| EP0206480A1 | 1986-12-30 | |||
| DE3044829A1 | 1982-07-01 | |||
| EP0235318A1 | 1987-09-09 | |||
| EP0079843A1 | 1983-05-25 |
| 1. | Steuervorrichtung für Textilmaschine, insbesondere für Schaftmaschine, bestehend aus einem Magnetjoch (1) und einem Magnetjoch (2) mit den ausgebildeten Polschuhflächen PA P P^P^ und dazwischen angeordneten, in vorbestimmter Richtung polari¬ sierter Dauermagnete (3) dadurch gekenn zeichnet, dass die Dauermagnete (3) mit gleichen Magnetpolen auf die Koppelflächen K KΛldes Magnetjoch (1) und K^ ^ deε Magnetjoch (2) gerichtet sind und dass eine oder mehrere umpolarisierbare Elektromagnet¬ spulen (4) zwischen den Magne jochen einen zwischen zwei End¬ stellungen beweglichen Anker (5,50) umschliessen und dass der Anker (5» 50) so ausgebildet ist, dass er an den Polschuhflachen P^und Pι durch den dauermagnetischen Fluss$Min einer Endstel¬ lung solange festgehalten wird bis ein stromgerichteter Steuer¬ impuls in der Spule (4) ein elektromagnetischer Erregerfluss ^ε im Anker (5, 50) erzeugt der dem dauermagnetischen Fluss <JM ent¬ gegengerichtet ist die Flussdifferenz^, εe tsteh , während an den Polschuhflächen E^P, der Fluss ^bestehen bleibt, εodass durch den grösseren FlussφHim Vergleich zuigMφEder Anker (5, 50) von der stabilen Kontaktεtellung mit Pn und ?21 in die stabile KontaktStellung mit PΛ1und 2 gebracht wird, somit ein bistabileε Schaltverhalten beεitzt und dass die Bewegung des Ankers (5, 50) und die Halte¬ kräfte zwischen P^Bj^ nd P B» durch entsprechende Gestaltung des Ankers (5, 50) innerhalb oder ausserhalb der Steuervorrichtung zur Steuerung mechanischer Vorgänge genutzt werden kann. |
| 2. | Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenntzeichnet, dass der Dauermagnet (33) auf der Koppelfläche K^ am Magne joch (1) aufliegt und zur Koppelfläche α am Magnetjoch (2) einen Luft εpalt 1> hat, der Dauermagnet (34) an der Koppelfläche ^a Magne och (2) aufliegt und zur Koppelfläche K 1am Magne och (1) einen Luftspalt z hat, der dauermagne ische Fluss in der Stel¬ lung des Ankers (5) mit Kontakt an den Polschuhflachen P TZ2 eine grosse Haftkraft AnkerJoch erzeugt und in der Stellung des An¬ kers (5) mit Kontakt an den Polschuhflächen P P2 eine kleine Haftkraft AnkerJoch erzeugt, der Anker (5) immer in der Stellung mit der grossen Haftkraft verbleibt und bei einschalten eines Spulenstroms in der Spule (4) ein dem dauermagnetischen Fluss entgegengerichteter elektromagnetischer Erregerfluss entsteht, sodass der Anker (5) die entgegengesetzte Stellung einnimmt bis der Spulenstrom abgeschaltet wird und dadurch der Erregerfluss wegfält, worauf der Anker (5) in die Stellung mit der grossen Haftkraft zurück fährt, somit ein monostabiles Schaltverhalten besitzt. |
| 3. | Steuervorrichtung nach Anspruch 1, inder der Anker (5) linear verschiebbar im Spulenkörper (4) gelagert ist, oder ausser¬ halb dem Spulenkörper (4) geführt ist. |
| 4. | Steuervorrichtung nach Anspruch 1, in der der Anker (50) um einen Drehpunkt (51) εchwekbar ist. |
| 5. | Steuervorrichtung nach Anspruch 1, mit verstellbaren An¬ schlägen (6, 7) für die Beeinflussung des magnetischen Flusses durch die wählbare Distanz D und Dτ zwischen Anker (5) und Pol¬ schuhflächen P,Pzαund P^P^ um das Schaltverhalten des Magnet¬ systems zu ändern. |
| 6. | Steuervorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Anker (52) im Spulenkörper (53) fixiert ist und der Spulenkörper (53) mit dem Anker (52) um den Drehpunkt (54) schwenkbar ist. |
| 7. | Steuervorrichtung nach Anspruch 1, mit Anker (50) ausge¬ bildet als Haltehaken (55). |
Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung gemäss dem Ober¬ begriff des Anspruchs 1.
In modernen Schaftmaschinen wird das Webmuster in Form elek¬ trischer Signale in mechanische Steuerbefehle umgesetzt. Die Schnittstelle zwischen Elektronik und Mechanik soll möglichst wenige Elemente enthalten und bei hoher Schaltfrequenz eine lange Lebensdauer erreichen.
Bekannte Steuervorrichtungen (zum Beispiel französisches Pa¬ tent FR 81 21 106) verwenden eine kurvengetriebene Mechanik die den Elektromagnetanker an das Kagnetjoch führen für die Selektion JA/NEIN des Steuerbefehls wobei der Elektromagnet die Haltekraft für den unter Federkraft stehenden Magnetanker auf- . bringen uss. Solche Steuersysteme enthalten neben der kurven¬ getriebenen Mechanik für die Magnetankerbewegung und den Elektromagneten Zug- und/oder Druckfedern weitere mechanische Elemente wie Klinken, Hebel mit entsprechenden Gleitflächen, die zur mechanischen Kraftvers ärkung notwendig sind. Soll der Elektromagnet den Magnetanker für seine Steuerfunktion ohne mechanische Hilfe anziehen, muss dieser Magnet eine ent¬ sprechende Leistung aufbringen, wird dadurch in baulicher als auch in elektrischer Dimension gross wodurch die Schaltzeit wegen der grossen Masse des Ankers länger wird was die Leistung der Schaftmaschine beeinträchtigt. Die aufgezählten mechan¬ ischen Teile unterliegen dem Verschleiss, sind Ursache von Lärm und Vibrationen und vermindern die störungsfreie Funktion über eine lange Betriebsdauer der Schaftmaschine.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vielzahl der für die Steuerung einer Schaftmaschine notwendigen Teile zu ver¬ mindern, die Servicefreundlichkeit zu erhöhen und einen ru¬ higen Lauf selbst bei hohen Drehzahlen zu erreichen.
Diese Aufgabe wird erfindungs emäss dadurch gelöst, dass eine gezielte Kombination von Hochleistungsdauermagnete und Elektro- magnete und eine entsprechend gewählte Ivagnetankerfor für das Erreichen des notwendigen Arbeitsvermögen zur Steuerung von
mechanischen Schaltvorgängen mit einem Minimum Mechanik, ge¬ nutzt wird, wie im Anspruch 1 beschrieben. Die mit der Er¬ findung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass mit sehr kurzen elektrischen Steuerimpulse in der Magnetspule eine Lageänderung des Llagnetankers erreicht wird wobei während dem Stellungswechsel des Magnetankers ein Kraftimpuls von hoher Intensität ensteht und dieser Kraftimpuls zur direkten Steuerung der Schaftmaschine genutzt wird und der Magnetanker in jeder Endstellung ohne zuführen von elektrischer Energie, durch Ausnutzung des dauermagnetischen Flusses der Dauermag¬ nete, festgehalten wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und v/erden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 Steuervorrichtung für Schaftmaschine,
Fig. 2 Steuervorrichtung mit eingezeichneten dauermagnetischen Fluss,
Fig. 3 Steuervorrichtung mit eingezeichneten dauermagnetischen Fluss und elektromagnetischen Erregerfluss,
Fig. 4 Steuervorrichtung mit verschobenen Anker (gegenüber Fig. 2) und eingezeichneten dauermagnetischen Fluss,
Fig. 5 Steuervorrichtung mit asymmetrisch angeordneten Dauer¬ magnete,
Fig. 6 Steuervorrichtung mit verstellbaren Anschlägen,
Fig. 7 Steuervorrichtung mit Kippanker,
Fig. 8 Steuervorrichtung mit stillstehendem Anker und be¬ weglichen Magnetjoch,
Fig. 9 Steuervorrichtung mit Spule auf Kippanker.
Eine Anwendungsmöglichkeit der Steuervorrichtung in einer Schaftmaschine ist in Figur 1 dargestellt. In einer Schaft ¬ maschine, die nicht Gegenstand der Erfindung ist, wird der Schaft 20 mittels Feder 21 in eine Endlage, zum Beispiel Tieffach, gezogen. Der Schaft 20 ist durch Zugkabel 22 mit dem schwenkbaren Hebel 23 verbunden der eine schwenkbare
Balance 24 trägt, an deren gegenüberliegenden Enden je ein schwenkbarer Haken 25 » 26 angeordnet ist. Eine mit dem Web¬ maschinenzyklus synchron schwenkende Yt ' ippe 27 bewegt die Balance 24 mit dem Haken 25, 26 in den Bereich der Halte¬ haken 55 » 56 der Steuervorrichtung 57. Muss der Schaft 20 ustergemäss von der Tieffachstellung in die Hochfachstellung gebracht werden wird der Haltehaken 6 durch einen Steuer¬ impuls von der elektronischen MusterSteuerung mittels der Steuervorrichtung 57 zum Haken 26 geführt wodurch eine form¬ schlüssige Verbindung zur feststehenden Steuervorrichtung 57 entsteht. Die Wippe 27 schwenkt nun in die andere Grundstel¬ lung wobei der Haltehaken 56 den Haken 25 festhält, während der Haken 26 zum Kaltehaken 55 von der ύippe 27 gestossen wird. Der Hebel 23 erfährt eine Rchwenkbewegung und zieht den Schaft 20 mittels Zugkabel 22 in die Hochfachstellung. Muss der Schaft 20 mustergemäss wieder ins Tieffach zurück, erfährt der Haltehaken 55 keine Lageänderung, der Haken 26 wird nicht festgehalten. Muss der Schaft 20 mustergemäss im Hochfach bleiben wird der Haltehaken 55 zum Haken 26 geführt wodurch eine formschlüssige Verbindung zur feststehenden Steuervorrichtung 57 ensteht.
Die grundsätzliche Funktionsweise der Steuervorrichtung ist aus iigur 2 bis 4 ersichtlich.In einem bistabilen iagnet- system bestehend aus dem lύagnetjoch 1 und 2, der Spule 4 und den polarisierten Dauermagneten 3 ist ein beweglicher Anker 5 so ausgebildet, dass er gleichzeitig an den Polschuhflächen , und _? anliegt, sodass der dauermagnetische Fluss ^ den Anker 5 in dieser Stellung festhält.
Wird steuerungεmässig eine Stellungsänderung des Ankers 5 ver¬ langt, wird ein εtromgerichteter Steuerimpuls in die Spule 4 geleitet der ein elektromagnetischer Erregerfluss $_ im Anker 5 erzeugt der dem dauermagnetischen Fluss 3> entgegengerichtet ist (Fig. 3). An den Polschuhflächen und ?, α entsteht dadurch die Flussdifferenz£-$ während an den Polschuhflächen P und P α der Fluss ^ bestehen bleibt (Fig. 3). Dieser gröεsere Fluss <£ M im Vergleich zu Fluss^-^bringt den Anker 5 von der stabilen Kontaktsteilung mit P ,P αl in die stabile Kontaktεtellung P^ » P 2 ( ' ig. 4). Der Anker 5 bleibt an den Polschuhen -t^Pz haften
durch den dauermagnetischen Fluss^ H , ohne dasε ein Strom in der Spule 4 fHessen muss.
Wird beim nachfolgenden aschinentakt steuerungsmässig wieder eine Stellungsänderung des Ankers 5 verlangt, wird ein strom¬ gerichteter Steuerimpuls in die Spule 4 geleitet der ein elektromagnetischer Fluss in der Spule 4 erzeugt der ent¬ gegengesetzt dem dauermagnetischen Fluss$ gerichtet ist, wor- auf der in ' Figur 2 dargestellte Zustand sich wieder einstellt.
Es ist möglich das Schaltverhalten der Steuervorrichtung zu beeinflussen indem mittels verstellbaren Anschlägen 6, 7 wie in Figur 6 dargestellt, die Anker-Endlage zu den Polschuh¬ flächen P 1 ,P j -, und P^ P i verändert wird. Ein grösserer Ab¬ stand D ή nd D z deε Ankers 5 von den Polschuhflächen P,P αι und ,P^ bewirkt bei gleicher Stromstärke in der Spule 4 eine kür¬ zere Bewegungszeit des Ankers 5 von einer Endlage in die andere.
Es kann vorteilhaft sein den Anker in Form und Funktion als Kippanker 50 auszuführen. In der Figur 7 dargestellten Aus¬ führung ist der Kippanker 50 im Spulenkörper 56 gelagert mit dem Drehpunkt 51.
Eine andere Drehlagerposition für den Kippanker 52 zeigt Fig. 9 wo der Drehpunkt 54 in einem Magnet och 57 angeordnet ist. Der kippanker kann zur Vereinfachung von Funktionsabläufen ausserhalb der Steuervorrichtung, zum Beispiel als Haltehaken 55 Figur 1 und 7, gestaltet sein.
Für bestimmte Anwendungen der Steuervorrichtung kann es von Vorteil sein, wenn der Kippanker 52 fest im Spulenkörper 53 ist und der Spulenkörper 53 mit dem Anker 52 schwenkt Fig. 9.
Die Figur 8 zeigt eine Ausführung wo der Anker 45 als auch die Spule 44 feststehend sind und die Magnet oche 42, 43 die Steuer¬ bewegung ausführen, die zum Beispiel durch das Zahnsegment 41 an andere Elemente übertragen werden kann.
Durch Anordnung der Dauermagnete 33, 34 mit einseitigen Luft¬ spalt L und L z gegenüber der Koppelflächen K^nd K z erreicht man ein monostabiles Schaltverhalten der Steuervorrichtung, wie in Figur 5 dargestellt. Der Anker 5 wird im stromlosen Zustand der Spule 4 an die Polschuhflächen P^ , Z gezogen. Wird im Anker 5 ein elektromagnetischer Erregerfluss erzeugt der dem dauermagnetischen Fluss entgegengesetzt ist, bewegt sich der Anker 5 zu den Polschuhflächen P/ l P 2 ^ d bleibt in dieser Stel¬ lung bis der Strom von der Spule abgeschaltet wird, worauf der Anker 5 wieder in seine Ausgangsposition zurückkehrt mit Kon¬ takt an den Polschuhflächen P, f P . Diese automatische Rück¬ stellung des Ankers 5 ohne Federkraft, und festhalten in der Ausgangsposition durch die dauermägnetischen Kräfte können zu grossen Vorteilen im Funktionsablauf als auch zu einfachen Lösungswegen in der elektronischen Steuerung führen.