[0001] Die Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren gemäss Oberbegriff des Patentanspruches
1 sowie eine Vorrichtung gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 3, als mögliche Variante
einer gemäss dem Verfahren arbeitenden Schaftmaschine.
[0002] Derartige Rotations-Schaftmaschinen sind bekannt. Es wird insbesondere auf die CH-Patentschriften
512 605 und 517 192 hingewiesen. Beide Ausführungen weisen als Schaltarm eine Schaltkulisse
auf, wobei je die Hauptwelle der Schaftmaschine von der Kulisse umfasst wird und diese,
zur Uebertragung der Steuerimpulse auf den Keil, eine Schwenkbewegung um eine feste
Achse ausführt. Die Oeffnung der Schaltkulisse weist einen axial zur Hauptwelle ringförmig
vorstehenden Kragen als geschlossene Steuerkurve auf, welche ständig mit einer Nut
im Schaltkeil in Eingriff steht.
[0003] Aufgrund der durch die Schaftteilung möglichen, geringen Dickenausdehnung der Schaltkulisse,
ist diese verhältnismässig starken Biege- und Torsionskräften ausgesetzt. Da die Welle
für die schwenkbare Lagerung einerseits, und die Anschlusstelle zum Nadelwerk andererseits,
aufgrund der engen Schaftteilung relativ weit ausserhalb des Bewegungsbereichs der
Pleuelstange liegen, muss der Schaltarm, um Werfungen, Knickungen und Federungen zu
verhindern, sehr kräftig gebaut sein, was eine schwere Bauweise voraussetzt, wodurch
sich eine gewisse Bewegungsträgheit ergibt oder, durch unerwartete, seitliche Reibungen,
Fehlfunktionen der Maschine entstehen.
[0004] Eine erste Aufgabe der Erfindung ist eine Steigerung der Maschinendrehzahl durch
Aendern der Lagerung und der Steuerung des Schaltarms.
[0005] Durch die CH-Patentschrift 620 477 sind Ablesesysteme bekannt geworden, bei welchen
die mustergemässen Steuerungen über einen Kraftverstärker auf einen Fachbildungsmechanismus,
System Hattersley, übertragen werden, wobei die Hauptcharakteristik darin besteht,
dass der Kraftverstärker bei seiner Bewegung sowohl die Tastnadel gegen die Musterkarte
zu bewegt und damit den Ablesevorgang einleitet, als auch, bei entsprechender Ablesung,
den Steuermechanismus für die Schaftbetätigungsorgane kraftverstärkend bewegt, und
diese kraftverstärkende Bewegung der Bewegung der Tastnadel gleichgerichtet ist.
[0006] Bei der Ausführung gemäss der CH-Patentschrift ....... (Gesuch l'4l7/80) wirkt der
Kraftverstärker nur dann, wenn auf der Musterkarte von der Tastnadel ein anderslautender
Wert abgelesen wird. Die Rückführung der Steuerteile erfolgt durch den Kraftverstärker.
[0007] Bei der Ausführung gemäss der CH-Patentschrift ....... (Gesuch 1'510/80) wirkt der
Kraftverstärker nur dann, wenn die Tastnadel in der Musterkarte ein Loch vorfindet.
Zur Rückführung der Steuerteile ist eine Rückstellfeder angeordnet.
[0008] Gemeinsam weisen die beiden Ausführungen das Merkmal auf, dass bei Ablesen eines
Loches der Musterkarte durch die Tastnadel, der Schaft in die Hochfachstellung befördert
wird oder unbewegt verbleibt.
[0009] Beide Ausführungen wurden bei der Steuerung beispielsweise der Zugplatinen einer
Schaftmaschine, System Hattersley, dargestellt und beschrieben. Die Systeme können
jedoch auch zur Steuerung der Rastkeile einer Schaftmaschine mit Rotationsantrieb
verwendet werden. Die Aufgabenstellung bleibt dieselbe. Notwendig ist lediglich eine
entsprechende Verbindung zum gesteuerten Organ, wie Zugplatine, Steuerkeil, etc.
[0010] Die neu gestellte Aufgabe besteht nun darin, das Nadelwerk vornehmlich einer Rotationsmaschine
so zu gestalten, dass die Uebermittlung des Abtastwertes kraftverstärkt in der der
Abtastbewegungsrichtung der Nadel entgegengesetzten Richtung übertragen wird, wobei
in keinem der Fälle Umkehrhebel für die Steuerbewegung, wie dies z.B. in der CH-Patentschrift
621 157 der Fall ist, eingesetzt werden müssen.
[0011] Diese Aufgabe wird mit dem Verfahren gemäss den Merkmalen des kennzeichnenden Teils
des Patentanspruches 1 gelöst. Eine spezielle Anwendung geht aus den Merkmalen des
kennzeichnenden Teils des Patentanspruches 3 hervor.
[0012] Bei einer vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung ist der Betätigungshebel als
quer zu seiner Arbeitsbewegungsrichtung schwenkbare Klinke ausgebildet, wobei diese
kraftschlüssige Arbeitsbewegungsrichtung der Führungsrichtung der Schaltkulisse entspricht.
Die Klinke weist eine sich im Bewegungsbereich der Tastnadel befindliche Auflaufkurve
auf, durch welche sie durch die Tastnadel in- und ausser Eingriff mit der Schaltkulisse
gebracht werden kann. Da beim Ablesen der Musterkarte die Arbeitsbewegungsrichtung
der Klinke in entgegengesetzter Richtung zur Bewegungsrichtung der Tastnadel verläuft,
ergibt sich die gewünschte Umkehrung der Steuerungsrichtung für den Rotationsantrieb
einer Schaftmaschine.
[0013] Vor Beendigung der Abtastbewegung lenkt die in ein Loch der Musterkarte einfahrende
Tastnadel die Klinke von der unwirksamen in die wirksame Stellung. Gleichzeitig, bzw.
mit geringer Verzögerung, wird die Klinke in der der Tastbewegung der Nadel entgegengesetzten
Richtung im kraftverstärkenden Sinn bewegt und dabei das Steuerorgan eines Zughakens
(Hattersley) oder der Schaltarm einer Rotations-Schaftmaschine angetrieben. Dazu sind
Nadel und Klinke so ausgebildet, dass erstere auf dem zwangsläufig verursachten Rückzug
aus dem Loch der Musterkarte die Klinke in die unwirksame Stellung auslenkt.
[0014] Anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des Erfindungsgegenstandes
wird dieses sowie das erfindungsgemässe Betriebsverfahren beispielsweise näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 in Seitenansicht eine schematische Drastellung des Fachbildemechanismus einer
Schaft-, Steuer-und Betätigungsmaschine mit eingebauten, erfindungsgemässen Teilen,
Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch diesen Fachbildemechanismus, unter Weglassung
eines Teiles des Nadelwerkes,
Fig. 3 den im Fachbildungsmechanismus eingebauten Keil, in axonometrischer Ansicht,
und
Fig. 4 drei verschiedene Arbeitsstellungen dieses bis 6 Fachbildemechanismus.
[0015] Der prinzipielle Aufbau einer an eine Webmaschine angebauten Schaftmaschine ist in
den bisher veröffentlichten und insbesondere in den in der Beschreibungseinleitung
erwähnten Patentschriften näher beschrieben.
[0016] Auf der Haupt- oder Antriebswelle 1 mit zwei diametral zueinanderliegenden Längsnuten
10 sitzt rotierbar der Exzenterring 2 und auf diesem, ebenfalls rotierbar, die Pleuelstange
4. Der Exzenterring 2 weist einen radial gleitbar gelagerten Keil 3 auf. An der Pleuelstange
4, welche zwei annähernd kreisförmige Rasterschienen 7 trägt, deren Enden je eine
Oeffnung 6 bilden, ist über den Bolzen 40 der um den Drehpunkt 50 schwenkbare Bewegungshebel
5 für den auf der Zeichnung nicht dargestellten Schaft der Webmaschine angelenkt.
[0017] Seitlich, jedoch noch innerhalb der durch die Schaftdicke bestimmten Teilung, ist
die einen ovalen Durchbruch 80 aufweisende Schaltkulisse 8 für die Antriebswelle 1
angeordnet, welche seitlich in den beiden, eine geradlinige Bewegungsrichtung S gewährleistenden
Gleitführungen 11 gelagert ist. Wird die Schaltkulisse 8 nicht gesteuert, wird sie
von der an der unteren Gleitführung befestigten Feder 12 nach links gegen das Nadelwerk
13 gezogen, welches aus der in der ortsfesten Führung 14, und in der eine Auf- und
Abbewegung ausführenden Führung 15 gelagerten Tastnadel 9 besteht. Die Tastnadel 9,
vor der sich der Schaltzylinder 16 mit der Löcher und Vollstellen aufweisenden Musterkarte
17 befindet, und die Gleitführungen 11 der Schaftmaschine, sind annähernd gleichgerichtet.
[0018] Zwischen der Schaltkulisse 8 und dem Nadelwerk 13 ist die um die Achse 19 schwenkbare
Klinke 18 eingebaut, wobei die Achse, kraftschlüssig mit der Klinke, eine begrenzte,
geradlinige Bewegung K in Gleitrichtung S der Schaltkulisse in den Führungen 11, ausführt.
Die dem Kopf 90 der Nadel 9 zugewandte Seite der Klinke 18 weist eine Rampe 180 auf,
die von der Zugfeder 20 gegen den Nadelkopf 90 geschwenkt wird.
[0019] Ausser der Klinke und der Lagerung der Schaltkulisse sind alle Elemente aus der CH-Patentschrift
522 057 bekannt. Ebenso kann die Funktion dieser Teile, insbesondere der um den Durchbruch
80 verlaufenden, geschlossenen Steuerkurve 81, welche als ständig in die Nut 31 des
Keils eingreifender Kragen ausgebildet ist (Fig. 3) der Beschreibung der vorerwähnten
CH-Patentschrift entnommen werden.
[0020] Zwischen Keil 3 und Exzenterring 2 ist eine Druckfeder 21 angeordnet, die den Keil
3 mit seinem Ende 30 in eine der Nuten 10 der Antriebswelle 1 drückt, sofern dieses
Ende nicht auf der Peripherie der Antriebswelle aufliegt. Die Kraft der die Schaltkulisse
in die Grundstellung bringenden Feder 12 ist grösser als diejenige der Feder 21 des
Keils 3.
[0021] Entgegen der Ausführung nach der CH-Patentschrift 522 057, ist der Durchbruch 80
der Schaltkulisse 8 ovalförmig, d.h. er besteht aus zwei endseitig, über zwei zueinander
parallele, annähernd in der Richtung S der Gleitführungen für die Schaltkulisse verlaufende
gerade Abschnitte 82, verbundene Halbkreise 83, deren Radien annähernd gleich oder
geringfügig grösser als der Radius der Antriebswelle 1 sind. Diese Abschnitte liegen
auf der Peripherie der Antriebswelle auf und dienen der zusätzlichen Führung und Gewichtsentlastung
gegen das Kippen der Schaltkulisse 8.
[0022] Die Wirkungsweise der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung wird anhand aller
Figuren erläutert. Die auf dem Zylinder 16 liegende Musterkarte 17 wird vom Zylinder
schrittweise vorwärtsgeschaltet, worauf die Tastnadel 9, durch Verschieben der beweglichen
Führung 15 gegen die Musterkarte zu-, und vor deren Weiterschaltung wieder wegbewegt
wird.
[0023] Findet die Tastnadel eine Vollstelle, wird sie, entgegen der Kraft der Feder 23,
zurückgestossen. Die Klinke 18 liegt auf dem Kopf der Tastnadel auf (Fig. l). Während
oder am Ende der Ablesebewegung der Tastnadel bewegt sich die Achse 19 mit der Klinke
18, gemäss Pfeil K, nach rechts. Da die Klinkenspitze auf dem Kopf der Tastnadel aufliegt,
gelangt sie in den Freiraum 88 der Schaltkulisse 8, welche in der von der Feder 12
beeinflussten Grundstellung verbleibt. Dabei wird der Keil 3 über die Steuerkurve
81 und die Nut 31 mit seinem Ende 32 in die Oeffnung 6 gezogen und steht ausser Eingriff
mit der Arbeitswelle 1. Der Schaft wird nicht bewegt.
[0024] Findet die Tastnadel 9 bei ihrer Ablesebewegung ein Loch, senkt sie sich in die Musterkarte
17 (Fig. 4 - 6) und ihr Kopf 90 unterstützt die Klinke 18 nicht mehr. Die Klinkenspitze
senkt sich unter der Kraft der Zugfeder 20 und liegt nun mit ihrer Stossfläche 88
vor der Kante 89 der Schaltkulisse 8.
[0025] Zwischen Klinkenspitze bzw. Stossfläche der Klinke 18 und gestossener Kante 89 besteht
ein Spielraum 84, welcher nicht nur das sichere Einfahren der Klinkenspitze gewährleistet,
sondern auch die nachstehend beschriebene Funktion bezüglich des Arbeitsablaufes hat.
Die Abstimmung der entgegengesetzt verlaufenden, gleichzeitigen oder leicht phasenverschobenen
oder event. geschwindigkeitsdifferenten Bewegungen von Tastnadel und Klinke werden
durch diesen Spielraum wesentlich erleichtert. Ausgelöst durch einen kurzzeitigen
Impuls, führt die Achse 19 einen Arbeitshub in Richtung des Pfeils K, von der Stellung
Fig. 4 nach der Stellung Fig. 5 aus, was über die Klinke 18 eine Verschiebung der
Schaltkulisse 8 in Pfeilrichtung S, entgegen der Kraft der Feder 12, bewirkt. Diese
Verschiebung wird dadurch ermöglicht, dass die Antriebswelle 1 im ovalen Durchbruch
80 der Schaltkulisse 8 liegt. Ueber die Steuerkurve 81 und die Nut 31 wird der mit
dem einen Ende 32 aus der Oeffnung 6 geschobene und mit dem anderen Ende 30 in eine
der Nuten 10 der Antriebswelle 1 einrastende Keil 3 mitgenommen, wobei die Antriebswelle
während der Steuerbewegung der Schaltkulisse 8 stillsteht und nach der Steuerung des
Keils 3 zum Einrasten desselben in eine der Nuten 10 oder zum Nichteinrasten, d.h.
Zurückhalten ausserhalb der Nut, schrittweise um 180° rotiert. Bei dieser Rotationsbewegung
der Antriebswelle wird der eingerastete Keil mitgenommen, während der nichteingerastete
Keil stillsteht und mit seinem breiten Ende 30 auf der Peripherie der Antriebswelle
1 gleitend sitzt. Nach der Einleitung dieser Rotationsbewegung der Arbeitswelle, bei
der die Schaltkulisse den Keil noch zwangsläufig in seiner gesteuerten Stellung hält,
wird die Achse 19 wieder in ihre Grundstellung geführt, was über die Klinke 18 einer
Freistellung der Schaltkulisse 8 gleichkommt. Während der weiteren Rotation der Antriebswelle
um 180° wird die Schaltkulisse von der Feder 12 wieder nach links in die Grundstellung
gezogen, wobei die Schaltkulisse einerseits in den Gleitführungen 11 und anderseits
mit ihren auf der Antriebswelle 1 liegenden, geraden Abschnitten 82, gleitet. Dabei
bleibt der Keil 3 ständig in der Nut 10 eingerastet. Nach dieser Bewegung befindet
sich der Schaft im Hochfach (Fig. 6). Soll er für den nächsten Schusseintrag im Hochfach
verbleiben, hat die Musterkarte 17 ein Loch aufzuweisen. Wie Fig. 6 zeigt, senkt sich
die Tastnadel 1 in den Schaltzylinder 16 und die Klinke 18 kippt vor die Kante 89
der Schaltkulisse 8. Bei der Verschiebung der Achse 19 in Richtung K wird der Keil
3 von der Steuerkurve 81 der sich verschiebenden Schaltkulisse mitgenommen und das
Keilende 32 in die Oeffnung 6 geführt, was die Stellung gemäss Fig. 6 ergibt. Die
Antriebswelle 1 rotiert nun ohne Mitnahme des Keils 3.
[0026] Beim Zurückschieben der Achse 19, nach Beginn der Rotation, setzt der Keil mit seinem
Ende 30 auf die Peripherie der Antriebswelle 1 auf, verbleibt jedoch in der gezeichneten
Lage bis die zweite Nut 10 vor ihm steht, worauf der Steuervorgang von der Musterkarte
neu eingeleitet wird. Beim Anliegen des Keils 3 an der Antriebswelle 1 bleibt die
Schaltkulisse 8 über der in die Nut 31 des Keils eingreifenden Steuerkurve 81 hängen
und kann von der Feder 12 nicht in die Grundstellung zurückgezogen werden.
[0027] Liest die Tastnadel 1 eine Vollstelle ab, findet keine Verschiebung der Schaltkulisse
statt, da die Bewegung der Klinke 18 nicht auf die Schaltkulisse 8 einwirkt.
[0028] Ein wichtiges Merkmal der beschriebenen Rotations-Schaftmaschine besteht darin, dass
der Bewegungsweg der Steuerorgane für den Keil geradlinig, vorzugsweise in gleicher
Richtung wie die Nadel und die Führungsnut des Keils im Exzenterring 21 verläuft und
die Schaltkulisse rittlings auf der Antriebswelle liegt.
[0029] Um erst den vorgängigen und dann den neuen Schuss abzutasten, was nach bekannter
Art die schussfolgerichtige Funktion der Schaftmaschine gewährleistet, können pro
Hubeinheit zwei Klinken und zwei Tastnadeln mit zeitlich verschobener Ablese- und
Bewegungszeit angeordnet sein.
[0030] Die nahe zusammenliegende Lagerung der Schaltkulisse in den sich ausserhalb des Bewegungsbereichs
der Pleuelstange 4 befindlichen Gleitführungen 11 einerseits und das Aufliegen des
geraden Abschnittes 22 auf der Antriebswelle 1 anderseits, ermöglicht eine Verkürzung
und extrem leichte Ausführung der Schaltkulisse, ohne Stabilitätseinbusse. Durch die
zwischengeschaltete Klinke 18 wird sowohl der Steuerweg der Nadel als auch derjenige
der Schaltkulisse kurz gehalten, wobei durch die daraus resultierenden geringen Massenbeschleunigungskräfte
eine wesentliche Steigerung der Drehzahl der Schaftmaschine erreicht wird.
[0031] Durch die CH-Patentschrift 621 157 ist bei einer Schaftmaschine, System Hattersley,
bekannt geworden, den Steuermechanismus in umgekehrter Richtung wirken zu lassen,
was jedoch nur mittels eines komplizierten Hebelaufbaus möglich ist. Bei der vorbeschriebenen,
erfindungsgemässen Vorrichtung ist dieses Umkehren bei einer Rotations-Schaftmaschine
mittels wenigen Konstruktionselementen möglich geworden.
1. Verfahren zum Steuern einer Schaftmaschine, deren Fachbildemechanismus aus einem
auf einer Hauptwelle rotierbar sitzenden Exzenterring und darauf rotierbar gelagerter
Pleuelstange zum Schaft der Webmaschine besteht, wobei auf dem Exzenterring ein mit
der Hauptwelle oder der Pleuelstange einrastbarer Kupplungskeil angeordnet ist, dadurch
gekennzeichnet, dass zwischen dem Ablesesystem und dem Steuerteil des Steuerkeils
ein kraftverstärkendes Organ angeordnet ist, dessen Arbeitsrichtung different, vorzugsweise
entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung der Tastnadel beim Ablesen der Musterkarte,
verläuft.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das kraftverstärkende Organ
eine Klinke ist, deren Stellung vor der Arbeitsbewegung von der Stellung der Tastnadel
beeinflusst wird.
3. Vorrichtung zum mustergemässen Steuern des Keils einer Rotationsschaftmaschine
mit einer, zwei achsial verlaufende Nuten (10) aufweisenden Antriebswelle (1), auf
der pro Schaft ein Exzenterring (2) mit einem radial bewegbaren Steuerkeil (3) angeordnet
ist und auf dem Exzenterring eine Pleuelstange (4) mit zwei einander radial gegenüberliegenden
Rastöffnungen (6) für den Steuerkeil rotierbar sitzt, wobei die Pleuelstange über
eine Hebelfolge (5) auf einen Schaft einer Webmaschine einwirkt, sowie ein Nadelwerk
(13) bestehend aus mindestens einem, eine Musterkarte (17) ablesenden Tastorgan (9),
welches einen Betätigungshebel für eine, einen umfangmässig geschlossenen Durchbruch
(80) aufweisende Schaltkulisse (8) steuert, wobei, entlang dem Rand des Durchbruches,
ein abstehender Kragen als geschlossene Steuerkurve (81) für den Keil angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltkulisse (8) in einer geradlinigen, radial zur
Antriebswelle (1) gerichteten Gleitführung (11), gelagert ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die kraftschlüssige Arbeitsbewegungsrichtung
(K) des Betätigungshebels (18, 19) annähernd der Führungsrichtung der Schaltkulisse
(8) entspricht, und der Betätigungshebel (18) quer zu seiner Bewegungsrichtung (K)
steuer- bzw. kippbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Stossfläche
(188) des Betätigungshebels (18) und der durch diese zu stossenden Kante (89) der
Schaltkulisse (8), im Moment der Steuer- bzw. Kippbewegung des Betätigungshebels,
ein Funktionsspielraum (84) besteht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der kippbare Betätigungshebel
(18) eine Auflaufkurve (180) aufweist, die sich im Bewegungsbereich des als Tastnadel
(9) ausgebildeten Tastorgans befindet.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenumfang
des Durchbruches (80) der Schaltkulisse (8) aus zwei Halbkreisen (83) besteht, welche
über zwei zueinander annähernd parallele gerade Abschnitte (82) verbunden sind, wobei
die Abschnitte annähernd in der Bewegungsrichtung (S) der Schaltkulisse (8) verlaufen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die geraden Abschnitte
(82) des Durchbruches (80) auf dem Umfang der Antriebswelle (1) aufliegen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluchtrichtung
der geraden Abschnitte (82) annähernd der Bewegungsrichtung der Tastnadel (9) entspricht.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Radien
der Halbkreise (83) annähernd gleich oder geringfügig grösser als der Radius der Antriebswelle
(1) sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 - 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen
dem Gehäuse der Schaftmaschine und der Schaltkulisse (8) eine in der entgegengesetzten
Richtung zur Arbeitsbewegungsrichtung (K) der Betätigungshebel (18, 19) wirkende Feder
(12) angeordnet ist.