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Die Erfindung betrifft eine Kettenwirkmaschine mit mindestens einer Wirkwerkzeugbarre, die über mindestens zwei Traghebel mit einer Tragwelle verbunden ist, wobei die Wirkwerkzeugbarre und die Tragwelle unterschiedliche Wärmeausdehnungsverhalten in Längsrichtung aufweisen.
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Wirkwerkzeuge sind beispielsweise Wirknadeln, Schieberplatinen, Polplatinen etc., also fast alle am Wirkvorgang beteiligten Elemente. Legenadeln sollen im vorliegenden Fall aber außer Betracht bleiben.
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Beim Herstellen einer Wirkware muss die Wirkwerkzeugbarre einer Kettenwirkmaschine im Wesentlichen in eine Richtung hin und her bewegt werden. Eine Wirknadelbarre muss beispielsweise auf und ab bewegt werden. Diese Bewegung wird über die Tragwelle erzeugt, die hin und her gedreht wird und diese Drehbewegung über die Traghebel auf die Wirkwerkzeugbarre überträgt.
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Die Wirkwerkzeugbarre soll eine möglichst geringe Masse aufweisen. Die Tragwelle hingegen muss eine relativ hohe mechanische Stabilität aufweisen. Es ist deswegen vielfach zu beobachten, dass die Tragwelle einerseits und die Wirkwerkzeugbarre andererseits aus unterschiedlichen Materialien gebildet sind oder aus anderen Gründen eine unterschiedliche Wärmeausdehnung aufweisen. Mit anderen Worten wirkt sich eine Temperaturänderung auf die Wirkwerkzeugbarre einerseits und die Tragwelle andererseits unterschiedlich aus. Temperaturänderungen sind praktisch nicht zu vermeiden. Diese unterschiedlichen Wärmeausdehnungsverhalten können zu mechanischen Spannungen führen, durch die es wiederum leicht zu Teilungsproblemen kommen kann, die zur Kollision von Wirkwerkzeugen führen können. Auch ohne Kollision können sich derartige Spannungen negativ auf die Qualität der erzeugten Wirkware auswirken.
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Man hat daher vorgeschlagen, Maßnahmen zu treffen, die in der Kettenwirkmaschine eine möglichst gleichmäßige Temperatur bewirken sollen. Beispielsweise kann man bei Maschinenstillstand das Hauptwellengetriebegehause der Kettenwirkmaschine aufheizen. Hierzu verwendet man eine Heizeinrichtung, die über eine Ölfüllung im Maschinengehäuse eine vorbestimmte Temperatur gleichmäßig auf Maschinengehäuse, Verbindungswellen und Wirkwerkzeugbarren überträgt. Diese Temperatur liegt etwa im Temperaturbereich bei Produktionsgeschwindigkeit der Wirkmaschine. Um eine Übertemperatur zu verhindern, die beispielsweise durch eine erhöhte Zufuhr von Reibungswärme verursacht sein kann, wird eine Kühleinrichtung verwendet. Die Kühleinrichtung hält die Öltemperatur während des Betriebs auf einem vorgegebenen Niveau. Durch die kombinierte Temperiereinrichtung kann man die Wärmeausdehnung der Wirkwerkzeugbarren und somit die Teilungsgenauigkeit zum Teil beeinflussen.
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Allerdings ist der Aufwand, den man bei der Herstellung und im Betrieb der Kettenwirkmaschine treiben muss, relativ groß.
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DE 1 034 315 A beschreibt eine Befestigung der Nadel-, Platinen- und Pressenbarren von flachen Kettenwirkmaschinen an ihren Traghebeln. Die Barren haben eine andere Wärmeausdehnung als die Traghebelwelle. Aus diesem Grunde ist die Barre nur an einem Ende in einem Traghebel ortsfest gehalten, während sie in den anderen Traghebeln nur klemmend befestigt ist, so dass sie sich in der klemmenden Befestigung bei einer thermisch bedingten Längenänderung gegenüber dem Traghebel verschieben kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, thermische Probleme bei einer Kettenwirkmaschine klein zu halten.
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Diese Aufgabe wird bei einer Kettenwirkmaschine der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass mindestens ein Traghebel mit in Längsrichtung relativ zueinander verlagerbaren Enden ausgebildet ist.
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Mit dieser Ausgestaltung lässt man die Auswirkungen von unterschiedlichen Wärmeausdehnungsverhalten zu. Mit anderen Worten lässt man zu, dass sich bei einer Temperaturänderung die Tragwelle um ein anderes Maß ausdehnt als die Wirkwerkzeugbarre. Der Traghebel mit den in Längsrichtung relativ zueinander verlagerbaren Enden lässt es nämlich zu, dass sich Teile der Wirkwerkzeugbarre in Längsrichtung relativ zur Tragwelle verlagern. Die in Längsrichtung erzeugten Spannungen in der Wirkwerkzeugbarre, die auf unterschiedliche Wärmeausdehnungen zurückzuführen wären, werden hierdurch deutlich reduziert, womit auch die Dehnung der Barre gering bleibt.
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Hierbei ist bevorzugt, dass die Enden unterschiedlicher Traghebel verschieden weit relativ zueinander verlagerbar sind. Eine derartige Ausbildung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Wirkwerkzeugbarre über mehr als zwei Traghebel an der Tragwelle befestigt ist. Die temperaturbedingte absolute Längenänderung von Tragwelle und Wirkwerkzeugbarre richtet sich u. a. nach der Länge der Tragwelle bzw. der Wirkwerkzeugbarre, die von der Temperaturänderung betroffen ist. Wenn man beispielsweise in regelmäßigen Abständen Traghebel anordnet, dann muss ein Traghebel, der in einem doppelt so großen Abstand von einem Fixpunkt wie ein anderer Traghebel angeordnet ist, auch eine doppelt so große Verlagerungsbewegung seiner Enden relativ zueinander zulassen, um mechanisch bedingte Spannungen, die auf Temperaturänderungen zurückzuführen sind, in der Wirkwerkzeugbarre zu vermeiden.
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Bevorzugterweise ist der Traghebel über ein Gelenk mit der Tragwelle und/oder der Wirkwerkzeugbarre verbunden, das eine Winkelveränderung in Längsrichtung zulässt. Durch eine derartige Gelenkverbindung mit einer Schwenkachse, die senkrecht zur Längsrichtung gerichtet ist, ergibt sich eine Aufhängung der Wirkwerkzeugbarre am Traghebel bzw. des Traghebels an der Tragwelle, die eine Relativbewegung eines Teils der Wirkwerkzeugbarre zu einem Teil der Tragwelle zulässt. Eine derartige Ausbildung ist relativ einfach zu realisieren.
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In einer alternativen oder zusätzlichen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Traghebel in Langsrichtung biegbar ist. Wenn sich die Tragwelle und die Wirkwerkzeugbarre bei einer Temperaturänderung unterschiedlich stark ausdehnen, dann wird der Traghebel, dessen Enden relativ zueinander verlagerbar sind, verbogen. Wenn die Biegesteifigkeit niedrig ist, dann wird durch dieses Verbiegen keine unzulässige mechanische Spannung in die Wirkwerkzeugbarre eingetragen.
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Vorzugsweise ist der Traghebel sowohl mit der Tragwelle als auch mit der Wirkwerkzeugbarre über jeweils ein Gelenk verbunden. Wenn bei einer bestimmten Temperatur alle Traghebel senkrecht zur Tragwelle und zur Wirkwerkzeugbarre verlaufen und zwei benachbarte Traghebel mit der Wirkwerkzeugbarre und der Tragwelle ein Rechteck einschließen, dann ergibt sich bei einer Temperaturanderung eine Änderung dieses Rechtecks zu einer Art Parallelogramm. Die unterschiedlichen Längenänderungen können sich dann einstellen, ohne dass größere mechanische Spannungen entstehen.
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Vorzugsweise ist ein Traghebel als Fixierungshebel ausgebildet, der die Wirkwerkzeugbarre und die Tragwelle an einer Position in Längsrichtung relativ zueinander festlegt. Der Fixierungshebel ist dann beispielsweise starr an der Tragwelle und starr an der Wirkwerkzeugbarre befestigt. Durch den Fixierungshebel kann man auf einfache Weise eine definierte Position der Wirkwerkzeugbarre erreichen, die für eine Zuordnung der Wirkwerkzeuge an unterschiedliche Barren günstig ist.
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Vorzugsweise ist der Fixierungshebel einem Ende der Wirkwerkzeugbarre benachbart. Damit erreicht man, dass sich unterschiedliche Wärmeausdehnungen von dem Ende der Wirkwerkzeugbarre und dem Ende der Tragwelle aus ergeben können, so dass die von diesem Ende weiter weg angeordneten Traghebel entsprechend geneigt werden, wenn sich eine Temperaturänderung ergibt.
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Hierbei ist bevorzugt, dass der Fixierungshebel dem Ende der Wirkwerkzeugbarre benachbart ist, an dem ein Versatzantrieb an einer zugeordneten Legebarre angreift. Der Versatzantrieb muss dann keine Längenänderungen, die durch unterschiedliche Temperatureinflüsse bedingt sind, ausgleichen.
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Vorzugsweise ist die Tragwelle mit einer Position in Längsrichtung im Maschinengestell festgelegt. Man kann dann die Tragwelle verwenden, um die Wirkwerkzeugbarre über den Fixierungshebel in einer definierten Position zu halten. Dies gilt zumindest für das entsprechende Ende der Wirkwerkzeugbarre.
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Vorzugsweise ist die Wirkwerkzeugbarre als faserverstärkte Kunststoffbarre ausgebildet. Eine faserverstärkte Kunststoffbarre hat einen relativ kleinen Wärmeausdehnungskoeffizienten, d. h. die Länge der Kunststoffbarre ändert sich praktisch nicht, wenn sich die Temperatur ändert. Allerdings hat die Kunststoffbarre den Nachteil, dass sie auch keine Wärme leitet und somit keine Wärme von der Tragwelle abführen kann. Die Kombination einer Kunststoffbarre mit den Traghebeln, die eine relative Längenänderung von Legebarre und Tragwelle zulassen, ist also in diesem Fall besonders vorteilhaft.
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Auch ist von Vorteil, wenn die Traghebel als faserverstärkte Kunststoffhebel ausgebildet sind. Auch faserverstärkte Kunststoffhebel ändern ihre Ausdehnung bei einer Temperaturänderung praktisch nicht. Allerdings leiten sie ebenfalls keine Wärme und können deswegen die Wärme nicht von der Tragwelle abführen. Dies ist aber dann unkritisch, wenn man eine Verbindung zwischen der Wirkwerkzeugbarre, den Traghebeln und der Tragwelle verwendet, die unterschiedliche Längenänderungen von Tragwelle und Legebarre zulassen.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen
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1 eine stark schematisierte Darstellung einer Kettenwirkmaschine und
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2 eine stark schematisierte Darstellung des Wirkbereichs einer Kettenwirkmaschine.
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Eine Kettenwirkmaschine 1 weist ein Maschinengestell 2 auf, in dem auf nicht näher dargestellte Weise eine Tragwelle 3 gelagert ist. Die Tragwelle 3 ist beispielsweise aus Stahl oder einem anderen Metall gebildet.
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An der Tragwelle 3 ist eine Wirkwerkzeugbarre 4 aufgehängt, die mit einer Vielzahl von Wirknadeln 5 bestückt ist. Die Wirknadeln 5 müssen zur Erzeugung einer nicht näher dargestellten Wirkware bei jeder Maschenbildung einmal in Richtung eines Doppelpfeils 6 hin und her bewegt werden, d. h. auf und ab, bezogen auf die Darstellung in der 1.
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Die Tragwelle 3 ist als durchgehende Tragwelle ausgebildet. Die Tragwelle 3 ist über mehrere Traghebel 7–10 mit der Wirkwerkzeugbarre verbunden. Hierbei ist der Traghebel 7, der an einem Ende der Wirkwerkzeugbarre 4 angeordnet ist, das einem Mustergetriebe 11 benachbart ist, als Fixierungshebel ausgebildet, d. h. der Fixierungshebel 7 lässt eine relative Bewegung zwischen der Tragwelle 3 und der Wirkwerkzeugbarre 4 parallel zur Längsrichtung der Tragwelle 3 nicht zu.
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Zwischen der Tragwelle 3 und dem Mustergetriebe 11 ist eine Längenfixierung 12 angeordnet, so dass die Tragwelle 3 und damit auch die Wirkwerkzeugbarre 4 eine definierte Position relativ zum Mustergetriebe 11 aufweisen.
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Die drei anderen Traghebel 8 sind jeweils über ein Gelenk 13 mit der Tragwelle 3 und über ein Gelenk 14 mit der Wirkwerkzeugbarre 4 verbunden. Mit anderen Worten sind die Enden der Traghebel in Längsrichtung relativ zueinander verlagerbar. In nicht näher dargestellter Weise kann man die Traghebel 8–10 auch biegbar parallel zur Längsrichtung der Tragwelle 3 ausgestalten. In diesem Fall ist nur ein Gelenk 13, 14 oder sogar gar kein Gelenk 13, 14 erforderlich. Dennoch wäre eine Längenänderung der Tragwelle 3 möglich, die sich von einer entsprechenden Längenänderung der Wirkwerkzeugbarre 4 unterscheidet.
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Bei einer vorbestimmten Temperatur, beispielsweise einer Temperatur von 20°C, die einer üblichen Raumtemperatur entspricht, haben die Tragwelle 3 und die Wirkwerkzeugbarre 4 die gleiche Ausdehnung parallel zur Längsrichtung der Tragwelle 3. In einer alternativen Ausgestaltung kann man die gleiche Ausdehnung in Längsrichtung bei Betriebstemperatur vorsehen.
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Wenn sich die Temperatur der Tragwelle 3 im Betrieb erhöht, beispielsweise auf einen Temperaturbereich in der Größenordnung von 50 bis 60°C, dann ändert sich die Längenausdehnung der Tragwelle 3 stärker als die Längenausdehnung der Wirkwerkzeugbarre 4. Dies ist in 1 übertrieben groß dargestellt. Eine derartig unterschiedliche Längenausdehnung von Tragwelle 3 und Wirkwerkzeugbarre 4 führt dann dazu, dass sich die Traghebel 8, 9, 10 neigen, wobei der Traghebel 8, der dem Fixierungshebel benachbart ist, am schwächsten geneigt wird. Etwas stärker wird der Traghebel 9 geneigt und der am weitesten entfernte Traghebel 10 wird am stärksten geneigt. Dementsprechend werden die Enden oder Gelenkpunkte unterschiedlicher Traghebel verschieden weit relativ zueinander verlagert. Bei einer Kettenwirkmaschine, bei der die Traghebel 7–10 in gleichen Entfernungen zueinander angeordnet sind, müssen sich die Enden des Traghebels 9 doppelt so weit und die Enden des Traghebels 10 dreimal so weit relativ zueinander verlagern wie die Enden des Traghebels 8, der dem Fixierungshebel 7 benachbart ist.
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Man kann den Fixierungshebel 7 auch durch einen anderen Traghebel ersetzen, der ebenfalls gelenkig sowohl mit der Tragwelle 3 als auch mit der Legebarre 4 verbunden ist, wenn man auf andere Weise dafür sorgt, dass eine feste Zuordnung zwischen dem Ende der Legebarre 4, das dem Versatzantrieb benachbart angeordnet ist, und dem Versatzantrieb besteht und beibehalten wird.
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1 zeigt neben der Wirkwerkzeugbarre 4 mit den Wirknadeln auch eine Legebarre 15, an der eine Vielzahl von Legenadeln 16 befestigt sind. Die Legebarre 15 ist über Schwenkarme 17 an einer Tragwelle 18 befestigt. Die Tragwelle 18 wird im Betrieb hin und her gedreht, so dass die Legenadeln 16 senkrecht zur Zeichenebene bewegt werden. Ein Versatzantrieb 19, der durch einen Doppelpfeil symbolisiert ist, bewegt die Legebarre 15 parallel zur Längserstreckung der Tragwelle 3. Dabei ist die Bewegung der Legenadeln 16 so auf die Bewegung der Wirknadeln 5 abgestimmt, dass die Legenadeln bei einem Maschenbildungsvorgang praktisch einen Umlauf um eine oder mehrere Wirknadeln 5 ausführen. Hierzu ist die Legebarre 15 über Führungselemente 20 an den Schwenkhebeln 17 aufgehängt, so dass sie in der genannten Richtung relativ zur Tragwelle 18 bewegt werden kann.
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Die Legebarre 15 mit den Legenadeln 16 ist auch in 2 zu erkennen. Dort sind weitere Elemente der Kettenwirkmaschine dargestellt. So gibt es eine zweite Legebarre 21 mit Legenadeln 22, wobei die Legebarre 21 ein anderes Bewegungsmuster aufweist, als die Legebarre 15.
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Die Wirknadeln 5 sind als Schiebernadeln ausgebildet. Die Schiebernadeln werden durch Schieber 23 betätigt, die an einer Schieberbarre 24 angeordnet sind. Die Schieberbarre 24 ist über Traghebel 25 mit einer Tragwelle 26 verbunden.
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Während die Legebarren 15, 21 aufgrund ihrer Führungen 20, 27 relativ zu ihrer Tragwelle 18 verlagerbar sind, so dass sich thermisch bedingte Längenänderungsunterschiede zwischen der Tragwelle 18 und den Legebarren 15, 21 nicht negativ auswirken können, ist nicht nur die Wirknadelbarre 4 über die beschriebenen Traghebel 7–10 mit der Tragwelle 3 verbunden, sondern auch die Schieberbarre 24 ist über entsprechend ausgebildete Traghebel 25 mit der Tragwelle 26 verbunden, so dass unterschiedliche thermische Ausdehnungen von Tragwelle 26 und Schieberbarre 24 nicht zu negativen Auswirkungen auf die Schieberbarre 24 führen.