn 131 in den Überkreuzungsbereichen verzichtet werden müßte.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, die sich
auf vielfache Weise abwandeln lassen. Dies gilt insbesondere für die Mittel, die im
Einzelfall zur Realisierung des Exzenter- bzw. Summengetriebes oder irgendeines anderen
äquivalenten Getriebes verwendet werden. Möglich wäre weiter, die hin- und hergehende
Bewegung des Strangführungsorgans 48 und/oder des Schwingrahmens 112 mit anderen
als den dargestellten Mitteln zu bewirken. Auch die anhand Fig. 1 und 2 beschriebene
Rundflechtmaschine stellt nur ein Ausführungsbeispiel dar, da die beschriebenen Aus
führungsbeispiele für die Getriebe in entsprechender Abwandlung der Gesamtkonstruktion
grundsätzlich auf alle Rundflechtmaschinen, auch solche mit vertikaler Achse, angewendet
werden können, die zur Herstellung der erforderlichen Überkreuzungen mit hin- und
hergehenden Strangführungsorganen versehen sind.
Claims (18)
1. Rundflechtmaschine mit einer Drehachse (1), enthaltend: je eine Gruppe von inneren
und äußeren, auf einer mit der Drehachse (1) koaxialen Kreisbahn angeordneten, je einen
Strang (32, 37) tragenden Spulen (31, 38), Antriebsmittel (9-11, 17, 29, 42-45) zum Bewegen
der Gruppen von Spulen in entgegengesetzte Richtungen (r, s), Strangführungsorgane (48)
zur Führung zumindest der Stränge (37) von einer der Gruppen von Spulen (38) an einer
Stelle zwischen diesen und einem Flechtpunkt (35), und mit den Antriebsmitteln synchron
arbeitende, mit den Strangführungsorganen (48) gekoppelte, Hebel (50) aufweisende Mittel
zum Verkreuzen der Stränge (32, 37) der inneren und äußeren Spulen (31, 38), dadurch
gekennzeichnet, daß die Strangführungsorgane (48) auf im wesentlichen radial zur
Drehachse (1) angeordneten Führungsbahnen (49) hin- und herbewegbar gelagert sind und
daß die Hebel (50) im wesentlichen in den Verlängerungen der Führungsbahnen (49)
angeordnet und nach Art von Pleuelstangen einerseits mit den Strangführungsorganen (48)
und andererseits mit je einem umlaufenden Kurbelhebel (82, 126) gelenkig verbunden sind.
2. Rundflechtmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungs
bahnen (49) aus mit Abstand zueinander angeordneten Schienen (54) gebildet sind,
zwischen denen je ein Schlitten (55) mit einem Strangführungsorgan (48) verschiebbar
geführt ist.
3. Rundflechtmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Kurbelhebel (82, 126) durch ein Getriebe (51) angetrieben ist, das eine überlagerte
Sinusbewegung derart erzeugt, daß die Winkelgeschwindigkeit des Kurbelhebels (82, 126)
in den Umkehrpunkten der Führungsbahn (49) entsprechenden Bereichen kleiner und in
dazwischen liegenden Bereichen größer ist, als einer rein sinusförmigen Umlaufbewegung
entspricht.
4. Rundflechtmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Führungsbahn (49) linear ausgebildet ist.
5. Rundflechtmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Führungsbahn auf einem solchen Bogen angeordnet ist, daß das Strangführungsorgan
(48) mit konstantem Abstand zum Flechtpunkt (35) geführt wird.
6. Rundflechtmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
das Getriebe (51) ein Exzentergetriebe ist.
7. Rundflechtmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Exzenterge
triebe zwei gegensinnig drehbare Exzenter aufweist, von denen der eine in einen Längs
schlitz (83) und der andere in einen kreisförmigen Durchbruch (84) des Kurbelhebels (82)
ragt.
8. Rundflechtmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Exzenter
als Kurvenrolle (79) und der andere Exzenter als Führungskopf (81) ausgebildet ist.
9. Rundflechtmaschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die
beiden Exzenter mit derselben absoluten Winkelgeschwindigkeit drehen.
10. Rundflechtmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
das Getriebe (51) ein Summengetriebe ist.
11. Rundflechtmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Summen
getriebe eine umlaufende, den Kurbelhebel (126) antreibende Welle (100) aufweist, die
synchron zur Bewegung der Gruppen von Spulen (31, 38) angetrieben ist, und daß Mittel
vorgesehen sind, die dieser Bewegung eine zweite Bewegung überlagern.
12. Rundflechtmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß diese Mittel ein
frei drehbar gelagertes und von der Welle (100) angetriebenes Rad (105) aufweisen,
dessen Winkelgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Winkelstellung des Kurbelhebels
(126) durch die Mittel vergrößerbar oder verkleinerbar ist.
13. Rundflechtmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Rad
(105) ein hin- und herschwenkbarer Schwingrahmen (112) drehbar gelagert ist, in dem mit
dem Rad (105) und der Welle (100) antriebsmäßig verbundene Übertragungsräder
(102, 103) verbunden sind, von denen wenigstens eines beim Verschwenken des Schwing
rahmens (112) in dem einen oder anderen Drehsinn am Rad (105) abrollt.
14. Rundflechtmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Rad (105)
und die Welle (100) koaxial angeordnet sind und die Übertragungsräder (102, 103) auf
einer mit Abstand und parallel zur Welle (100) angeordneten, drehbar im Schwingrahmen
(112) gelagerten Welle (104) befestigt sind.
15. Rundflechtmaschine nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet,
daß das Rad (105) und die Übertragungsräder (102, 103) aus Zahnrädern bestehen.
16. Rundflechtmaschine nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schwingrahmen (112) eine mit einer Zahnstange (118) im Eingriff stehende
Verzahnung (116) aufweist und die Zahnstange (118) mit einem mit den Antriebsmitteln
synchron verbundenen Kurbeltrieb (120-123) verbunden ist.
17. Rundflechtmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 16, dadurch gekennzeichnet,
daß die Mittel zum Verkreuzen der Stränge (31, 37) so ausgebildet sind, daß die Strangfüh
rungsorgane in den Umkehrbereichen der Führungsbahnen (49) eine Warteschleife
(132, 133) durchlaufen.
18. Rundflechtmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Warte
schleifen (132, 133) mit Hilfe des Schwingrahmens (112) und des Kurbeltriebs (120-123)
für die Zahnstange (118) eingerichtet sind.
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