Fachbildevorrichtung für eine Webmaschine, insbesondere für eine Bandwebmaschine

Technisches Gebiet Die Erfindung betrifft eine Fachbildevorrichtung für eine Webmaschine, insbesondere für eine Bandwebmaschine, gemäss dem Oberbegriff nach Anspruch 1.

Stand der Technik

Fachbildevorrichtungen für Webmaschinen, die eine Schaftvorrichtung und einen Schaftrahmen aufweisen, sind aus zahlreichen Dokumenten dem Grunde nach bekannt. Aus der WO-A-98/24955 ist eine Webmaschine bekannt, bei der das beispielsweise einen Schaftrahmen aufweisende Mitnahmeteil zur Mitnahme der Kettfäden einer Webmaschine zwischen zwei Federn eingespannt ist. Dort schwingt das Mitnahmeteil und eine Haltevorrichtung ist in der Lage die Schwin- gung für eine bestimmte Dauer anzuhalten und so während des Schussfadeneintrags ein Webfach auszubilden. Die Haltevorrichtung aus der WO-A-98/24955 soll mit einer Steuereinheit steuerbar sein. Dabei wurden bereits Permanentmagnete vorgeschlagen, die mit Elektromagneten beeinflussbar sind.

Die Ausführung mit den beiden Federn der WO-A-98/24955 beansprucht aber einen relativ grossen Platz, wie sich auch aus den dortigen Zeichnungen ergibt. Weiterhin ist die gesteuerte Haltevorrichtung aufwändig, auch wenn sie mit Permanentmagneten realisiert ist, und zwar wegen der elektromagnetischen Ein- flussnahme auf die Permanentmagnete.

Darstellung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fachbildevorrichtung für Webmaschinen, die eine Schaftvorrichtung und einen Schaftrahmen aufweisen, zu verbessern.

Die Aufgabe wird durch eine Fachbildevorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Dabei haben die Massnahmen der Erfindung zunächst einmal einen sehr geringen Platzbedarf zur Folge. Die Bewegungsenergie der Schaftbewegung kann überwiegend von einer Zug/Druckfeder zur Verfügung gestellt werden. Die

Zug/Druckfeder ist dabei so eingerichtet, dass sie an einer oberen Position und an einer unteren Position jeweils eine grosse potentielle Energie als Kraft zur Verfügung stellt, die den Schaft in Richtung einer Mittelposition bewegt. Die Mittelposition ist vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass dort keine potentielle Energie von der Feder abgegeben wird, sondern der Schaft vielmehr eine maximale Geschwindigkeit aufweist, und dann weiter in die jeweils andere Position, also die untere bzw. die obere Position bewegt wird, wobei die Zug/Druckfeder dann die kinetische Energie des Schaftes in Form von potentieller Energie aufzunehmen vermag. Um aber eine gesteuerte Schaftbewegung und ein wahlweises Verharren an der oberen oder der unteren Position zu ermöglichen, sind an der oberen Position und an der unteren Position jeweils magnetisch wirkende Haltemittel vorgesehen, die die Schaftbewegung stoppen und den Schaft in der jeweiligen Position halten. Um nun eine gesteuerte Bewegung zu ermöglichen, ist zusätzlich ein wahlweise schaltbarer, elektrischer Linearmotor vorgesehen. Er ü- berwindet zusammen mit der Federkraft die Haltekraft der Haltemittel und kann den Schaft so aus seiner Halteposition befreien. Grundsätzlich ist der Linearmotor also dazu bestimmt, den Schaft vom Haltemittel zu lösen und den Schaftbewegungsvorgang einzuleiten. Ferner dient das Linearantriebsmittel dazu, Energieverluste auszugleichen und die Schaftvorrichtung an wechselnde Betriebsbe- dingungen anzupassen. Die Steuerung der Schaftvorrichtung erfolgt ausschliess- lich durch die Steuerung des Linearmotors.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Fachbildevorrichtung sind in den Ansprüchen 2 bis 18 beschrieben.

Vorteilhaft ist es (Anspruch 2), wenn mindestens 75% der Bewegungsenergie aus der Zug/Druckfeder entnommen wird und der Linearmotor höchstens 25% der Bewegungsenergie aufbringt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung erhält man, wenn die Haltemittel ungesteuert als Permanentmagnete ausgebildet sind, die mit Magnetgegenhaltern zusammenwirken (Anspruch 3 und 4).

Besonders vorteilhaft ist eine Ausbildung nach den Ansprüchen 5 bis 7, da durch das Eintauchen der magnetisch wirkenden Halteelemente, die vorteilhafterweise aus Eisen ausgebildet sind, in den Wirkbereich der Spulenmagnete ein direkter Kontakt vermieden wird, wodurch sich ein besonders geräuscharmer Lauf der Fachbildevorrichtung ergibt.

Vorteilhafterweise wird in einer dritten Fachstellung zwischen der Hochfach- und der Tieffachstellung keine Kraft auf den Schaftrahmen ausgeübt (Anspruch 8). In einer symmetrischen Anordnung wird dies eine Mittelfachstellung sein (Anspruch 9).

Besonders vorteilhaft in Bezug auf die Platzaufteilung und die dynamischen Eigenschaften des Systems ist es, wenn die Zug/Druckfeder als Blattfeder nach Anspruch 10 und dabei ringförmig gemäss Anspruch 11 ausgebildet ist. Es ist selbstverständlich, dass in diesem Zusammenhang ein Ring nicht als ein kreisförmiges Gebilde aufgefasst werden muss. Vielmehr sollen unter den Begriff "ringförmig" in sich geschlossene Gebilde wie runde, ovale, ellipsenförmige oder ähnlich ausgebildete Federn verstanden werden, die gegebenenfalls geeignet sind, in ihrem Innern Bauteile zum Zwecke der Platzbedarfsverringerung aufzu- nehmen. In einer bestimmten Ausführung nach Anspruch 12 ist es vorgesehen, dass die aufzubringende Federkraft auf zwei Blattfedern verteilt wird, die an den Enden der Schaftvorrichtung angeordnet sind. Um die Querkräfte zu eliminieren ist es - gemäss Anspruch 13 - vorteilhaft, wenn die Schaftvorrichtung bezüglich ihrer Mittelachse symmetrisch ausgebildet ist.

Eine vorteilhafte Fachbildevorrichtung weist nach Anspruch 14 mehrere, zu einem Paket angeordnete Schaftvorrichtungen auf. Aus Platzgründen ist es dabei - gemäss Anspruch 15 - besonders vorteilhaft, wenn die Zug/Druckfedern einander abwechselnd einmal oder mehrmals oben und einmal oder mehrmals unten an- geordnet sind.

Bei der Ausführung mit Anschlagmagneten und Magnetgegenhaltern ist es vorteilhafter, wenn die Schaftvorrichtung einen mit dem Schaftrahmen verbundenen

Trägerrahmen aufweist, der einen ortsfesten Blockteil umschliesst. Dabei sind die Anschlagmagnete und die Magnetgegenhalter am oberen bzw. am unteren Trägerrahmenteil oder auf der Ober- bzw. der Unterseite des Blockteils angeordnet (Anspruch 16). Wenn nun der Blockteil ein jeweils einstellbares Oberteil und Un- terteil aufweist, können diese entsprechend der Neigung des Kettfadenverlaufes des Hochfachs bzw. des Tieffachs einstellbar sein (Anspruch 17).

Vorteilhaft ist es gemäss Anspruch 18 wenn der Linearmotor eine Flachspule aufweist, die in der Ebene des Schaftrahmens angeordnet ist.

Die vorbenannten sowie die beanspruchten und in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschriebenen, erfindungsgemäss zu verwendenden Elemente unterliegen in ihrer Grosse, Formgestaltung, Materialverwendung und ihrer technischen Konzeption keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so dass die in dem jeweiligen Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Ausführungsbeispiele einer Fachbildevorrichtung für Webmaschinen mit einer Schaftvorrichtung und einem Schaftrahmen werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben, dabei zeigen:

Figur 1 den Webbereich einer Webmaschine mit einer Fachbildevorrichtung gemäss einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung, in Sei- tenansicht;

Figur 2 eine einzelne Schaftvorrichtung der Fachbildevorrichtung aus Figur 1 in Ansicht von vorne;

Figur 3 ein Kraftdiagram für die Bewegungsabläufe der Schaftbewegung der

Vorrichtung gemäss Figur 1 und 2; Figur 4 eine Fachbildevorrichtung mit einer Schaftvorrichtung gemäss einer alternativen Ausführung der vorliegenden Erfindung in perspektivischer Ansicht;

Figur 5 eine Detaildarstellung nach Figur 4 in Vergrösserung;

Figur 6 den Webbereich einer Webmaschine mit einer Fachbildevorrichtung gemäss einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung, in Seitenansicht; und

Figur 7 eine einzelne Schaftvorrichtung der Fachbildevorrichtung aus Figur 6 in Ansicht von vorne.

Wege zur Ausführung der Erfindung

Ein erstes Ausführungsbeispiel zur Durchführung der vorliegenden Erfindung ist in den Figuren 1 und 2 dargestellt.

Die Figur 1 zeigt das Schema des Webbereichs einer Webmaschine in Seitenansicht. Eine Fachbildevorrichtung mit mehreren Schaftvorrichtungen 2 dient dazu, Kettfäden 50 zu einem Webfach mit einem Hochfach und einem Tieffach zu öffnen, in das ein Schusseintragsorgan einen Schussfaden bei jedem Fachwechsel einträgt. Ein Webblatt 42 schlägt den eingetragenen Schussfaden an der Kante der hergestellten Ware an.

Wie aus Figur 2 hervorgeht, enthält jede Schaftvorrichtung 2 einen Schaftrahmen 4, mit Litzenträger 6, an denen Litzen 40 zur Führung der Kettfäden 50 angeord- net sind. Im vorliegenden Beispiel sind die Litzen 40 in vier Paketen für vier Webstellen einer Bandwebmaschine zusammengefasst. Der Schaftrahmen 4 ist über einen Schaftverbinder 8 mit einem Linearmotor 12 verbunden. In Figur 1 weist die Schaftvorrichtung 2 oben bzw. unten einen oberen, ortsfesten Anschlagmagneten 24 bzw. einen unteren, ortsfesten Anschlagmagneten 26 auf, die im angenäherten Zustand mit den jeweiligen Magnetgegenhaltern 30 bzw. 32 in Wechselwirkung stehen, welche dem bewegten Schaftrahmen 4 zugeordnet sind.

In Figur 2 ist die Schaftvorrichtung 2 von vorne dargestellt. Zusätzlich zur Dar- Stellung in Figur 1 ist in Figur 2 eine ringförmig ausgebildete Blattfeder 14 dargestellt, die eine Schaftbewegung in vertikaler Richtung unterstützt. Ein besonderes Merkmal dieses Ausführungsbeispiels ist es, dass hier der untere Anschlagmagnet 26 innerhalb der Blattfeder 14 untergebracht und der entsprechende untere

Magnetgegenhalter 32 an der Blattfeder 14 montiert ist. Der Anschlagmagnet 24 ist am Federhalter 20 montiert, der die Blattfeder hält. In diesem Ausführungsbeispiel ist der obere Magnetgegenhalter 30 am Schaftrahmen 4 angebracht, während der obere Anschlagmagnet 24 ortsfest montiert ist.

Die Schaftvorrichtung ist symmetrisch bezüglich einer Mittelinie M ausgebildet, um Querkräfte zu vermeiden.

Im Folgenden wird nun die Wirkungsweise der Fachbildungsvorrichtung gemäss dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel beschrieben. Die Schaftrahmen 4 mit den Litzenträgern 6 werden zum Zwecke der Fachbildung angehoben bzw. abgesenkt. Als Antriebsmittel für diese Bewegung wirkt der Federantrieb, im Ausführungsbeispiel die an dem Federhalter 20 angeordnete Blattfeder 14 und der Linearmotor 12 zusammen. Der Linearmotor 12 besteht aus einer Flachspule 34 und einem oberen und einem unteren Spulenmagneten 36 und 38, die am Schaftverbinder 8 angeordnet sind. Bei der Hub- bzw. Senkbewegung wird der grösste Anteil an Energie durch den Federantrieb aufgebracht. Die Bewegung wird aber durch den Linearmotor 12 eingeleitet, wie im folgenden beschrieben wird.

Durch den oberen Anschlagmagneten 24 bzw. durch den unteren Anschlagmagneten 26 wird der Schaftrahmen 4 über den jeweiligen Magnetgegenhalter 30 bzw. 32 in der oberen bzw. in der unteren Endposition - die der Hochfachstellung bzw. der Tieffachstellung der Kettfäden eines Webfaches entsprechen - fest- gehalten, solange der Linearmotor 12 nicht in Betrieb ist. Dies wird dadurch erreicht, dass die als Permanentmagnete ausgebildeten Anschlagmagnete 24 und 26 eine grossere Haltekraft ausweisen, als die Rückstellkraft der Blattfeder 14 bei der Auslenkung an den Endpositionen. Es sollte darauf hingewiesen werden, dass die Haltekraft der Permanentmagnete 24 und 26 eine kurze Reichweite haben ist und daher nur in der Nähe der Magnetgegenhalter 30 bzw. 32 und damit nur in oder in der Nähe der jeweiligen Endposition überhaupt relevant ist.

Um nun den Schaftrahmen 4 in Bewegung zu setzen, um also eine Schaftbewegung von der oberen in die untere Endposition oder von der unteren in die obere Endposition einzuleiten, wird der Linearmotor 12 in Betrieb gesetzt. Die Summe der Wirkkräfte des Linearmotors 12 und der Federkraft der Blattfeder 14 im aus- gelenkten Zustand, also in einer der Endpositionen, ist grösser als die Haltekraft der Permanentmagnete 24 bzw. 26.

Wenn nun die Haltekraft der Permanentmagnete 24 bzw. 26 überwunden ist, wird die Bewegung des Schaftes überwiegend durch die Federkraft der Blattfeder 14 bewirkt, der Linearmotor 12 fährt diese Bewegung mit, ohne wesentlich dazu beizutragen. Wenn die andere Endposition erreicht ist, wenn also z.B. der untere Anschlagmagnet 26 in die Wirkreichweite des unteren Magnetgegenhalters 32 gelangt, dann ist die neue Endposition erreicht und die Blattfeder 14 bleibt ausgelenkt, da die Kraft des Permanentmagnets 26 in dieser Stellung grösser ist als die Rückstellkraft der Blattfeder 14 und der Linearmotor 12 letztere nicht unterstützt.

Der Kraftverlauf der Bewegung ist im Kräftediagramm in Figur 3 gezeigt. Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel wird die ringförmige Blattfeder 14 im linearen Be- reich betrieben, so dass das Federkraftdiagramm 100 mit einer Geraden dargestellt werden kann. Die Federkraft wird von der Kettfaden kraft 106 nur unwesentlich unterstützt, so dass die Kettfaden kraft 106 hier keine Rolle spielt. Das Anschlagmagnetdiagramm 102 zeigt deutlich die kurze Reichweite der Magnetkräfte, die nur wirken, wenn sich die Anschlagmagnete 24, 26 in unmittelbarer Nähe zu den Magnetgegenhaltern 30, 32 befinden und eine Endposition eingenommen ist. Das Spulenkräftediagramm 104 des Linearmotors 12 weist in der hier beschriebenen Betriebsart eine konstante Kraft auf, die je nach Polung in die eine oder die andere Richtung weisen kann.

In den hier beschriebenen Ausführungsbeispielen ist der Linearmotor 12 so ausgebildet, dass neben der oberen Position und der unteren Position eine mittlere Position des Schaftes eingenommen werden und der Schaft aus dieser mittleren Position in die obere Position oder in die untere Position bewegt werden kann.

Diese Betriebsart hat den Zweck, dass eine Ruhestellung eingenommen werden kann, in der die Blattfeder 14 keine Kraft auf den Schaftrahmen ausübt. Die Steuerung der Schaftvorrichtung erfolgt ausschliesslich mittels des Linearmotors, der hierzu in nicht näher dargestellter Weise mit einer Steuereinheit einer Web- maschine verbunden ist.

In Figur 4 und in Figur 5 ist eine Fachbildevorrichtung gemäss einem zweiten Ausführungsbeispiel mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Schaftvorrichtungen Z ₁ -I ₆ mit jeweils einem Schaftrahmen 4 gemäss einem bevorzug- ten Ausführungsbeispiel dargestellt. Von den Schaftrahmen 4 sind hier nur die Litzenträger 6 dargestellt. In der Ausführung nach Figur 4 und 5 sind die Schaftrahmen 4 oben oder unten mit Hilfe eines Schaftverbinders 8 mit einem Trägerrahmen 10 verbunden, der seinerseits mit einem Linearmotor 12 und dann weiter mit einer ringförmig ausgebildeten Blattfeder 14 bzw. 16 verbunden ist. Die unteren Blattfedern 14 sind an einem unteren, ortsfesten Fachbildeblock 18 mit einem Federhalter 20, die oberen Blattfedern 16 dagegen an einem oberen, ortsfesten Fachbildeblock 22 ebenfalls mit einem Federhalter 20 angebracht. Die Blattfedern 14 bzw. 16 wirken wiederum als Zug/Druckfedern und die Federanordnung und -einstellung ist so gewählt, dass die Schaftrahmen 4 in Ruhestel- lung der Federn 14, 16 sich in der Mittelfachstellung befinden.

In den Trägerrahmen 10 sind von innen jeweils die Magnetgegenhalter 30 und 32 oben und unten angebracht. Der untere Fachbildeblock 18 wie auch der obere Fachbildeblock 22 weisen am oberen bzw. am unteren Ende ein Blockteil 28 auf, an dem Anschlagmagnete 24 und 26 angebracht sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Anschlagmagnete 24 und 26 in einer geneigten Ebene angeordnet. Dabei sind die Neigungen entsprechend der gewünschten Neigung des Kettfadenverlaufes des Hochfachs bzw. des Tieffachs einstellbar.

Die Linearmotoren 12 weisen jeweils elektrische Leiter 46 auf, die zu einer Anschlussplatte 48 geführt sind, über die die Linearmotoren 12 mit einer Steuereinheit verbindbar sind.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel zur Durchführung der vorliegenden Erfindung ist in den Figuren 6 und 7 dargestellt.

Die Figur 6 zeigt das Schema des Webbereichs einer solchen Webmaschine ge- 5 mäss diesem weiteren Ausführungsbeispiel in Seitenansicht. Die Fachbildevorrichtung mit den Schaftvorrichtungen 2 entspricht dem ersten Ausführungsbeispiel und wird hier nicht weiter beschrieben.

In Figur 6 weist die Schaftvorrichtung 2 oberhalb bzw. unterhalb der Flachspule 10 34 des Linearmotors 12 jeweils ein oberes bzw. unteres, magnetisch wirkendes Halteelement 130, 132 - im Ausführungsbeispiel aus Eisen - auf, die wechselweise in das Magnetfeld der Spulenmagnete 36 und 38 eintauchen und mit diesen obere und untere Haltemittel 130, 36; 132, 38 bilden.

15 Die Schaftvorrichtung ist wiederum symmetrisch bezüglich einer Mittelinie M ausgebildet, um Querkräfte zu vermeiden.

Durch die oberen Haltemittel 130, 36 bzw. durch die unteren Haltemittel 132, 38 wird der Schaftrahmen 4 wiederum in der oberen bzw. in der unteren Endpositi- 0 on - die der Hochfachstellung bzw. der Tieffachstellung der Kettfäden eines Webfaches entsprechen - festgehalten, solange der Linearmotor 12 nicht in Betrieb ist. Dies wird dadurch erreicht, dass die Haltemittel eine grossere Haltekraft ausweisen, als die Rückstellkraft der Blattfeder 14 bei der Auslenkung an den Endpositionen. Es sollte darauf hingewiesen werden, dass die Haltekraft der HaI- 5 temittel eine kurze Reichweite aufweisen ist und daher nur im eingetauchten Zustand und damit nur im Bereich der jeweiligen Endposition überhaupt relevant ist.

Um nun den Schaftrahmen 4 in Bewegung zu setzen, um also eine Schaftbewe- 0 gung von der oberen in die untere Endposition oder von der unteren in die obere Endposition einzuleiten, wird auch in diesem Ausführungsbeispiel der Linearmotor 12 in Betrieb gesetzt. Die Summe der Wirkkräfte des Linearmotors 12 und

der Federkraft der Blattfeder 14 im ausgelenkten Zustand, also in einer der Endpositionen, ist grösser als die Haltekraft der Haltemittel.

Wenn nun die Haltekraft der Haltemittel überwunden ist, wird die Bewegung des Schaftes überwiegend durch die Federkraft der Blattfeder 14 bewirkt, der Linearmotor 12 fährt diese Bewegung mit, ohne wesentlich dazu beizutragen. Wenn die andere Endposition erreicht ist, dann bleibt die Blattfeder 14 ausgelenkt, da die Haltekraft der Haltemittel in dieser Stellung grösser ist als die Rückstellkraft der Blattfeder 14 und der Linearmotor 12 letztere nicht unterstützt.

Bezugszeichenliste

2 Schaftvorrichtung

2i-2 ₆ Paket von Schaftvorrichtungen

4 Schaftrahmen 6 Litzenträger

8 Schaftverbinder

10 Trägerrahmen

12 Linearmotor

14 Blattfeder 16 Blattfeder

18 Fachbildeblock

20 Federhalter

22 Fachbildeblock

24 oberer Anschlagmagnet 26 unterer Anschlagmagnet

28 Blockteil

30 oberer Magnetgegenhalter

32 unterer Magnetgegenhalter

34 Flachspule 36 oberer Spulenmagnet

38 unterer Spulenmagnet

40 Litzen

42 Webblatt

44 Blattträger 46 elektrische Leiter

48 Anschlussplatte

50 Kettfäden

100 Federkraftdiagramm

102 Anschlagmagnetdiagramm 104 Spulenkraftdiagramm

106 Kettfaden kraftdiag ramm

130 oberes Halteelement

132 unteres Halteelement

M Mittellinie