Vorrichtung zur Steuerung der Querbewegung der Kettfäden einer Textilwebma- schine

Technisches Gebiet Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung der Querbewegung der Kettfäden einer Textilwebmaschine, insbesondere einer Textilwebmaschine mit Einzellitzenbewegung, gemäss dem Oberbegriff nach Anspruch 1.

Stand der Technik Vorrichtungen zur Steuerung der Querbewegung der Kettfäden von Textilwebma- schinen, insbesondere von Webmaschinen mit Einzellitzenbewegung sind aus zahlreichen Dokumenten dem Grunde nach bekannt. In vielen dieser Veröffentlichungen wird versucht, geeignete Vorschläge zu machen, um auf den problematischen Webharnisch einer Fachbildevorrichtung einer Jacquardmaschine verzich- ten zu können.

Aus der EP 0 353 005 Al ist eine Antriebsanordnung für die Steuerung der Querbewegung der Kettfäden bekannt, bei der mit einem Linearmotor ein über vier Umlaufrollen geführtes, geschlossenes Antriebsseil für die Weblitzen vorgeschla- gen wird. Die Ausführung der in der EP 0 353 005 Al offenbarten Erfindung stösst aber auf Schwierigkeiten, die einerseits darin begründet sind, dass bei einer grosseren Zahl von nebeneinander angeordneten Kettfäden für ein grosse Anzahl von Linearmotoren, aber auch für die Umlenkrollen kein ausreichender Platz zur Verfügung gestellt werden konnte und andererseits, dass die Auslen- kung der dort vorgeschlagenen Linearmotoren bei vertretbarer Ausführung zu klein für die notwendige Querbewegung der Kettfäden war.

Aus der WO-A-98/24955 ist es bekannt, das Mitnahmeteil einer Webmaschine - in diesem Fall eine Litze oder einen Schaftrahmen - zwischen zwei Federteile ein- zuspannen und einen Elektroantrieb vorzusehen, der das Mitnahmeteil mit den Kettfäden zur Fachbildung anhebt bzw. absenkt. Aus dieser Erfindung ist auch der Vorschlag bekannt, die vorstehend beschriebene Anordnung als Freischwinger so auszubilden, dass ein grosser Teil der Bewegungsenergie aus der elasti-

sehen Federkraft aufgebracht wird, während der Elektroantrieb eher als Ausgleich für die Energieverluste und die Ansteuerung der entsprechenden Vorrichtung vorgesehen ist. Die Ausführung mit den beiden Federn in der WO-A-98/24955 beansprucht aber ebenfalls einen relativ grossen Platz, wie sich auch aus den dortigen Zeichnungen ergibt. Weiterhin erscheint es schwierig, in der in der WO- A-98/24955 vorgeschlagenen Anordnung den Elektromotor einerseits baulich klein zu halten aber andererseits so leistungs- und bewegungsstark auszubilden, dass er den Anforderungen gerecht wird, wenn eine Vielzahl von nebeneinander liegenden Kettfäden der Fachbildung unterworfen werden sollen.

Weitere Veröffentlichungen, wie z.B. die WO-A-/11327 oder die WO-A- 2006/114188 befassen sich ebenfalls mit einer Freischwingeranordnung, ohne allerdings die vorstehend genannten Probleme lösen zu können.

Aus der EP 1 063 326 Al sind Seilantriebe für die Weblitzen einer Textilwebma- schine mit Einzellitzenbewegung bekannt, wobei dort vorgeschlagen wird, die Seile auf einer Seite auf elektromotorisch angetriebene Seilrollen aufzuwickeln und auf der anderen Seite durch eine am Webstuhl befestigte Schraubenfeder gespannt zu halten. Die aus dem vorstehend zitierten Dokument bereits bekann- ten Prinzipien eines Freischwingers werden mit der Vorrichtung aus der EP 1 063 326 Al aber nicht verwirklicht.

Aus der WO-A-2006/063584 ist schliesslich eine Fachbildevorrichtung mit Einzelfadensteuerung bekannt, bei der in - grundsätzlich bekannter Weise - ein Hubfe- derrahmen oder ein ortsfester Federrahmen mit einem Arretierelement für die einzelnen Litzen vorgeschlagen wird. Diese Art von Fachbildung hat sich allerdings als fehleranfällig erwiesen, da die genannten Arretierelemente grundsätzlich anfällig sind.

Aus der EP 0 347 626 A2 und der DE 198 49 728 Al sind elektromotorische Antriebe für die Fachbildung von Webmaschinen bekannt, die eine Spule und einen flächigen Permanentmagneten aufweisen, mit dem eine Drehbewegung für die

Fachbildung vorgeschlagen wird. In der EP 0 347 626 A2 ist dabei eine Hebelwir- kung (übersetzung) vorgesehen.

Darstellung der Erfindung Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Steuerung der Querbewegung der Kettfäden einer Textilwebmaschine, insbesondere einer insbesondere einer Textilwebmaschine mit Einzellitzenbewegung, zu verbessern.

Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Dabei haben die Massnahmen der Erfindung zunächst einmal einen sehr geringen Platzbedarf bei grosser Webgeschwindigkeit zur Folge. Durch das registerartige Auffächern der Litzenantriebe sowie durch die Federunterstützung ist es möglich, die elektrischen Antriebsmotoren klein zu halten. Durch die hebelartige Verstärkung wird es zudem ermöglicht, dass der Antriebsweg dieser Motoren klein gehalten wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind in den Ansprüchen 2 bis 13 beschrieben.

Vorteilhaft ist es (Anspruch 2), wenn eine zumindest doppelte übersetzung vor- gesehen ist, dass also eine Bewegung der Elektromotoren eine zumindest doppelt so grosse Bewegung der Litzen bewirkt.

Eine Ausgestaltung mit Zug- und Schubstangen als Kraftübertragungselemente zum Antrieb der Mitnahmeelemente, die im allgemeinen herkömmliche Litzen, im speziellen Fall aber auch Führungsösen sein können, die direkt an den Zug- und Schubstangen angebracht sind, bietet - gemäss Anspruch 3 - eine einfache Ausgestaltung der Erfindung.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung wird mit einen Antrieb der Litzen durch Seile als Kraftübertragungselemente vorgeschlagen, die mit den Elektromotoren verbunden sind, wobei die fächer- bzw. registerartige Anordnung mittels Umlenkrollen (gemäss Anspruch 4), oder in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung mittels Umlenkhebeln mit Hubübersetzung gemäss Anspruch 5 ermöglicht wird. Die Um-

lenkrollen bzw. -hebel lenken dabei die Seile vorzugsweise um 60° bis 120°, höchst vorzugsweise um 75° bis 105°, um für die registerartige Auffächerung möglichst viel Platz zu schaffen (Anspruch 6). Wenn dabei zwei Federn zum Einsatz kommen, kann dabei z.B. eine der Federn auf der den Umlenkrollen bzw. - hebeln gegenüberliegenden Seite der Litzen angeordnet und als herkömmliche Zugfedern ausgebildet sein.

Die Bewegungsenergie der Litzen kann überwiegend von Federn zur Verfügung gestellt werden. Die Federn sind dabei so eingerichtet, dass sie an einer ersten Endposition und an einer zweiten Endposition jeweils eine grosse potentielle E- nergie als Kraft zur Verfügung stellen, die die Litzen in Richtung der anderen Endposition treibt. In einer Position verschwindet bei einer Lösung mit einer Druckbiegefeder die Federkraft. Bei einer Lösung mit einer Druck- und einer Zugfeder oder einer Lösung mit zwei entgegen gesetzten Zugfedern heben sich die potentiellen Energien der beiden Federn gegenseitig auf. Bei einer Bewegung weisen die Litzen in einer Position, die vorteilhafterweise die Mittelposition ist, also eine maximale Geschwindigkeit auf. Die Litzen werden dann weiter in die jeweils andere Endposition bewegt, wobei die Federn dann die kinetische Energie der Litzen in Form von potentieller Energie aufzunehmen vermögen. Um eine ge- steuerte Bewegung und ein wahlweises Verharren an der ersten oder der zweiten Endposition zu ermöglichen, sind für die erste Endposition und für die zweite Endposition jeweils Haltemittel vorgesehen, die die Bewegung stoppen und die jeweilige Litze in der eingenommenen Endposition halten. Um nun eine gesteuerte Bewegung zu ermöglichen, ist zusätzlich ein wahlweise schaltbarer, elektri- scher Motor vorgesehen. Er überwindet zusammen mit der Federkraft die Haltekraft der Haltemittel und kann die Litze so aus seiner Halteposition befreien. Grundsätzlich ist der Motor also dazu bestimmt, die Haltemittel zu lösen und den Bewegungsvorgang einzuleiten. Ferner dient der Motor dazu, Energieverluste auszugleichen und die Vorrichtung an wechselnde Betriebsbedingungen anzupas- sen. Die Steuerung der Vorrichtung erfolgt durch die Steuerung des Motors.

Vorteilhaft ist es, wenn mindestens 75% der Bewegungsenergie aus der Feder bzw. den Federn entnommen wird und der Elektromotor höchstens 25% der Be-

wegungsenergie aufbringt (Anspruch 9). Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn die Haltemittel ungesteuert als Permanentmagnete ausgebildet sind, die mit Magnetgegenhaltern zusammenwirken, wobei als Magnetgegenhalter die Enden des übersetzungshebels dienen (Anspruch 10 und 11). Vorteilhafterweise wird in ei- ner dritten Fachstellung zwischen der Hochfach- und der Tieffachstellung keine Kraft auf die Litzen ausgeübt (Anspruch 12). In einer symmetrischen Anordnung wird dies eine Mittelfachstellung sein (Anspruch 13).

Die vorbenannten sowie die beanspruchten und in den nachfolgenden Ausfüh- rungsbeispielen 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.

Insbesondere ist die Erfindung nicht auf eine Textilwebmaschine mit Einzellitzenbewegung beschränkt. Vielmehr kann die Erfindung auch für eine Webmaschine angewendet werden, in der Litzen - z.B. durch Schäfte etc. - zusammengefasst sind.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Ausführungsbeispiele einer Vorrichtung für Textilmaschinen, insbesondere einer Textilwebmaschine mit Einzellitzenbewegung, werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben, dabei zeigen:

Fig. 1 einen Litzenantrieb gemäss einem ersten Ausführungsbeispiel der

Erfindung mit Zug- und Schubstangen, Speicherfeder und Drehmotor;

Fig. 2 eine Detaildarstellung des Drehmotors gemäss Fig.l; Fig. 3 ein Kraftdiagramm für die Bewegungsabläufe der Kettfäden;

Fig. 4 einen Litzenantrieb gemäss einem zweiten Ausführungsbeispiel der

Erfindung mit Zugfeder, Biegefeder, Seilelementen und Drehmotor;

Fig. 5 eine Detaildarstellung des Drehmotors gemäss Fig.l;

Fig. 6 einen Litzenantrieb gemäss einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Zugfedern, Seilelementen und Linearmotor; und

Fig. 7 eine Detaildarstellung des Linearmotors zu Fig.6.

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 eine Vorrichtung zum Antrieb der als Mitnahmeteile der Kettfäden 2 ausgebildeten Litzen 4 einer Textilwebmaschine mit Einzellitzenbewegung in Seitenansicht. Die Kettfäden 2 werden mittels den Fadenaugen 3 aufweisen- den Litzen 4 so bewegt, dass sie sich - wie im Ausführungsbeispiel dargestellt - entweder in einer Hochfachstellung oder in einer Tieffachstellung befinden. Die Litzen 4 sind mittels Kupplungen 36 an Schub- und Zugstangen 30 angeordnet, die jeweils eine - zu der Nachbarstange - unterschiedliche Länge aufweisen. Dadurch können die Antriebselemente für die Litzen 4 Staffel- bzw. registerartig an- geordnet werden. Die Staffel- oder registerartige Anordnung ist hier in doppelter Art derart vorgesehen, dass die linke Hälfte der Litzen 4 einem linken Register von Elektromotoren 32 und den diesen zugeordneten Elementen zugeordnet ist, während die rechte Hälfte der Litzen 4 einem rechten Register von Elektromotoren 32 - quasi in spiegelsymmetrischer Anordnung - und den diesen zugeordne- ten Elementen zugeordnet ist. Die Enden der Schub- und Zugstangen 30 sind jeweils an einem Wirkhebel 28 befestigt, der mit einem als Schwenkmotor ausgebildeten Elektromotor 32 wirkverbunden ist. Jeder Elektromotor 32 weist eine Spule 6 auf, die an einem um eine Achse 19 schwenkbaren Spulenträger 20 befestigt ist. Der Spulenträger ist wiederum zwischen zwei Grundplatten 18 ange- ordnet. Jeder Elektromotor 32 weist weiterhin eine Dauermagnetplatte 16 auf. Durch die Polung eines durch die jeweilige Spule fliessenden Stroms nehmen die Spulen also eine von zwei Endstellungen ein, die in der Zeichnung eingetragen

sind. Diese beiden Stellungen entsprechen den beiden Stellungen "Hochfach" o- der Tieffach" der Litzen 4 und damit der Fachbildung der Kettfäden 2.

Die Stellung der vorgenannten Elemente ist allerdings nicht frei, sondern durch eine Zug- und Druckbiegefeder 8 so vorgespannt, dass bei den beiden Endstellungen "Hochfach" und Tieffach" eine von den Anschlägen weg gerichtete Federkraft wirkt, während bei einer Mittelstellung der Spulen 6 keine Federkraft wirkt. Zwei Anschlagmagnete 26 sind so angeordnet, dass sie für die beiden Endstellungen "Hochfach" und Tieffach" Haltemittel ausbilden.

Das Diagramm 3 zeigt die Kraftverhältnisse der vorstehend beschriebenen Elemente. Dabei zeigt das Federkraftdiagramm 100, dass die Federkraft der Zug- und Druckbiegefeder 8 um die Mittelstellung, in der sie verschwindet, herum symmetrisch und linear ist. Bei einer Hub- bzw. Senkbewegung der Litzen 4 wird der grösste Anteil an Energie durch den Federantrieb der Zug- und Druckbiegefeder 8 aufgebracht. Die Bewegung wird aber durch den Elektromotor 32 eingeleitet.

Solange der Elektromotor 32 nicht in Betrieb ist, wird die entsprechende Litze 4 durch den oberen bzw. durch den unteren Anschlagmagnet 26 in der oberen bzw. in der unteren Endposition - die der Hochfachstellung bzw. der Tieffachstellung der Kettfäden eines Webfaches entsprechen - festgehalten. Dies wird dadurch erreicht, dass die als Permanentmagnete ausgebildeten Anschlagmagnete 26 eine grossere Haltekraft 102 aufweisen, als die Rückstellkraft der Zug- und Druckbiegefeder 8 bei der Auslenkung an den Endpositionen. Es sollte darauf hingewiesen werden, dass die Haltekraft der Anschlagmagnete 26 kurzreichwei- tig ist und daher nur in der Nähe der Hebel 28 und damit nur in oder in der Nähe der jeweiligen Endposition überhaupt relevant ist.

Um nun die Litzen 4 in Bewegung zu setzen, um also eine Bewegung von der o- beren in die untere Endposition oder von der unteren in die obere Endposition einzuleiten, werden die entsprechenden Spulen 6 mit Spannung versorgt und so wird der Elektromotor 32 in Betrieb gesetzt. Die Summe der Wirkkräfte 104 des Elektromotors und der Federkraft 100 der Zug- und Druckbiegefeder 8 im ausge-

lenkten Zustand, also in einer der Endpositionen, ist grösser als die Haltekraft 102 der entsprechenden Anschlagmagnete 26.

Wenn nun die Haltekraft der Anschlagmagnete 26 überwunden ist, wird die Be- wegung der Litze über die entsprechende Schub- und Zugstange 30 überwiegend durch die Federkraft der Zug- und Druckbiegefeder 8 bewirkt, der Elektromotor 32 fährt diese Bewegung mit, ohne wesentlich dazu beizutragen. Wenn die andere Endposition erreicht ist, wenn also z.B. der Hebel 28 in die Wirkreichweite des unteren Anschlagmagneten 26 gelangt, dann ist die neue Endposition erreicht und die Zug- und Druckbiegefeder 8 bleibt ausgelenkt, da die Kraft des Permanentmagnets 26 in dieser Stellung grösser ist als die Rückstell kraft der Zug- und Druckbiegefeder 8 und der Elektromotor 32 letztere nicht unterstützt.

Im hier gezeigten Ausführungsbeispiei wird die Zug- und Druckbiegefeder 8 im linearen Bereich betrieben, so dass das Federkraftdiagramm 100 mit einer Geraden dargestellt werden kann. Die Federkraft wird von der Kettfadenkraft 106 nur unwesentlich unterstützt, so dass die Kettfadenkraft 106 hier keine Rolle spielt. Das Anschlagmagnetdiagramm 102 zeigt deutlich die kurze Reichweite der Magnetkräfte, die nur wirken, wenn sich die Hebel 28 in unmittelbarer Nähe zu den Anschlagmagneten 26 befinden und eine Endposition eingenommen ist. Das Spu- lenkräftediagramm 104 des Elektromotors 32 weist in der hier beschriebenen Betriebsart eine konstante Kraft auf, die je nach Polung in die eine oder die andere Richtung weisen kann.

Im den hier beschriebenen Ausführungsbeispielen ist der Elektromotor 32 so ausgebildet, dass neben der oberen Position und der unteren Position eine mittlere Position der Litze 4 eingenommen werden und die Litze 4 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 Zug- und Druckbiegefeder 8 keine Kraft auf die Schub- und Zugstange 30 und die entsprechende Litze 4 ausübt. Die Steuerung der Litze 4 erfolgt ausschliesslich mittels des Elektromotors 32, der hierzu in nicht näher dargestellter Weise mit einer Steuereinheit einer Webmaschine verbunden ist.

In Figur 4 und in Figur 5 ist eine Vorrichtung zum Antrieb der Litzen einer Textil- webmaschine mit Einzellitzenbewegung in Seitenansicht gemäss einem zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt.

In diesem Ausführungsbeispiel dienen Drahtseile 24 als Zugelemente. Die Drahtseile 24 sind mit den Litzen 4 auf herkömmliche Weise - beispielsweise mittels Kupplungen - verbunden und weisen eine jeweils eine - zu dem Nachbarseil - unterschiedliche Länge auf. Dadurch können die Antriebselemente wiederum Staffel- bzw. registerartig angeordnet werden. Die Staffel- oder registerartige Anordnung ist auch hier in doppelter Art derart vorgesehen, dass die linke Hälfte der Drahtseile 4 einem oberen Register von einem ebenfalls als Schwenkmotor ausgebildeten Elektromotoren 32 und den diesen zugeordneten Elementen zugeordnet ist, während die rechte Hälfte der Drahtseile 24 einem unteren Register von Elektromotoren 32 und den diesen zugeordneten Elementen zugeordnet ist. Die Enden der Drahtseile 24 sind dabei ebenfalls an einem Wirkhebel 28 befestigt, der mit einem Elektromotor 32 wirkverbunden ist. Der Elektromotor ist grundsätzlich gleich aufgebaut wie im ersten Ausführungsbeispiel.

In diesem Ausführungsbeispiel sind die Litzen 4 auf der dem Elektromotor abgewandten Seite durch jeweils eine Zugfeder 12 in Tieffachstellung vorgespannt. Die Federkraft entgegen der Zugfeder 12 wird in diesem Ausführungsbeispiel durch Biegefedern 10 bewirkt, die am Elektromotor 32 angeordnet sind. In diesem Fall heben sich die Kräfte der Zugfeder 12 und der Biegefeder 10 in einer Mittelstellung der Spulen 6 auf. Zwei Anschlagmagnete 26 sind wiederum so angeordnet, dass sie für die beiden Endstellungen "Hochfach" und Tieffach" Haltemittel ausbilden. Ansonsten sind die Verhältnisse gleich bzw. entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel.

In Figur 6 und in Figur 7 ist eine Vorrichtung zum Antrieb der Litzen einer Textil- webmaschine mit Einzellitzenbewegung in Seitenansicht gemäss einem dritten Ausführungsbeispiel dargestellt.

In diesem Ausführungsbeispiel dienen die Drahtseile 24 ebenfalls als Zugelemente für die Litzen. Die Drahtseile 24 weisen wiederum jeweils eine - zu dem Nachbarseil - unterschiedliche Länge auf. Dadurch können die Antriebselemente wiederum Staffel- bzw. registerartig angeordnet werden. Die Staffel- oder registerar- tige Anordnung ist auch hier aber in einfacher Art vorgesehen.

Die Enden der Drahtseile 24 sind um eine Achse an einem schwenkbaren Wirkhebel 22 befestigt, der mit einem Elektromotor 34 wirkverbunden ist.

Der Unterschied zum zweiten Ausführungsbeispiel ist hier insbesondere, dass die die Seilumlenkung nicht durch Umlenkrollen, sondern durch einen um die Achse schwenkbaren Wirkhebel 22 ausgebildet ist, der mittels einer mit dem Elektromotor 34 gekoppelt ist. Der Elektromotor 34 ist hier als Linearmotor ausgebildet. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Drahtseile 24 durch zwei Zugfedern 12 so vorgespannt, dass bei beiden Endstellungen "Hochfach" bzw. Tieffach" jeweils die Federkraft einer Zugfeder 12 wirkt. In diesem Fall heben sich die Kräfte der Zugfedern 12 in einer Mittelstellung der Spulen 6 des Elektromotors 34auf. Zwei Anschlagmagnete 26 sind wiederum so angeordnet, dass sie für die beiden Endstellungen "Hochfach" und Tieffach" Haltemittel ausbilden. Ansonsten sind die Ver- hältnisse gleich bzw. entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel.

Es sollte zur Klarheit betont werden, dass bei der Beschreibung der Erfindung und insbesondere bei der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele zwischen den Litzen 4 und den Kraftübertragungselementen 24 bzw. 30 unter- schieden wurde. Die Schub- und Druckstangen 30 können aber auch durchgehend sein und damit die Litzen mit ausbilden. Weiterhin können auch die Seile 24 ösen zum Durchführen der Kettfäden aufweisen und damit gleichzeitig die Litzen ausbilden.

Bezuqszeichenliste

2 Kettfäden

3 Fadenauge

4 Litzen mit Fadenauge

5 6 Spule

8 Zug- und Druckbiegefeder

10 Druckbiegefeder

12 Zugfeder

14 Umlenkrolle

10 16 Dauermagnetplatte

18 Grundplatte

19 Achse

20 Spulenträger

22 Seilumlenkung mit Untersetzung auf Linearantrieb

15 24 Drahtseil, Zugelement

26 Anschlagmagnete

28 Hebel

30 Schub- und Zugstangen

32 Elektromotor, Drehmotor 0 34 Elektromotor, Linearmotor

36 Kupplung

100 Federkraftdiagramm

102 Anschlagmagnetdiagramm

104 Spulenkraftdiagramm5 106 Kettfadendiagramm