Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur individuellen Betätigung von mindestens einen ferromagnetischen Teil aufweisenden Wirkelementen durch elektrische Impulse von einer elektronischen Mustereinrichtung einer Strickmaschine.
Als individuell betätigte Wirkelemente werden hierbei Nadeln, Platinen, Federn, mechanische Systeme, Heber, Farbentauscher und dergleichen verstanden, welche Elemente für musterbildende Arbeitsoperationen an Strickmaschinen, insbesondere an Rundstrickmaschinen, verwendet werden.
Als elektrische und magnetische Mittel werden ferner verschiedene Systeme magnetischer Kreise aus Weicheisen mit elektrischen Spulen, gegebenenfalls kombinierte Kreise aus Weich eisen, Permanentmagneten und elektrischen Spulen verstanden, bei welchen auf Stromimpulse hin ein Magnetfeld und somit auch dessen Kräftewirkung auf das Wirkelement bzw. auf dessen ferromagnetischen Teil geändert wird. Hierbei bildet das betreffende Wirkelement in einer bestimmten Stellung und zu einer bestimmten Zeit einen Teil des Magnetkreises bzw. mehrerer Kreise elektrischer und magnetischer Steuerungsmittel.
Das Funktionsprinzip solcher bekannten Einrichtungen besteht darin, dass von den in der elektronischen Steuereinrichtung gespeicherten Muster-Informationen je nach Geschwindigkeit der Arbeitsbewegung der Wirkmaschine, elektrische Stromimpulse zu den elektrischen und magnetischen Steuermitteln geführt werden, wo deren Magnetzustand ge ändert wird. Hierdurch werden Kräfteänderungen hervorgerufen, die auf das Wirkelement bzw. auf dessen ferromagnetischen Teil einwirken.
Neuere bekannte Lösungen unterscheiden sich von den vorangehenden in der Art der Benützung elektrischer und magnetischer Steuerungsmittel und deren Ausführungsformen. Bekannt geworden ist beispielsweise ein selbständiger Elektromagnet mit Weicheisenkern und einer den Kern umgebenden Spule, welcher Magnet bei seiner Erregung den ferromagnetischen Teil des Wirkelementes anzieht und hält.
Bekannt wurde auch ein elektromagnetisches Wählersystem, bestehend aus einem Permanentmagneten mit Polschuhen aus Weicheisen, die von der Spule umschlossen ist. Bei der Spulenerregung wird hier das Magnetfeld im spulenumschlossenen Teil des Polschuhs geschwächt, umgekehrt oder kompensiert, wodurch die Lage des ferromagnetischen Teiles des Wirkelementes, welches betätigt werden soll, beeinflusst wird.
Bei einem anderen System ist ein polarisierter Elektromagnet mit einer am mittleren Polschuh gelagerten Erregerwicklung und mit zwei an den seitlichen Polschuhen gelagerten Wicklungen vorgesehen, die eine Nut bilden, durch welche der ferromagnetische Teil der Wirkelemente hindurchgeht.
Im weiteren ist ein durch einen Elektromagnet und einen direkt an dem gesteuerten Wirkelement gelagerten Permanentmagnet gebildetes System bekannt, bei welchem durch Stromzuführung zur Spule die Lage des beweglichen Permanentmagneten und somit auch des gesteuerten Teiles des Wirkelementes beeinflusst wird.
Diese Ausführungen haben einige Nachteile. Ein Nachteil der elektrischen und magnetischen Steuermittel beim erstgenannten System ist, dass in der konstruktiven und in der Funktionsverbindung mit dem ferromagnetischen Teil des Wirkelementes in einer sehr kurzen Zeit eine grosse Masse bewegt werden muss. Nachteilig bei der zweitgenannten Einrichtung ist, dass die Schwächung des Magnetfeldes direkt in den Polschuhen das Magnetfeld der Spule zum Schliessen über den Permanentmagneten zwingt, wodurch die Gefahr dessen Entmagnetisierung droht. In Verbindung mit feinen Federn wird hier zwar eine hohe Entscheidungsgeschwindigkeiten erzielt, jedoch wirkt sich hier bereits der geringste Verschleiss ungünstig aus.
Bei den letztgenannten Einrichtungen sind hingegen polarisierte Impulse für die Spulenwicklung notwendig, was höhere Ansprüche an den elektronischen Teil der Wirkmaschine stellt.
Die vorliegende Erfindung bezweckt nun die Nachteile der bekannten Einrichtungen der vorgenannten Art zu vermeiden, was erfindungsgemäss erreicht wird durch mindestens eine elektromagnetische Wähleinheit, welche eine durch einen Permanentmagneten mit Polschuhen gebildete permanentmagnetische und eine durch einen Elektromagneten mit einer an die Mustereinrichtung angeschlossenen Spule gebildete elektromagnetische Einheit umfasst, wobei diese Einheiten zwei im wesentlichen selbständige Magnetkreise bilden, deren Magnerflüsse sich im Querschnitt des betreffenden Wirkelementes überlagern mit einer Eintrittsrichtung wenigstens angenähert senkrecht zueinander, wenn das Wirkelement unter der Wirkung der Rückstellkraft steht, die gegen die Kraftwirkung der permanentmagnetischen Einheit gerichtet ist.
Durch diese Massnahmen kann nun verhindert werden, dass sich das Magnetfeld des einen Kreises mit dem Elektromagnet über den zweiten Kreis mit dem Permanentmagnet schliesst, wodurch somit keine unmittelbare Beeinflussung des Arbeitspunktes des Permanentmagneten durch das Feld des Elektromagneten eintreten kann, womit auch keine Entmagnetisierung und somit ein Herabsetzen der Kraftwirkung des Permanentmagneten erfolgen kann. Durch diese Massnahme, dass das Magnetfeld des Elektromagneten nicht über den Raum des Permanentmagneten geführt wird, wie dies bei den bisher bekannten Einrichtungen der Fall ist, lässt sich die Magnetspnannung reduzieren.
Da zudem nun das Magnetfeld nur über das Wirkelement und die Luftspilte zwischen Elektromagnet und Wirkelement geführt werden kann, lassen sich die energetischen Werte der Elektromagnetimpulse klein halten, was sich günstig in der Einfachheit der Elektronik und am geringen Verbrauch von elektrischer Energie auswirkt.
Wenn der ferromagnetische Teil des zu bewegenden Wirkelementes mit einem geeigneten Ausschnitt gegenüber dem Spalt zwischen den Polschuhen versehen wird, welcher durch den Querschnitt definiert wird, in welchem beide Magnetfelder zusammenstossen, so wird durch die Tiefe dieses Ausschnittes der Magnetfluss von der Oberfläche des Permanentmagneten geeignet abgelenkt, so dass es zur Ausführung der Wahl genügt, wenn das Feld des Permanentmagneten durch das Feld des Elektromagneten nur in diesem Querschnitt herausgedrückt wird, wozu kleine energetische Impulse ausreichen.
Das Magnetfeld des Elektromagneten kann in den Ferromagnetischen Teil des Wirkelementes im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung des Wrikelementes von der Polschuhoberfläche des Permanentmagneten eintreten, wodurch das Feld des Permanentmagneten aus dem entsprechend gewählten Querschnitt des Wirkelementes herausgedrückt wird und auch die Kräftewirkung des Feldes des Permanentmagneten auf das Wirkelement geschwächt wird, wobei das Feld des Elektromagneten infolge der genannten Eintrittsrichtung in das Wirkelemente keine Abbremsung der Bewegung des betätigten Elementes von der Polschuhoberfläche des Permanentmagneten bewirken kann.
Bei geeigneter Wahl der Abmessung des vom Magnetfeld durchsetzten Bereiches des Wirkelementes und der Jochenden des Elektromagneten kann gleichzeitig eine Schwächung der Kräftewirkung des Magnetfeldes des Permanentmagneten und die Entstehung der Kraftwirkung des Magnetfeldes des Elektromagneten auf das Wirkelement zu dessen Lösung von der Polschuhoberfläche des Permanentmagneten gegebenenfalls mit der Wirkung der Direktivkraft addiert werden, so dass das Ergebnis eine hohe Geschwindigkeit der Bewegung des Wirk elementes in Richtung von der Polschuhoberfläche des Permanentmagneten ist, wodurch auch eine Voraussetzung für die hohe Arbeitsgeschwindigkeit der Strick- bzw. Wirkmaschine geschaffen wird.
Beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. la eine Betätigungseinrichtung mit einem Permanentmagneten mit Polschuhen und zu betätigende Platine, wobei der Verlauf des Magnetflusses durch einzelne Teile der Einrichtung dargestellt ist;
wobei hier die Magnetflüsse bei verschiedener Körperorientierung eines nicht dargestellten in bezug auf den Permanentmagneten angedeutet sind,
Fig. 1b im Aufriss und im teilweisen Schnitt die Anordnung eines Permanentmagneten und eines Elektromagenten an einer Seite der Platine,
Fig. 2 die Anordnung zweier Einrichtungen gemäss Fig. 1 hintereinander am Umfang einer Strickmaschine im Grundriss,
Fig. 3 einen vergrösserten Aufriss der Einrichtung mit einer Darstellung der Magnetflüsse über die zu betätigende Platine, sowie mit einem Kräftediagramm in Zusammenhang mit der räumlichen Anordnung der Einrichtung, wobei Pe die Kraftwirkung des Elektromagneten auf den zu steuernden Teil und Pa und Pt deren Komponenten bedeuten,
Fig. 3a eine Ausführungsvariante der Einrichtung,
Fig.
4 im Aufriss eine Ausführungsform der Einrichtung, bei welcher der Permanentmagnet samt den Polschuhen sowie der Elektromagnet an den gegenüberliegenden Seiten des Wirkelementes angeordnet sind und
Fig. 5 einen Grundriss der Anordnung gemäss Fig. 4, mit zwei Wahlstellen an einem Wirksystem, wobei jede Nadel und der Permanentmagnet mit den Polschuhen am beweglichen Teil der Strickmaschine angeordnet sind.
Die Betätigungseinrichtung besteht aus einem mit Polschuhen 1 versehenen Permanentmagneten 2, wobei sich zwischen den freien Enden der Polschuhe ein Luftspalt befin det; ferner aus einem Elektromagneten 3 gebildet durch ein Joch und eine Spule 4. Als Bestandteil der Einrichtung muss bezüglich der Funktion auch ein Wirkelement bzw. dessen ferromagnetischer Teil 6 in Betracht gezogen werden, welcher Teil bei der Funktion der Einrichtung beherrscht bzw. gesteuert werden soll. Der beherrschte ferromagnetische Teil 6 des Wirkelementes ist derart angeordnet, dass über diesem die Magnetkreise des Permanentmagneten und des Elektromagneten geschlossen werden.
Der Elektromagnet 3 kann in bezug auf den Permanentmagneten 2 samt den Polschuhen entweder derart orientiert werden, dass dessen Magnetfluss E, in den beherrschten ferromagnetischen Teil 6 in senkrechter Richtung eintritt, und zwar senkrecht zur Richtung des Magnetflusses Q > M des Permanentmagneten 2 (Fig. la und 3), oder er kann in bezug auf den Permanentmagneten 2 derart orientiert sein, dass dessen Magnetfluss ÇE2 in den beherrschten Teil 6 in Horizontalrichtung eintritt, jedoch wieder senkrecht zur Richtung des Magnetflusses çM des Permanentmagneten 2.
Was die gegenseitige Einstellung des Permanentmagneten 2 in bezug auf die Polschuhe 1, des Elektromagneten 3 und den beherrschten ferromagnetischen Teil 6 des Wirkelementes anbelangt, ist eine Ausführungsform gemäss Fig. 1b bzw. 2 möglich, wo sowohl der Permanentmagnet 2 samt den Polschuhen 1 als auch der Elektromagnet 3 in bezug auf den Teil 6 an einer dessen Seiten angeordnet sind. Auch die Ausführungsformen gemäss Fig. 4 bzw. 5 sind möglich, bei denen der Permanentmagnet 13 samit den Polschuhen 12 an der seinen Seite des beherrschten ferromagnetischen Teiles 11 und der Elektromagnet 15 an der gegenüberliegenden Seite des be herrschten ferromagnetischen Teiles 11 angeordnet sind, so dass sich letzterer zwischen den beiden Magnetkreisen befindet, die über dessen Querschnitt geschlossen werden.
Ein wichtiger Teil der Einrichtung sind auch die Distanzeinlagen 17, 19 ;nd 30, die aus hartem Material, z. B. Saphir, hergestellt werden. Diese Einlagen haben den Zweck, die Luftspalte zwischen den einzelnen Magnetkreisen und dem beherrschten ferromagnetischen Teil 8, 11 abzugrenzen, um ein direktes Verschieben des beherrschten ferromagnetischen Teiles, der in der Regel aus Stahl hergestellt ist, an den Flächen der aus Weicheisen bestehenden Polschuhe 1, 12 und somit eine schnelle Abnützung zu vermeiden; Ferner können die Einlagen in einer bestimmten Ausführungsform 30 (Fig. 3a) gleichzeitig die Aufgabe einer Führung für den beherrschten ferromagnetischen Teil 6 übernehmen, welcher eine Nut bzw. einen Ausschnitt 7 aufweist, in welchen dann der Führungsteil der Distanzeinlage 30 eingreift;
Der Ausschnitt 7 in dem gesteuerten ferromagnetischen Bestandteil 6 hat seine Bedeutung nicht nur als Führungselement, sondern hauptsächlich als ein Element, durch welches der Querschnitt des gesteuerten ferromagnetischen Teiles, in dem die Magnetflüsse beider Magnetkreise addiert werden, definiert ist.
Die Einrichtung gemäss den Fig. la bis 3a arbeitet wie folgt:
Durch eine Relativbewegung in Richtung S wird der ferromagnetische Teil 6 des Wirkelementes in den Nuten des Nadelzylinders durch den Keil 20 gegen die Oberfläche der Polschuhe 1 des Permanentmagneten 2 geführt, an welchen er durch die Kraft Pm angezogen wird. Das mechanische Heranführen des gesteuerten ferromagnetischen Teiles 6 an die Oberfläche der Polschuhe 1 bewirkt gleichzeitig däs Einstellen der Direktivkraft Pdir unter Voraussetzung der Benützung eines abgefederten gesteuerten ferromagnetischen Teiles 6, welche Direktivkraft auf den gesteuerten ferromagnetischen Teil gegen die Anzugskraft des Permanentmagneten Pm in Richtung der Entfernung des beherrschten Teiles von der Oberfläche der Polschuhe 1 des Permanentmagneten 2 eînwirkt.
Die Anzugskraft Pm ist grösser als die Direktivkraft Pdir und der gesteuerte ferromagnetische Teil 6 bleibt an die Polschuhe 1 angesogen. Nach dem Erreichen der Entscheidungsstelle bzw. der Wahl, welche in Fig. 2 mit dem Buchstaben A bezeichnet ist und unter der Voraussetzung, dass der Spule des Elektromagneten 3 ein elektrischer Impuls erteilt wird, wird im Elektromagneten 3 ein Magnetfeld erregt, welches durch die Jochenden des Elektromagneten dem gesteuerten Teil 6 zugeführt wird, wo in dessen Querschnitt, der durch den Ausschnitt 7 geeignet begrenzt wird, eine Änderung des Magnetfeldes derart bewirkt wird, dass das ursprüngliche Magnetfeld umgedreht, geschwächt, kompensiert oder aus diesem Querschnitt des gesteuerten ferromagnetischen Teiles 6 herausgedrückt wird, wodurch die Kraftwirkung des ursprünglichen Magnetfeldes des Permanentmagneten herabgesetzt bzw.
völlig beseitigt wird. Durch gleichzeitige Einwirkung der Kraft Pe des Elektromagneten auf den gesteuerten ferromagnetischen Teil 6, wird die Summe der Kräfte Pdir und Pe grösser als Pm, so däss der gesteuerte ferromagnetische Teil 6 des Wirkelementes von der Oberfläche des Permanentmagneten 2 bzw. dessen Polschuhen 1 abgerissen wird, was im weiteren Zeitverlauf für die Einstellung der Nadel, z. B. in die Schliesslage, ausgenützt wird.
Falls der elektrische Impuls an der Entscheidungsstelle A der- Spule des Elektromagneten 3 durch die elektronische Einrichtung nicht erfolgt, verbleibt der gesteuerte ferromagnetische Teil auch weiterhin an den Polschuhen des Permanentmagneten angezogen, was für die Einstellung der Nadel, z. B. für die Durchlauflage, ausgenützt wird.
Die Funktion der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsformen ist im wesentlichen gleich wie vorbeschrieben:
Die Ausführungsformen gemäss Fig. 4 und 5 unterscheiden sich durch die konstruktive Anordnung des Kreises des Permanentmagneten 13 an der gegenübliegenden Seite des gesteuerten ferromagnetischen Teiles 11 bezüglich des Magnetkreises des Elektromagneten 15, so dass sich der gesteuerte ferromagnetische Teil 11 zwischen den beiden Magnetkreisen befindet. Bei dieser Ausführungsform ist eine Relativbewegung des gesteuerten Teiles 11 in bezug auf die beiden Magnetkreise möglich, oder es ist auch eine Relativbewegung des gesteuerten ferromagnetischen Teiles 11 und des Kreises des Permanentmagneten 13 in bezug auf den Kreis des Elektromagneten 15 möglich, z.
B. bei einer Anordnung, wo der Kreis des Permanentmagneten 13 und der gesteuerte ferromagnetische Teil 11 am Nadelzylinder angeordnet sind, während sich der Elektromagnet 15 in den Schlossblöcken befindet.
Diese Ausführungsformen können am Umfang der Strickmaschine hintereinandergeschaltet werden, um dadurch in einem Wirksystem zwei Entscheidungsstellen zu erreichen.
Dann kann die in Fig. 2 mit A bezeichnete Stelle die erste Wahl darstellen, durch welche die erste Nadellage gewählt wird, beispielsweise die Schliesslage. Eine mit B bezeichnete Stelle kann dann die zweite Wahl darstellen, durch welche die zweite Nadellage, beispielsweise die Fanglage, bestimmt wird. Wenn an keiner der angeführten Stellen A und B eine Wahl stattfindet, so gelangt die Nadel in eine dritte Lage, beispielsweise Durchlauflage.