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Die
Erfindung betrifft eine Führungsstange für Jacquard-Webeinrichtungen
gemäß den Merkmalen
des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Solche
Führungsstangen,
auch Selektoren genannt, die in Jacquard-Webeinrichtungen nebeneinander
und übereinander
in großen
Stückzahlen
eingesetzt werden, sind beispielsweise in Der
DE 91 12 552 U1 ,
EP 0494044 A1 und
SK 277761 beschrieben worden.
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Bei
den Jacquard-Webeinrichtungen handelt es sich um eine fachbildende
Vorrichtung zum Abweben großgemusterter
Gewebe. Die Arbeitsweise der Jacquard-Webeinrichtungen beruht darauf,
dass jeder Kettfaden einzeln gehoben oder gesenkt werden kann, wodurch
der Musterungsvielfalt des zu webenden Gegenstandes praktisch keine
Grenzen gesetzt sind.
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Bei
den mittlerweile entwickelten Jacquard-Webeinrichtungen werden elektronische
Modularvorrichtungen mit Elektromagneten zur Steuerung des Hebens
und Senkens der einzelnen Fäden eingesetzt.
An den Führungsstangen
werden sogenannte Lamellen oder Platinen durch Messerbalken auf-
und abbewegt. An die Platinen werden Rollenzüge angehängt. An die freien Enden der
Rollenzugschnüre
werden Harnischschnüre
angehängt.
Diese Harnischschnüre
wiederum sind an die einzelnen Kettfäden gekoppelt. Wenn der Rollenzug
angehoben ist, wird der an diesem Rollenzug angehobene Kettfaden
aufgehoben. Um einen Kettfaden zu heben, muss eine Platine in seiner
oberen Stellung gehalten werden. Zum Verständnis für die Funktionsweise der Jacquard-Webeinrichtungen
wird auf die eingangs genannten Dokumente explizit zum Zwecke der
Offenbarung Bezug genommen.
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Bei
den bisher bekannten Jacquard-Webeinrichtungen sind auf einer computergesteuerten PC-Platte
eine Vielzahl von solchen Führungsstangen
mit integrierten Magnetsystemen zum Anziehen der Jacquard-Lamellen
angeordnet. Bei einem konkreten Ausführungsbeispiel sind 22 solcher
Führungsstangen
nebeneinander angeordnet. Die Platinen selbst sind ebenfalls hintereinander
angeordnet, so dass eine Jacquard-Webeinrichtung Hunderte von solchen
Führungsstangen
aufweist.
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Der
maximalen Packungsdichte sind durch die Bauhöhe der Führungsstangen Grenzen gesetzt. Dies
ist der Fall, weil in den Führungsstangen
jeweils ein Magnetsystem sitzt, das ausreichend groß dimensioniert
werden muss, um bei Bestromung der Spulenanordnung des Magnetsystems
für ein
sicheres magnetisches Anziehen der Jacquard-Lamellen zu sorgen.
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Bei
den bekannten Führungsstangen
von Jacquard-Webeinrichtungen werden, sofern die aus Blechmaterial
bestehende Lamelle selbst magnetisch angezogen werden soll (vergleiche
zum Beispiel
SK 277761 und
die
4 und
5 in
EP 0494044 A1 ) jeweils zwei
zueinander benachbart angeordnete Erregerspulen eingesetzt, die
zueinander in Reihe geschaltet sind. Diese beiden Erregerspulen sitzen
jeweils auf einem Eisenkern mit kreisrundem Querschnitt. Das Magnetsystem
wird komplettiert durch Abdecken der Stirnseiten der beiden Erregerspulen
mit Polblechen. Damit bei Bestromung der Erregerspulen eine ausreichend
hohe Magnetkraft zum Anziehen der Jacquard-Lamellen erzeugt wird
und die Haltekraft darüber
hinaus ebenfalls ausreichend hoch ist, musste bisher dieses bekannte
Magnetsystem eine ausreichende axiale Höhe aufweisen. Die Windungszahl
der beiden Erregerspulen lag beispielsweise bei 1420 und es musste
mit einem Strom von etwa 115 mA bestromt werden, um eine Haltekraft
von 0,42 N zu erzeugen. Die Bauhöhe
des Magnetsystems, das heißt
die axiale Länge
der Erregerspulen bzw. der Eisenkerne betrug hierbei etwa 13 mm.
Die maximale Packungsdichte der Führungsstangen zueinander war
somit vorgegeben.
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Aus
der
DE 41 16 164 A1 ist
eine Fachbildevorrichtung für
eine Textilmaschine bekannt, die zwei Hubmesser enthält, die
gegenläufig
auf- und abbewegt werden, zwei Zugorgane, die mit den Hubmessern
in und außer
Eingriff bringbar sind, eine Einlesevorrichtung mit einer keilförmigen Grundform
in der Laufbahn der Zugorgane, um die Zugorgane bezüglich der
Hubmesser in der Tieffachstellung zu verschwenken, wobei die Schrägflächen der
keilförmigen
Grundform den Zugorganen gegenüber
liegt, und zwei Führungseinrichtungen,
mittels welchen die Zugorgane gegenüber der Einlesevorrichtung
in einer definierten Luftspaltlage an der Basiskante des Elektromagneten
von maximal 1 mm geführt
ist, aufweist. Durch die dort offenbarte spezielle Lage und Aus-
und Einlesung der Zugorgane ab der Unterfachstellung ist es möglich, die
Leistung der verwendeten Elektromagneten stark zu verringern.
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Auch
dies kann allerdings die maximale Packungsdichte der Führungsstagen
nicht wesentlich reduzieren.
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Hier
setzt die vorliegende Erfindung an.
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Die
Erfindung hat das Ziel, die bekannten Führungsstangen von Jacquard-Webeinrichtungen so
weiterzubilden, dass diese einen geringeren Bauraum benötigen und
deshalb eine erhöhte
Packungsdichte erreicht werden kann.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Führungsstange
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Weiterbildungen
der Führungsstange
sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die
Führungsstange
nach der Erfindung beruht im Wesentlichen darauf, einem im Querschnitt länglichen,
quaderförmigen
oder mindestens annähernd
ovalen Eisenkern als Trägerkörper für die Erregerspule
vorzusehen. Um diesen mindestens annährend ovalen oder länglichen,
quaderförmigen
Trägerkörper ist
eine einzige Erregerspule gewickelt. Der Eisenkern und die Erregerspule
haben dabei eine axiale Bauhöhe,
die es erlaubt, dass die auf den sich gegenüberliegenden Außenflächen des
Eisenkerns befindlichen Polbleche mit ihren Deckenwandungen zueinander
in einem Abstand von < 13
mm befinden.
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Das
in die Führungsstange
integrierte, neuartige Elektromagnetsystem zeichnet sich im Vergleich
zu den bisher bekannten Elektromagnetsystemen mit zwei zueinander
beabstandeten Erregerspulen durch eine optimalere Feldverteilung
des bestromten Elektromagnetsystems aus. Dies liegt im Wesentlichen
daran, dass durch die Verwendung nur einer einzigen ovalen Erregerspule
die Feldlinien gleichmäßig um die
Spule herum verlaufen. Bei den beiden im Abstand befindlichen Erregerspulen
nach dem Stand der Technik war es dagegen so, dass sich im Zwischenraum
zwischen diesen beiden Spulen die Feldlinienkräfte gegenseitig aufgehoben
haben, so dass in der Mitte der beiden Spulen keine oder nahezu
keine Magnetkraft vorhanden war.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Eisenkern
und die auf den Eisenkern gewickelte Erregerspule insgesamt eine
Bauhöhe
von < 10 mm, vorzugsweise
7 oder 8 mm aufweisen, so dass sich die Deckenwandungen der an den beiden
Stirnseiten des Eisenkerns und der Erregerspule aufgesetzten Polbleche
ebenfalls in einem Abstand von < 10
mm befinden. Durch die niedrigere Bauhöhe des gesamten Elektromagnetsystems
ist sichergestellt, dass sich im Vergleich zu den bisher bekannten
Führungsstangen
eine Packungsdichtenerhöhung
von > 20 % erreichen
läßt.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Eisenkern
einteilig ausgebildet ist. Ein solcher einteiliger Eisenkern, der
eine ovale oder langgestreckte Quaderform aufweist, kann beispielsweise
aus dem Vollen gearbeitet werden.
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Eine
andere Möglichkeit
zur einteiligen Herstellung eines solchen Eisenkerns besteht in
der Sinterung bzw. in der neuartigen MIM-(Metal Injection Molding)-Technologie.
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Es
ist jedoch auch möglich,
den Eisenkern mehrteilig zu gestalten. Dies kann beispielsweise
dadurch geschehen, dass zwei oder mehrere, im Querschnitt kreisrunde
Metallstangenelemente nebeneinander gereiht werden. Es können auch
zwei Quader mit einseitiger Abrundung aneinandergereiht werden.
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Die
auf den sich gegenüberliegenden
Stirnseiten des Eisenkerns bzw. der Erregerspule angeordneten Polbleche
sind vorzugsweise im Querschnitt U-förmig gestaltet. Die Polbleche
können durch
Press-, Kleb-, Niet- und/oder Schweißverbindungen mit dem Eisenkern
verbunden sein. Das Polblech ist vorzugsweise ein Stanz-Biegeteil.
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In
einer anderen Ausbildung der Erfindung ist das Polblech einstückig mit
dem Eisenkern hergestellt. Eine Herstellart hierfür ist die
oben bereits erwähnte
MIM-Technologie.
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Die
einstückige
Herstellung von Polblech und Eisenkern kann beispielsweise derart
erfolgen, dass eines der Polbleche zusammen mit dem Eisenkern einstückig hergestellt
wird und auf der noch freien Stirnseite des Eisenkerns ein Polblech
in herkömmlicher
Weise durch Stanzen, Nieten, Kleben oder Aufpressen befestigt wird.
Eine andere Variante besteht darin, dass einstückig an die beiden sich gegenüberstehenden
Polbleche jeweils ein Teil des Eisenkerns angeformt wird und die
beiden Eisenkernteile dann möglichst
luftspaltfrei ineinandergefügt werden.
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Die
Polblechdicke oder Polplattendicke beträgt etwa 1 mm.
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Die
Führungsstange
nach der Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit Figuren
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 verschiedene
perspektivische Ansichten einer ausschnittsweise gezeigten Führungsstange
nach dem Stand der Technik zum Einsatz in Jacquard-Webeinrichtungen,
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2 ein
Beispiel eines langgestreckten bzw. ovalen Eisenkerns mit aufgewickelter
Spule in perspektivischer Darstellung für ein Magnetsystem bei einer
Führungsstange
nach der Erfindung,
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3 die
Darstellung von 2 mit aufgesetztem Polblech,
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4 eine
Seitenansicht eines Magnetsystems mit zwei zueinander beabstandeten
Erregerspulen und aufgesetzten Polblechen bei einem in einer Führungsstange
eingesetzten Magnetsystem nach dem Stand der Technik,
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5 eine
Seitenansicht eines Magnetsystems für eine Führungsstange nach der Erfindung
mit im Vergleich zum Magnetsystem in 4 deutlich
reduzierter Bauhöhe,
und
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6 beispielhaft
die Kraft-Luftspalt-Kennlinien bei einem Magnetsystem nach dem Stand
der Technik und einem Magnetsystem gemäß vorliegender Erfindung.
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In
den nachfolgenden Figuren bezeichnen, sofern nicht anders angegeben,
gleiche Bezugszeichen gleiche Teile mit gleicher Bedeutung.
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In 1 ist
in verschiedenen Ansichten jeweils eine Führungsstange 10 mit
ihrem oberen Teil ausschnittsweise in per spektivischer Darstellung
gezeigt. In dem oberen Teil der Führungsstange 10 ist ein
Elektromagnetsystem integriert. Bei der bekannten Führungsstange 10 gemäß 1 weist
das Elektromagnetsystem zwei zur Längsachse der Führungsstange 10 zueinander
beabstandete Eisenkerne 12 auf, die einen kreisrunden Querschnitt
haben. Um diese beiden Eisenkerne 12 ist jeweils eine Erregerspule 14 gewickelt.
Die beiden Erregerspulen 14, die jeweils etwa eine Windungszahl
von 1400 aufweisen können,
sind zueinander in Reihe geschaltet und über nicht dargestellte Zuleitungen
mit einer Stromquelle verbindbar. Die Eisenkerne 12 mit
darübergewickelten
Erregerspulen 14 sitzen in einem Hohlraum der Führungsstange 10 und
damit zwischen den beiden Deckenwandungen 10a und 10d und
den beiden gegenüberliegenden
Seitenwandungen 10b und 10c. Auf den beiden Stirnseiten
der Eisenkerne 12 und der Erregerspulen 14 sitzt
jeweils ein Polblech 18 auf. Dieses Polblech 18 verfügt über eine
Deckenwandung 18a, die durch Niet-, Schweiß-, Kleb- oder Pressverbindung
mit den oberen Stirnflächen
der Eisenkerne 12 feststehend verbunden ist. Die Deckenwandung 18a schließt etwa
bündig
mit der Deckenwandung 10a der Führungsstange 10 ab.
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U-förmig von
dieser Deckenwandung 18a des Polbleches 18 erstrecken
sich zwei Seitenwandungen 18b, 18c, die zueinander
beabstandet sind, nach unten weg. Diese beiden Seitenwandungen 18b und 18c des
Polbleches 18 schließen
wiederum bündig
mit den Seitenwandungen 10b und 10c der Führungsstange
ab.
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Ein
zweites Polblech 18 ist auf den gegenüberliegenden Stirnseiten der
Eisenkerne 12 ebenfalls angeordnet, jedoch nur strichliert
in 1 gezeigt. Anzumerken ist in diesem Zusammenhang,
dass in 1 die Führungsstangen 10 jeweils
entlang ihrer Symmetrieebene geschnitten ausschnittsweise dargestellt
sind. Die gesamte Führungsstange 10 ist
in seinem oberen Teil mit dem integrierten Elektromagnetsystem in
einer der Darstellungen von 1 strichliert
angedeutet.
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In
an sich bekannter Weise liegen an den beiden Seitenwänden 10b und 10c der
Führungsstange 10 Jacquard-Lamellen
oder Platinen 16 an. Diese Jacquard-Lamellen 16 befinden
sich bei nichterregtem Elektromagnetsystem, das heißt nicht
von Strom durchflossenen Erregerspulen 14, mit einem Luftspalt
L beabstandet zu den Seitenwänden 18b und 18c der
Polbleche 18. Werden dagegen die Erregerspulen 14 von
Strom durchflossen, baut sich ein Magnetfeld auf, durch welches
die Jacquard-Lamellen 16 an die Seitenwände 18b und 18c der
Polbleche 18 angezogen werden.
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Durch
das Anziehen der Jacquard-Lamellen 16 an die Seitenwände 10b, 10c bzw. 18b und 18c rutschen
die Öffnungen
in den Jacquard-Lamellen 16 an Haltehaken, die in 1 nicht
näher dargestellt sind.
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Die
Bauhöhe
der bekannten Führungsstangen 10 ist
durch die axiale Erstreckung der Eisenkerne 12 und der
darum gewickelten Erregerspulen 14 samt aufgesetzten Polblechen 18 vorgegeben.
Die Bauhöhe
beträgt
bei den bisher bekannten Führungsstangen 10 etwa
13 mm.
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In
den 2 und 3 ist in perspektivischer Darstellung
ein Eisenkernsystem gezeigt, wie es in den Führungsstangen 14 erfindungsgemäß eingesetzt
ist. Es ist jetzt ein einziger Eisenkern 12 vorgesehen,
der länglich
bzw. ovalförmig
im Querschnitt gebildet ist. Um die Umfangsfläche dieses länglichen oder
ovalförmigen
Eisenkerns 12 ist die Erregerspule 14 gewickelt,
die folglich auch eine ovale Kontur aufweist. Auf den beiden Stirnseiten
des Eisenkerns 12 bzw. der Erregerspule 14 sitzt
jeweils ein Polblech 18 auf, von dem in 3 nur
das obere Polblech 18 gezeigt ist.
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Obwohl
der längliche
bzw. ovalförmige
Eisenkern 12 einstückig
ausgebildet sein kann, liegt es im Rahmen der Erfindung, den Eisenkern 12 mehrteilig,
zum Beispiel zweiteilig, zu gestalten. Dies ist in 2 oben
angedeutet. Dort sind jeweils im Querschnitt kreisrunde Eisenstangenteile
nebeneinander aufgereiht. Neben solchen aneinandergereihten Eisenkernteilen 12a ist
es auch möglich,
dass eine Vielzahl von Eisendrähten
so zueinander gepackt wird, dass die in 2 dargestellte,
längliche
bzw. ovale Querschnittsform des Eisenkerns 12 zustande kommt.
Eine bevorzugte Ausführung
besteht in der Nebeneinanderreihung von zwei Quadern mit einer abgerundeten
Endkante.
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In 5 ist
eine Seitenansicht eines solchen Elektromagnetsystems gezeigt. Auf
den sich gegenüberliegenden
Stirnseiten der Erregerspule 14 sitzen die Deckenwandungen
der beiden Polbleche 18a. Die zueinanderzeigenden Seitenwandungen 18b der Polbleche 18 überdecken
die Umfangsfläche
der Erregerspule 14 teilweise. Der Abstand zwischen den Deckenwandungen 18a der
beiden Polbleche 18 beträgt weniger als 10 mm, zum Beispiel
7 oder 8 mm.
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In 4 ist
im Vergleich dazu eine Seitenansicht eines herkömmlichen Magnetsystems in einer Führungsstange
nach dem Stand der Technik dargestellt. Der Abstand zwischen den
beiden Deckenwandungen 18a der Polbleche 18 beträgt hier
zum Beispiel 13 mm. Es sind deutlich die zueinander beabstandeten
Erregerspulen 14 erkennbar. Ein Vergleich der beiden 4 und 5 zeigt,
dass bei reduzierter Bauhöhe
des Elektromagnetsystems deren Längenerstreckung
annährend
gleich ist.
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In 6 sind
die Kraft-Luftspalt-Kennlinien des Elektromagnetsystems bei einer
Führungsstange 10 nach
dem Stand der Technik (vergleiche 4) und des
Magnetsystems (vergleiche 5) einer
Führungsstange
nach der Erfindung graphisch dargestellt. Hierbei wird davon ausgegangen,
dass der Luftspalt der Jacquard-Lamelle 16 zur Seitenwandung
der Pol bleche 18 im nichterregten Zustand der Erregerspulen
in beiden Fällen
0,25 mm beträgt. Der
Erregerstrom beträgt
konstant etwa 130 mA. Es ist deutlich zu erkennen, dass bei einem
Luftspalt von 0,25 mm die durch das Elektromagnetsystem nach der
Erfindung erzeugte Magnetkraft deutlich höher als die durch das bekannte
Magnetsystem erzeugte Magnetkraft ist. Während die Magnetkraft bei 0,25 mm
Luftspalt im neuen Magnetsystem > 2
N ist, beträgt
diese bei dem Magnetsystem nach dem Stand der Technik lediglich
1,6 N. Anhand des Kurvenverlaufes ist erkennbar, dass diese erhöhte Magnetkraft bis
zu einem Luftspalt von etwa 2 mm beibehalten bleibt.
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Diese
erhöhte
Magnetkraft bei gleichem Luftspalt ist durch die optimalere Feldverteilung
bei dem Magnetsystem nach der Erfindung sichergestellt.
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- 10
- Führungsstange
- 12
- Spulenkern,
Eisenkern
- 14
- Erregerspule
- 16
- Lamelle
- 18
- Polblech
- 10a
- Deckenwand
- 10b
- Seitenwand
- 10c
- Seitenwand
- 10d
- Deckenwand
- 18a
- Deckenwand
- 18b
- Seitenwand
- 18c
- Seitenwand
- 18d
- Deckenwand
- L
- Luftspalt
- F
- Kraft