DE4008155A1 - Piezoelektrischer nadelwaehler in einer rundstrickmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Strickmaschinen, insbesondere Rundstrickmaschinen zur Herstellung von Strümpfen, Socken und ähnlichen Bekleidungsstücken, wobei die Möglichkeit der Erzeugung von Mustern der Strick- bzw. Wirkware mittels elektronischer Steuerung gegeben ist. Die Erfindung betrifft speziell einen Nadelwähler, der mit Hilfe des piezoelektrischen Effekts selektiv mehrere Nadelfüße zu betätigen vermag, die sich an einer Oberfläche eines Strickzylinders einer solchen Strickmaschine befinden.

Ein piezoelektrischer Nadelwähler ist aus dem Stand der Technik bekannt (japanische offengelegte Gebrauchs­ musteranmeldung 63-1 67 187). Diese bekannte Einrichtung enthält einen aufrecht stehenden Strickzylinder, der drehbar an einem Maschinengestell montiert ist und eine Vielzahl von Nadelplatinen trägt, die verschieb­ lich in mehreren Führungen aufgenommen sind, die in Längsrichtung der Zylinderoberfläche eingefräst sind. Zum selektiven Anheben der Nadelplatinen an dem sich drehenden Strickzylinder verwendet der herkömmliche Nadelwähler Paare von piezoelektrischen Aktuatoren oder Elementen, von denen jedes die Gestalt eines dünnen Streifens aus piezoelektrischem Material auf­ weist, welcher nach Art eines freitragenden Arms ge­ lagert ist. Jedes Paar von piezoelektrischen Elementen besitzt ein Paar Kolben an den freien Enden, um mit einem Ende eines von mehreren Nadelwählhebeln in Eingriff zu gelangen, die zur Schwenkbewegung um eine horizontale Achse mittig gelagert sind. Jeder Nadel­ wählhebel läuft am anderen Ende in einen Finger aus einer extrem harten Legierung oder aus Keramikmaterial aus, um auf einen Nadelfuß der jeweils ausgewählten Nadelplatine am Strickzylinder einzuwirken.

Der Strickzylinder mit den daran befindlichen Nadel­ platinen dreht sich während des Betriebs der Strick­ maschine mit hoher Geschwindigkeit. Den piezoelektri­ schen Elementen werden elektrische Impulse aufgeprägt, wie es für das jeweils zu erzeugende Strickmuster er­ forderlich ist. Jedes Paar von Elementen wird durch Resonanz-Schwingung abhängig von deren Anode und Kathode zugeführten Signalen mit der erforderlichen Resonanzfrequenz abgelenkt. Solche Resonanzschwingungen der piezoelektrischen Elemente werden über die Nadel­ wählhebel auf die Nadelplatinen und mithin auf die Stricknadeln übertragen, so daß letztere an dem Strick­ zylinder nach oben und nach unten wandern. Auf diese Weise wird in dem gestrickten oder gewirkten Gut das gewünschte Muster erzeugt.

Das oben erläuterte herkömmliche Gerät weist allerdings noch gewisse Unzulänglichkeiten auf, die überwunden werden müssen, wenn man den piezoelektrischen Nadel­ wähler in der Praxis ohne Schwierigkeiten einsetzen will. Zunächst waren die als sehr dünne Platten ausge­ bildeten piezoelektrischen Elemente aufgrund der wiederholten Belastungen während des Betriebs der Gefahr von Beschädigungen ausgesetzt. Die Elemente waren auch unzureichend hinsichtlich der Hublänge, über die die Nadelplatinen zwischen der Arbeitsstellung und der Ruhestellung am Strickzylinder bewegt wurden, außerdem hinsichtlich der Kraft, mit der sie in der einen oder der anderen Position gehalten wurden. Weiterhin war der bekannte Nadelwähler aufgrund einer unzureichenden Ansprechempfindlichkeit bei hohen Arbeitsgeschwindig­ keiten Vibrationen ausgesetzt, die zu Unregelmäßigkeiten bei der Musterbildung führten.

Aufgabe der Erfindung ist es, die oben aufgezeigten Unzulänglichkeiten zu beseitigen oder doch mindestens abzumildern.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Die Erfindung schafft einen piezoelektrischen Nadelwähler in einer Rundstrickmaschine, umfassend einen Strick­ zylinder mit einer Drehachse und mit mehreren Nadel­ platinen, die zur unabhängigen Bewegung in einer Richtung parallel zur Achse des Strickzylinders an diesem gelagert sind. An einer Stelle radial außerhalb des Strickzylinders sind mehrere Kolben von einer feststehenden Halteeinrichtung zur unabhängigen Linear­ bewegung in Richtung auf den Strickzylinder und von diesem fort gelagert. Außerdem sind von der Halteein­ richtung mehrere piezoelektrische Aktuatoren (Betäti­ gungsglieder) gelagert, von denen jeder einen horizon­ talen Stapel flacher, vertikal orientierter piezoelek­ trischer Elemente umfaßt, die an einem Ende mit einem Ende der Kolben gekoppelt ist. Das selektive Anlegen einer Spannung an die piezoelektrischen Aktuatoren führt zu einer Linearbewegung der zugehörigen Kolben in Richtung auf den Strickzylinder und von diesem weg. Es sind Mittel vorgesehen zum Umsetzen der Linear­ bewegung der Kolben in die Bewegung der Nadelplatinen am Strickzylinder.

Die verbesserten piezoelektrischen Aktuatoren gemäß der Erfindung umfassen jeweils mehrere planare piezo­ elektrische Elemente, die zu einem Stapel zusammen­ gefaßt sind, und die Aktuatoren sind somit weit länger haltbar und weniger der Gefahr von Beschädigungen aus­ gesetzt als die herkömmlichen Aktuatoren, die jeweils aus einem einzelnen dünnen Streifen aus piezoelektri­ schem Material bestanden. Die verbesserten piezoelek­ trischen Aktuatoren bieten den zusätzlichen Vorteil, daß sie einen ausreichend langen Bewegungshub für die Nadelplatinen an dem Strickzylinder schaffen.

Die Einrichtung zum selektiven Bewegen der Nadel­ platinen nach oben und nach unten am Strickzylinder abhängig von der Bewegung der Kolben wird im folgenden in zwei vornehmlich verschiedenen Formen offenbart. Beide Formen sind gut berechnet, um eine gezielte und rasche Nadelauswahl zu erreichen, ohne daß es zu Streuungen und damit zu Unregelmäßigkeiten in dem zu strickenden bzw. zu wirkenden Fertigungsgut kommt.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht mit teilweise geschnitten dar­ gestellten Teilen des piezoelektrischen Nadel­ wählers gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Vertikal-Schnittansicht durch den Nadel­ wähler nach Fig. 1;

Fig. 3 eine Seitenansicht des Nadelwählers nach Fig. 1 von links;

Fig. 4 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 2, die jedoch den Nadelwähler in vergrößertem Maßstab zeigt, um dessen Betriebsweise zu verdeutlichen;

Fig. 5 eine auseinandergezogene Darstellung eines Paars von piezoelektrischen Aktuatoren und einer dazugehörigen Einrichtung in dem Nadel­ wähler nach Fig. 1;

Fig. 5A eine Vertikal-Schnittansicht eines Paares piezo­ elektrischer Aktuatoren, die gegenüber denjenigen nach Fig. 4 und 5 noch verbessert sind;

Fig. 6 eine perspektivische Teildarstellung einer geringfügigen Modifizierung der Ausführungs­ form nach den Fig. 1 bis 5;

Fig. 7 eine Horizontalschnittansicht durch eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsge­ mäßen piezoelektrischen Nadelwählers;

Fig. 8 eine vergrößerte Vertikalschnittansicht durch den Nadelwähler nach Fig. 7,

Fig. 9 eine auseinandergezogene perspektivische Dar­ stellung eines piezoelektrischen Aktuators und einer dazugehörigen Einrichtung in dem Nadel­ wähler nach Fig. 7;

Fig. 10 eine vergrößerte Vertikal-Schnittansicht einer Steuerflächenanordnung, dargestellt zusammen mit einer repräsentativen Nadelplatine in dem Nadelwähler nach Fig. 7;

Fig. 11 eine Ansicht ähnlich wie Fig. 10, mit der Aus­ nahme, daß die repräsentative Nadelplatine in einer anderen Position an der Steuerflächenan­ ordnung dargestellt ist;

Fig. 12 eine vergrößerte perspektivische Teildarstellung der Steuerflächenanordnung nach Fig. 10 und 11; und

Fig. 13 eine perspektivische Teildarstellung einer geringfügigen Modifikation der Ausführungsform nach dem Fig. 7 bis 12.

Fig. 1 und 2 zeigen einen aufrecht stehenden Strick­ zylinder 1, der an einer nicht dargestellten Plattform einer Strickmaschine um seine eigene Achse drehbar montiert ist. Der Strickzylinder 1 besitzt auf seiner Oberfläche mehrere nutenartige Führungen 2, die sich parallel zur Zylinderachse erstrecken. In den Führungen 2 sind verschieblich Nadelplatinen 3 aufgenommen, an denen Nadelfüße 3 a ausgebildet sind, die selektiv an dem Strickzylinder 1 mit im folgenden näher erläuterten Mitteln nach oben und nach unten bewegbar sind. Die Auf- und Abbewegung der Nadelplatinen 3 führt zu der gleichen Bewegung der üblichen, nicht dargestellten, Stricknadeln der Maschine.

Wie auch in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, ist ein etwa rechtwinkliges Traggestell 4 an einer Unterlage B in unmittelbarer Nachbarschaft des Strickzylinders 1 montiert, um die verschiedenen Komponenten des piezo­ elektrischen Nadelwählers zu lagern. Das Gestell 4 besitzt eine relativ dicke Rückenplatte 6, an der fest in Form eines Kragbalkens mehrere Paare oberer und unterer Halter 14 und 15 für Paare piezoelektrischer Aktuatoren 17 und 18 festgelegt sind, welche ein Merk­ mal der vorliegenden Erfindung bilden. Die Paare von Aktuatorhaltern 14 und 15 erstrecken sich bei dieser Ausführungsform horizontal, oder, allgemeiner gesprochen, in einer Richtung, die in rechtem Winkel zur Richtung der Drehachse des Strickzylinders 1 verläuft.

Fig. 5 zeigt ein solches Paar oberer und unterer Aktuatorhalter 14 und 15 zusammen mit den piezoelek­ trischen Aktuatoren 17 und 18, die darin untergebracht sind, und zusammen mit einigen weiteren, direkt dazu­ gehörigen Teilen. Aus dieser Figur ersieht man ebenso wie aus den Fig. 1, 2 und 4, daß jedes Paar von Aktua­ torhaltern 14 und 15 einstellbar beweglich ist bezüglich des Gestells 4 in Richtung auf den Strickzylinder 1 und von diesem weg, indem Stellschrauben 16 manipuliert werden, die von ihren Enden hinter der Rückplatte 6 abstehen.

Die von diesen Aktuatorhaltern 14 und 15 getragenen piezoelektrischen Aktuatoren 17 und 18 bestehen je­ weils aus einem Schichtaufbau, der eine geeignete An­ zahl von flachstückartigen piezoelektrischen Elementen aufweist, die vertikal orientiert sind und zu einem horizontalen Stapel erforderlicher Länge gestapelt sind. Das Anlegen von Spannungsimpulsen an die piezoelektri­ schen Aktuatoren 17 und 18 über Leitungspaare 17 a und 18 a führt zu momentanen Änderungen in den Längsabmessun­ gen der Stapel von piezoelektrischen Elementen, wie im folgenden detailliert erläutert werden wird. Die piezo­ elektrischen Aktuatoren 17 und 18 werden von einem elek­ tronischen Steuersystem E (Fig. 5) gesteuert.

An die zu dem Strickzylinder 1 orientierten vorderen Enden der piezoelektrischen Aktuatoren 17 und 18 sind Kolben 19 a und 19 b zylindrischer Form gekoppelt, die durch Führungslöcher in den vorderen Enden der Aktuator­ halter 14 und 15 nach hinten und nach vorn beweglich sind. Jedes Paar von Kolben 19 a und 19 b wird durch das zugehörige Paar von piezoelektrischen Aktuatoren 17 und 18 nach vorn verlagert in selektiven Anlage-Eingriff mit einem Paar von Anschlägen 21 a und 21 b eines zuge­ hörigen Nadelwählhebels 21, der noch zu beschreiben ist. Die horizontalen Positionen der Kolben 19 a und 19 b bezüglich des zugehörigen Nadelwählhebels 21 sind zu justieren mit Hilfe der Justierschrauben 16, um einen exakten Kontakt mit den Anschlägen 21 a und 21 b zu erreichen.

Wie aus den Fig. 2, 4 und 5 hervorgeht, besitzt jedes Paar von Aktuatorhaltern 14 und 15 Magnete 20 a und 20 b flacher, quadratischer Form, die an ihren Vorderenden angebracht sind, um das Paar von Anschlägen 21 a und 21 b eines zugehörigen Nadelwählhebels 21 anzuziehen. Es ist deshalb wesentlich, daß mindestens die Anschläge 21 a und 21 b jedes Nadelwählhebels 21 aus magnetischem Material bestehen. Die Magnete 20 a und 20 b sind zentrisch mit einer Bohrung versehen, durch die hindurch die Kolben 19 a und 19 b lose oder in Gleiteingriff hindurch­ gehen, um etwas nach vorne vor die Magnete vorzu­ stehen. Angetrieben durch die piezoelektrischen Aktuatoren 17 und 18 drückt jedes Paar von Kolben 19 a und 19 b abwechselnd die Anschläge 21 a und 21 b eines der Nadelwählhebel 21 über die Magnete 20 a und 20 b.

Vorzugsweise sollten die Kolben 19 a und 19 b etwa 0,10 bis 0,15 mm über die Magnete 20 a bzw. 20 b nach vorne vorstehen, wenn die piezoelektrischen Aktuatoren 17 und 18 nicht erregt sind. Deshalb wird jeder Nadelwählhebel 21 dann, wenn er zu einem der Magnete 20 a und 20 b hingezogen wird, entsprechend der Distanz von den Magneten in Abstand gehalten. Dieser Abstand trägt wesentlich bei zu dem raschen, ge­ zielten und fehlerfreien Betrieb der Nadelwählhebel 21 ansprechend auf die Stoßwirkung durch die Kolben 19 a und 19 b, die aus der folgenden Beschreibung deutlicher hervorgeht.

Fig. 2 zeigt am besten mehrere, im vorliegenden Fall acht, Wellen oder Schwenkstifte 22, die starr an dem vorderen Ende des Gestells 4 gelagert sind. Jede Welle 22 erstreckt sich in horizontaler Richtung, und sämtliche Wellen befinden sich in einer vertikalen Ebene. An diesen Wellen 22 sind schwenkbar die ge­ nannten Nadelwählhebel 21 montiert, die die Aufgabe haben, die horizontale Bewegung der Kolben 19 a und 19 b umzusetzen in die Vertikalbewegung der Nadel­ platinen am Strickzylinder 1. Jeweils in Form eines flachgelegten "T" in der Darstellung nach Fig. 4 besitzen die Nadelwählhebel 21 jeweils ein Paar von Anschlägen 21 a und 21 b an ihrem hinteren Ende. Jedes Paar von Anschlägen 21 a und 21 b ist mit einem ge­ eigneten stumpfen Winkel zueinander ausgebildet, damit ein korrekter Kontakt mit dem Paar von Kolben 19 a und 19 b eines zugehörigen Paares piezoelektrischer Aktuatoren 17 und 18 zustandekommt. Man sieht also, daß jeder Nadelwählhebel 21 auf einer der Wellen 22 bidirektional verschwenkt wird, wenn das zugehörige Paar von Kolben die Anschläge 21 a und 21 b ab­ wechselnd stößt.

Jeder Nadelwählhebel 21 läuft am anderen Ende aus in einen Finger 21 c, der aus einem geeigneten verschleiß­ beständigen Material besteht, z.B. aus einer ultraharten Legierung oder aus Keramikmaterial. Die Finger 21 c der Nadelwählhebel 21 kommen selektiv in Eingriff mit den Nadelfüßen 3 a der Nadelplatinen 3, wenn eine Schwenkbewegung der Nadelwählhebel um die Wellen 22 stattfindet.

Arbeitsweise

Der Strickzylinder 1 mit darauf befindlichen Nadel­ platinen 3 dreht sich mit hoher Geschwindigkeit in Richtung des Pfeils in Fig. 1, wenn die Rundstrick­ maschine in Betrieb ist. Wie gesagt, ist die Maschine mit dem elektronischen Steuersystem E ausgestattet, welches dazu dient, die piezoelektrischen Aktuatoren 17 und 18 selektiv zu erregen, abhängig von einem gewünschten Design, welches das Strickgut aufweisen soll. Jedes ausgewählte Paar von piezoelektrischen Aktuatoren 17 und 18 wird abwechselnd mit elektrischen Impulssignalen erregt.

Es sei nun angenommen, daß an den einen piezo­ elektrischen Aktuator 17 soeben ein Spannungsimpuls angelegt wurde. Augenblicklich setzt der piezo­ elektrische Aktuator diese elektrische Energie um in mechanische Energie, so daß sich der Aktuator um etwa 20 bis 50 µm ausdehnt. Diese Ausdehnung des piezoelektrischen Aktuators 17 stößt impulsartig den zugehörigen Kolben 18 a in Richtung auf den Strickzylinder 1. Auf diese Weise nach vorn gestoßen, drückt der Kolben 19 a gegen den Anschlag 21 a des zugehörigen Nadelwählhebels 21, und zwar gegen die Anziehungskraft des Magneten 20 a. Da der andere piezoelektrische Aktuator 18 nun im nicht-erregten Zustand ist, dreht sich der Nadelwählhebel 21 im Gegenuhrzeigersinn (Fig. 2 und 4) um die Welle 22. Daraufhin wirkt der Finger 21 c des Nadelwählhebels 21 auf den Nadelfuß 3 a an einem der Nadelplatinen 3 am Strickzylinder 1 ein.

Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daß das Erregen des anderen piezoelektrischen Aktuators 18 jedes Paars von Aktuatoren 17, 18 zu einer Schwenk­ bewegung des zugehörigen Nadelwählhebels 21 im Uhr­ zeigersinn (Fig. 2 und 4) führt. Somit werden die piezoelektrischen Aktuatoren des Paares von Aktuatoren 17 und 18 selektiv aktiviert, je nachdem, wie es durch das jeweilige Strickmuster gefordert wird. Dadurch wirken die Nadelwählhebel 21 selektiv auf die gewünschen Nadelplatinen 3 ein und veran­ lassen sie, am Strickzylinder 1 nach oben und nach unten zu wandern.

Man sieht, daß die piezoelektrischen Aktuatoren 17 und 18 der verbesserten erfindungsgemäßen schichtförmigen Anordnung sich in Abhängigkeit eines Spannungsimpuls in Längenrichtung erstrecken. Das Ausmaß der Ver­ längerung ist proportional zu der ursprünglichen Länge, die durch die vorhandenen Elemente in jedem ge­ stapelten piezoelektrischen Aktuator definiert wird. Folglich lassen sich die piezoelektrischen Aktuatoren in einfacher Weise so konstruieren, daß ein aus­ reichend großer Hub für die Längsbewegung der Nadel­ platinen 3 zwischen ihrer Arbeitsstellung und ihrer Ruhestellung gewährleistet ist. Die von den piezo­ elektrischen Aktuatoren erzeugte mechanische Energie ist weit größer als die Energie, die man mit her­ kömmlichen piezoelektrischen Aktuatoren erhält, welche jeweils aus einem einzelnen Streifen eines piezo­ elektrischen Materials bestehen. Diese Vorteile der erfindungsgemäß verbesserten piezoelektrischen Aktuatoren führen zu einem sehr schnellen, exakten Strickbetrieb bei praktisch jedem gewünschten Strick­ muster.

Ein anderer hervorzuhebender Vorteil der Erfindung liegt in der Verwendung von Magneten 20 a und 20 b in Kombination mit den piezoelektrischen Aktuatoren 17 und 18. Diese Magnete besitzen eine Bohrung, durch die hindurch die Kolben 19 a und 19 b normalerweise um etwa 0,10 bis 0,15 mm nach vorn vorstehen. Selektiv durch den jeweiligen Magneten 20 a und 20 b ange­ zogen, sind also die Anschläge 21 a und 21 b gleichwohl von den Magneten beabstandet, so daß die Nadelwähl­ hebel 21 leicht in entgegengesetzte Richtungen ver­ schwenkt werden können, wenn die Kolben 19 a und 19 b durch die piezoelektrischen Aktuatoren 18 und 19 nach vorn gestoßen werden. Dieses rasche Ansprechen der Nadelwählhebel 21 führt zu ihrem exakten Betrieb ohne Fehler.

Zweite Ausführungsform

Fig. 5A zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung mit Mitteln zum Erhöhen des Hubs der Kolben 19 a und 19 b. Bei dieser Ausführungsform besitzt der Aktuatorhalter 14 eine Bewegungs-Vervielfachungseinrichtung 30 a zwischen dem piezoelektrischen Aktuator 17 und dem Kolben 19 a und in ähnlicher Weise besitzt der Aktuatorhalter 15 in sich eine Bewegungs-Vervielfachungseinrichtung 30 b zwischen dem piezoelektrischen Aktuator 18 und dem Kolben 19 b.

Die Bewegungs-Vervielfachungseinrichtung 30 a umfaßt ein erstes vertikales Biegeelement 31 a, das an der oberen Wand des Halters 14 durch einen verdünnten Abschnitt befestigt ist, ein zweites vertikales Biegeelement 32 a, das an der unteren Wand des Halters 14 über einen verdünnten Abschnitt befestigt ist und ein drittes verti­ kales Biegeelement 33 a, das an der oberen Wand des Halters 14 durch einen verdünnten Abschnitt befestigt ist. Das erste Biegeelement 33 a besitzt einen einstückig mit ihm ausgebildeten und über einen verdünnten Abschnitt verbundenen Abschnitt 34 a, der an der Stirnseite des piezoelektrischen Aktuators 17 anliegt. Das erste Biege­ element 31 a trägt an seinem freien Ende ein Anschlagstück 35 a, welches in gleitender Anlage mit dem zweiten Biege­ element 32 a steht. In ähnlicher Weise trägt das zweite Biegeelement 32 a an seinem freien Ende ein Anschlagstück 36 a, welches in gleitender Anlage mit dem dritten Biege­ element 33 a steht. Das hintere Ende des Kolbens 19 a ist in das dritte Biegeelement 33 a eingepaßt, und ein elastischer O-Ring 37 a befindet sich zwischen dem Element 33 a und der Vorderwand des Halters 14. Bei dieser zweiten Ausführungsform hat der Magnet 20 a keine Ringform.

Die Bewegungs-Vervielfachungseinrichtung 30 b umfaßt die gleichen Elemente, die oben beschrieben wurden, mit der Ausnahme, daß diese Elemente symmetrisch zu den Elementen in dem Halter 14 in bezug auf eine horizontale Ebene zwischen den beiden Haltern 14 und 15 angeordnet sind. Die äquivalenten Merkmale innerhalb des Halters 15 sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen, wobei jedoch statt des Zusatzes "a" der Zusatz "b" verwendet ist.

Wenn der piezoelektrische Aktuator 17 erregt wird und sich ausdehnt, so veranlaßt seine Vorwärtsbewegung eine Drehung oder eine Verschwenkung des ersten Biegeelements 31 a im Uhrzeigersinn, wodurch wiederum das zweite Biege­ element 32 a durch das Anschlagstück 35 im Gegenuhrzeiger­ sinn verschwenkt wird. In ähnlicher Weise wird über das Anschlagstück 36 a das dritte Biegeelement 33 a im Uhrzeigersinn verschwenkt. Deshalb wird der Kolben 19 a um ein Stück nach vorne gestoßen, welches von der Einrichtung 30 vervielfacht ist, weil die Einrichtung 30 a aufgrund ihrer Hebelwirkung die Bewegung vervielfacht. Der O-Ring 37 a dient zum Zurückdrücken der Biegeelemente, wenn der piezoelektrische Aktuator 17 entregt wird. Die gleiche Funktion kommt der Bewegungs-Vervielfachung 30 b zu. Es versteht sich, daß die Bewegungs-Vervielfachungs­ einrichtungen 30 a und 30 b eine noch raschere und zuver­ lässigere Strickweise ermöglichen als beim ersten Aus­ führungsbeispiel.

Dritte Ausführungsform

Fig. 6 zeigt eine geringfügige Modifizierung der Aus­ führungsform nach Fig. 1 bis Fig. 5. Der modifizierte Nadelwähler weist Platten 23 a und 23 b aus Weicheisen oder dergleichem magnetischen Material auf, die an den Vorderseiten der Magneten 20 a und 20 b in jedem Paar von Aktuatorhaltern 14 und 15 befestigt sind. Jedes Paar von Magneten 20 a und 20 b übt Kräfte auf die Anschläge 21 a bzw. 21 b des zugehörigen Nadelwählhebels 21 über die magnetischen Platten 23 a und 23 b aus. Die anderen Einzelheiten des Aufbaus entsprechen der Ausführungsform, die in den Fig. 1 bis 5 dargestellt ist.

Die magnetischen Platten 23 a und 23 b sind dafür vorge­ sehen, die Effekte der magnetischen Flüsse zu mildern, die zurückzuführen sind auf die auf den Kolben 19 a und 19 b sitzenden Magnete 20 a und 20 b, damit ein Zurückprellen der Anschläge 21 a und 21 b verändert wird. Untersuchungen haben gezeigt, daß die Magnet­ platte 23 a und 23 b eine gezieltere, fehlerfreiere Betriebsweise der Nadelwählhebel 21 gewährleisten.

Vierte Ausführungsform

Fig. 7 bis 12 zeigen eine dritte bevorzugte Ausführungs­ form des erfindungsgemäßen piezoelektrischen Nadel­ wählers, bei der die Nadelwählhebel der oben be­ schriebenen Ausführungsformen beseitigt sind, um die Konstruktion zu vereinfachen und den Betrieb zuver­ lässiger zu machen. Wie aus den Fig. 7 und 8 ersicht­ lich ist, besitzt der drehbare Strickzylinder 101 bei dieser Ausführungsform in sich ein konzentrisch angeordnetes Rohr 101 a, mehrere Nadelplatinen 103 mit daran befindlichen Nadelfüßen 103 a sind verschieblich in jeweiligen nutenähnlichen Führungen 102 angeordnet, die in Längsrichtung der Oberfläche des Strick­ zylinders 101 ausgebildet sind.

Neben dem Nadelzylinder 101 befindet sich ein lang­ gestrecktes Traggestell 104, welches unbeweglich an einer feststehenden Unterlage B aufrecht montiert ist. Das Gestell 104 lagert eine Reihe von piezo­ elektrischen Aktuatoren 117, die übereinander in jeweils gegenüberliegender Stellung bezüglich des Strick­ zylinders 101 angeordnet sind.

Wie am besten aus Fig. 9 ersichtlich ist, sind die piezoelektrischen Aktuatoren 117 in ihrem Aufbau ähnlich ihren entsprechenden Teilen 17 und 18 der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele, und sie enthalten jeweils einen Stapel aus flachstückartigen piezo­ elektrischen Elementen, die horizontal innerhalb eines Aktuatorhalters 114 angeordnet sind und ein Paar Leitungen 117 a aufweisen. Sämtliche Aktuatorhalter 114 sind in Form eines freitragenden Arms an der Rückenplatte 106 des Gestells 104 befestigt. Die horizontalen Positionen der Aktuatorhalter 114 sind in Richtung auf den Strickzylinder 101 und von diesem fort justierbar mit Hilfe von Justierschrauben 114 a, die sich von den Haltern nach hinten erstrecken und Sitz für Muttern 116 sind.

Ein Kolben 119 ist am vorderen Ende jedes piezo­ elektrischen Aktuators 117 befestigt und steht aus einem vorderen Ende des zugehörigen Aktuatorhalters 114 vor. Jeweils dargestellt als Block aus verschleiß­ beständigem Material zur direkten Einwirkung auf die Nadelfüße 103 a der Nadelplatinen 103 sind die Kolben 119 nach hinten und nach vorn bezüglich den Aktuator­ haltern 114 beweglich, einhergehend mit der Verlängerung und Verkürzung der piezoelektrischen Aktuatoren 117. Eine derartige lineare Bewegung der Kolben 119 wird geführt durch die Aktuatorhalter 114.

Wie bei den früheren Ausführungsbeispielen besitzt jeder Aktuatorhalter 117 einen Magneten 120 flacher, quadratischer Gestalt, der am vorderen Ende des Halters befestigt ist. Die Magneten 120 bei dieser dritten Ausführungsform haben jedoch die Wirkung, daß sie die Nadelfüße 103 a der Nadelplatinen 103 am Strickzylinder 101 anziehen. Es ist deshalb wesentlich, daß die Nadelplatinen 103, oder zumindest die daran befindlichen Nadelfüße 103, aus magnetischem Material bestehen. Die Magneten 120 sind zentrisch in einer Öffnung versehen, damit die Kolben 119 lose oder gleitend sich durch sie hindurcherstrecken können, um etwas in Vorwärtsrichtung der Magneten vorzustehen.

Angetrieben durch die piezoelektrischen Aktuatoren 117 drücken die Kolben 119 die Nadelfüße 103 a der Nadelplatinen 103 durch die Magneten 120.

Wie oben im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 5 er­ wähnt wurde, sollten die Kolben 119 vorzugsweise etwa 0,1 bis 0,15 mm vor die Magneten 120 vor­ stehen, wenn die piezoelektrischen Aktuatoren 117 im nicht-erregten Zustand sind. Deshalb sind die Nadelplatinen-Füße 103 a ein entsprechendes Stück durch die Kolben 119 auf Abstand von den Magneten 120 gehalten, wenn sie durch die Magneten angezogen sind. Dieser Abstand dient dazu, das erwünschte schnelle, gezielte und fehlerfreie Arbeiten bei der Nadelauswahl durch die piezoelektrischen Aktuatoren 117 zu gewährleisten.

Gemäß Fig. 8 ist ein Steuerflächenhalter 130 fest unterhalb des Tisches B in fester Relation zu dem Tisch 131 montiert. Der Steuerflächenhalter 130 trägt an seiner Innenkante starr ein ringförmiges Steuerkurvenelement 132, welches den Strickzylinder 101 konzentrisch umgibt.

Wie in den Fig. 10 bis 12 zu sehen ist, besitzt das ringförmige Stirnflächenelement 132 einen Rand 133, der sich entlang der Außenkante des Steuerflächen­ elements aufrecht erstreckt. Der Rand 133 hat eine konturierte Oberkante für die Relativ-Gleitbewegung eines Steuerflächenfolgeglieds 103 c, welches ganz unten an jeder Nadelplatine 103 ausgebildet ist. Der konturierte Rand 133 des Steuerflächenelements 132 dient als Hebesteuerung zum Anheben der Nadel­ platine 103 am Strickzylinder 101, wenn sich dieser dreht.

An einer vorbestimmten Winkelposition an dem Steuer­ flächenglied 132 ist fest ein Stoßnocken 133 gebogener Form montiert, der radial innen bezüglich des Hebe- Randes 133 angeordnet ist. Der Stoßnocken 134 hat die Aufgabe, die unteren Endabschnitte der aufeinander­ folgenden Nadelplatinen 103 radial nach außen be­ züglich des Strickzylinders 101 zu stoßen. Die Hebe- Steuerfläche 133 hebt die Nadelplatinen 103 an, wenn deren untere Endabschnitte von dem Stoßnocken 134 nach außen gestoßen werden.

Fig. 8 zeigt bei 135 ein L-förmiges Element, welches starr an der Unterseite des Gestells 104 montiert ist. Dieses L-förmige Element besitzt einen Magnet 136 und eine magnetische Platte 137, die daran gegenüber­ liegend dem Strickzylinder 101 befestigt ist. Der Magnet 136 und die magnetische Platte 137 dienen zum Anziehen eines zusätzlichen Nadelfußes 103 b an jeder Nadelplatine 103 in eine Position oberhalb des Steuerkurven-Folgeglieds 103 c, um dadurch die Anziehung der Nadelplatinen-Füße 103 a durch die Magneten 120 an den Vorderenden der Aktuatorhalter 114 zu unterstützen. Der Magnet 136 und die magnetische Platte 137 können fortgelassen werden, wenn die Nadelplatinen von den Magneten 120 glatt angezogen werden können.

Betriebsweise der vierten Ausführungsform

Bei sich mit hoher Geschwindigkeit drehendem Strick­ zylinder 101 im Betrieb der Rundstrickmaschine werden die an dem Zylinder befindlichen Nadelplatinen 103 mit ihren unteren Endabschnitten radial nach außen bezüglich des Strickzylinders gestoßen, während sie über den Stoßnocken 134 gleiten, was an einer Stelle gegenüber dem vertikalen Stapel der piezo­ elektrischen Aktuatoren 117 geschieht. Die unteren Endabschnitte der aufeinanderfolgenden Nadel­ platinen 103 werden auf diese Weise von den Magneten 120 an den vorderen Enden der Aktuatorhalter 114 und durch den Magneten 136 des L-förmigen Elements 135 angezogen.

Die piezoelektrischen Aktuatoren 117 können selektiv abhängig von einem gewünschten Strick­ muster erregt werden. Die Arbeitsweise ist ent­ sprechend den korrespondierenden Elementen 17 und 18 der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele. Die piezoelektrischen Aktuatoren 117 sorgen bei ihrer Erregung für ein impulsweises Vorstoßen der Kolben 120 in Richtung auf den Strickzylinder 101, wodurch die Kolben die Nadelfüße 103 a der ausgewählten Nadelplatinen 103 zurück in deren Führungen 102 stoßen, und zwar gegen die Anziehungskräfte der Magneten 120 und 136. Die Steuerkurven-Folgeelemente 103 c dieser Nadelplatine 103 reiten nicht auf der Hebe-Steuerfläche 133, so daß diese Nadelplatinen und mithin die dazugehörigen, nicht dargestellten Stricknadeln an den piezoelektrischen Aktuatoren 103 vorbeilaufen, ohne am Strickzylinder 101 ange­ hoben zu werden.

Wenn sie andererseits von den Kolben 119 nicht in ihre Führungen 102 zurückgestoßen werden, werden die Nadelplatinen 103 mit ihren Steuerflächen-Folge­ gliedern 103 c auf die Hebe-Steuerfläche 133 ge­ zwungen, was durch die Wirkung sowohl des Stoß­ nockens 134 als auch der Magneten 120 und 136 geschieht. Die Nadelplatinen 103 mit ihren zuge­ hörigen Stricknadeln werden dann an dem Strick­ zylinder 101 angehoben. Damit erhält die Strick­ ware das gewünschte Strickmuster durch selektives Anheben der Stricknadeln am Strickzylinder 101.

Dieser Nadelselektor weist bestimmte Vorteile auf, da die Nadelwählhebel 21 der früheren Ausführungs­ beispiele fehlen. Eine beträchtliche Zeiter­ sparnis erreicht man durch die Betriebsweise des Nadelselektors, bei welchem die Kolben 119 der piezoelektrischen Aktuatoren direkt auf die Nadel­ füße der Nadelplatinen einwirken. Man nehme an, daß der Strickzylinder 101 400 Nadelplatinen und ebenso viele Stricknadeln trage, und daß der Strick­ zylinder mit seiner Drehzahl von 400 Upm gedreht werde. Das Fehlen der Nadelwählhebel 21 führt zu einer Zeitersparnis von etwa 3 msek pro Nadel. Diese Zeitersparnis trägt in Verbindung mit einer ge­ zielteren, störungsfreien Betriebsweise des Nadel­ wählers wesentlich bei zu einer größeren Produktivität der Strickmaschine.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, daß die Anzahl von piezoelektrischen Aktuatoren 117 um die Hälfte gegenüber den piezoelektrischen Elementen 17 und 18 der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 5 reduziert werden kann. Die Reduzierung der Anzahl von piezoelektrischen Aktuatoren entspricht selbstverständlich einer entsprechenden Reduzierung der Anzahl der zugehörigen Bauteile.

Auch bei dieser Ausführungsform werden wie bei den übrigen Ausführungsformen die Kolben 119 der piezo­ elektrischen Aktuatoren 117 so eingestellt, daß sie sich durch die mit Öffnungen versehenen Magneten 120 im Normalfall etwa 0,10 bis 0,15 mm hinauserstrecken. Von diesen Magneten 120 direkt angezogen, werden die Nadelplatinenfüße 103 a also in einem entsprechenden Abstand von den Magneten gehalten, so daß sie mühelos durch die Kolben 119 von den Magneten weggestoßen werden können. Die Betriebs­ weise dieses Nadelwählers gewährleistet daher eine gezielte und fehlerfreie Nadelauswahl, wie bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel.

Fünfte Ausführungsform

Fig. 13 zeigt eine geringfügige Modifizierung der Aus­ führungsform nach den Fig. 7 bis 12. Der modifizierte Nadelwähler besitzt eine Platte 123 aus Weicheisen oder einem ähnlichen magnetischen Material, die an der Vorderseite des Magneten 120 an jedem Aktuator­ halter 114 befestigt ist, wie es in Fig. 6 bei der Modifizierung der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 5 der Fall ist. Jeder Magnet übt eine Anziehungskraft auf den Nadelfuß 103 a jeder Nadelplatine 103 über die magnetische Platte 123 aus. Die anderen Einzel­ heiten des Aufbaus sind ähnlich wie bei der Aus­ führungsform nach Fig. 7 bis 12. Wie in Verbindung mit Fig. 6 erwähnt wurde, dient die magnetische Platte 123 dazu, Effekte eines magnetischen Flusses durch die jeweiligen Magnete 120 auf den zugehörigen Kolben 190 zu vermeiden und somit ein Flattern auf­ grund eines Zurückprellens der Nadelplatinenfüße 103 a zu vermeiden.

Claims (10)

1. Piezoelektrischer Nadelwähler in einer Rundstrick­ maschine, die einen Strickzylinder (1, 101) mit einer Drehachse und mit einer Vielzahl an ihm zur unab­ hängigen Bewegung parallel zur Achse des Strick­ zylinders montierter Nadelplatinen (3, 103) aufweist, mit einer piezoelektrischen Bewegungseinrichtung und mit einer Einrichtung zum Umsetzen der Bewegung der piezoelektrischen Bewegungseinrichtung in eine Bewegung der Nadelplatinen des Strickzylinders, gekennzeichnet durch

• a) eine an einer Stelle radial außerhalb des Strick­ zylinders (1; 101) unbeweglich gelagerte Halte­ einrichtung (14, 15; 114);
• b) mehrere Kolben (19 a, 19 b; 119), die von der Halteeinrichtung zur unabhängigen Linearbe­ wegung zum Strickzylinder hin und von diesem fort gelagert werden;
• c) mehrere piezoelektrische Aktuatoren (17, 18; 117), die von der Halteeinrichtung (14, 15; 114) für den Betrieb gelagert sind und jeweils einen Stapel piezoelektrischer Elemente aufweisen, der an einem Ende mit einem der Kolben (19 a, 19 b; 119) gekoppelt ist, wodurch das selektive Anlegen einer Spannung an die piezoelektrischen Aktuatoren zu einer Linearbewegung der zuge­ hörigen Kolben zu dem Strickzylinder hin bzw. von diesem weg führt; und
• d) eine Einrichtung (21, 21 c; 133) zum Umsetzen der Linearbewegung der Kolben in die Bewegung der Nadelplatinen an dem Strickzylinder.

2. Piezoelektrischer Nadelwähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Nadelplatine (3) an dem Strickzylinder (1) einen daran ausgebildeten Nadelfuß (3 a) aufweist, und daß die Einrichtung zum Umsetzen der Linear­ bewegung der Kolben in die Bewegung der Nadelplatinen aufweist:

• a) mehrere Magnete (20 a, 20 b), die an der Halteeinrichtung (14, 15) befestigt sind und jeweils mit einer Öffnung versehen sind, damit einer der Kolben (19 a, 19 b) sich lose durch die Öffnung hindurcherstreckt;
• b) mehrere Nadelwählhebel (21), die jeweils mittig schwenkbar um eine Achse (22), die sich in rechtem Winkel zur Achsenrichtung des Strick­ zylinders erstreckt, gelagert sind;
• c) ein Paar Anschläge (21 a, 21 b) aus magnetischem Material, die an einem Ende jedes Nadelwähl­ hebels (21) derart ausgebildet sind, daß sie abwechselnd von jedem der beiden Magneten (20 a, 20 b) angezogen werden, wobei jeder Kolben (19 a, 19 b), wenn er in Richtung auf den Strick­ zylinder bewegt wird, einen der Anschläge von dem zugehörigen Magneten fortstößt, so daß der Nadelwählhebel bidirektional von einem Aktuator des Paares piezoelektrischer Aktuatoren (17, 18) verschwenkt wird;
• d) einen an dem anderen Ende jedes Nadelwähl­ hebels (21) ausgebildeten Finger (21 c) für den Eingriff mit dem Nadelfuß der jeweils ausge­ wählten Nadelplatine.

3. Piezoelektrischer Nadelwähler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (19 a, 19 b) ein vorbestimmtes Stück in Richtung auf die Nadelwählhebel aus der zugehörigen Öffnung in dem jeweiligen Magneten (20 a, 20 b) vorsteht, wenn der zugehörige piezoelektrische Aktuator (17, 18) im nicht-erregten Zustand ist, damit die Anschläge (21 a, 21 b) der Nadelwählhebel in einem vorbestimmten Abstand von den Magneten gehalten werden, wenn sie von diesen angezogen werden.

4. Piezoelektrischer Nadelwähler nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch mehrere Elemente (23 a, 23 b) aus magnetischem Material, von denen jeweils einer an jedem Magnet befestigt ist, um Magnetflußeffekte aufgrund der Magnete der Kolben abzuschwächen.

5. Piezoelektrischer Nadelwähler nach Anspruch 1, bei dem jede Nadelplatine (103) an dem Strickzylinder (101) aus magnetischem Material besteht und einen an ihr ausgebildeten Nadelfuß (103) aufweist, wobei die Einrichtung zum Umsetzen der Linearbewegung der Kolben in einer Bewegung der Nadelplatine aufweist:

• a) eine erste Steuerfläche (134), die veranlaßt, daß eine Endabschnitt jeder Nadelplatine (103) radial nach außen bezüglich des Strickzylinders (101) bewegt wird, während sich letzterer dreht,
• b) mehrere Magnete (120), die an der Halteeinrichtung (114) befestigt sind, um die Nadelfüße (103 a) der Nadelplatinen anzuziehen, wenn die Endab­ schnitte der Nadelplatinen radial nach außen bezüglich des Strickzylinders von der ersten Steuerfläche (134) bewegt werden, wobei jeder Magnet mit einer Öffnung versehen ist, durch die hindurch der zugehörige Kolben sich lose hindurch­ erstrecken kann, und die Kolben (119), wenn sie sich in Richtung auf den Strickzylinder be­ wegen, direkt auf die Nadelfüße der Nadel­ platinen einwirken und deren Endabschnitte in Richtung auf den Nadelzylinder zurückstoßen; und
• c) eine zweite Steuerfläche (133), die veranlaßt, daß diejenigen Nadelplatinen (103), deren End­ abschnitte nicht in Richtung des Nadelzylinders zurückgestoßen wurden, an dem Strickzylinder ein vorbestimmtes Stück parallel zu dessen Achse laufen.

6. Piezoelektrischer Nadelwähler nach Anspruch 5, bei dem die Kolben (119) ein vorbestimmtes Stück in Richtung auf den Strickzylinder (101) aus den Öffnungen der Magneten (120) vorstehen, wenn die piezoelektrischen Aktuatoren (117) nicht erregt sind, damit die Anschläge der Nadelwählhebel um ein vorbe­ stimmtes Stück in Abstand von den Magneten (120) gehalten werden, wenn sie von diesen angezogen sind.

7. Piezoelektrischer Nadelwähler nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch mehrere Elemente (123) aus magnetischem Material von denen jeweils eines an jedem Magneten (120) be­ festigt ist, um die Magnetflußeffekte durch die Magneten auf die Kolben zu mildern.

8. Piezoelektrischer Nadelwähler nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Bewegungs-Vervielfachungseinrichtung (30 a, 30 b), die zwischen jedem piezoelektrischen Aktuator (17, 18) und jedem Kolben (19 a, 19 b) vorgesehen ist, um eine Verlängerung des piezoelektrischen Aktuators in eine vervielfachte Linearbewegung des Kolbens umzusetzen.

9. Piezoelektrischer Nadelwähler nach Anspruch 8, bei dem die Bewegungs-Vervielfachungseinrichtung aufweist: Ausleger-Biegeelemente (31 a, 32 a, 33 a; 31 b, 32 b, 33 b), die sich in zueinander paralleler Anordnung und aus wechselnden Richtungen quer in die Haltereinrichtung (14, 15) hineinerstrecken, wobei die Biegeelemente jeweils über ein Anschlagstück (35 a, 36 a; 35 b, 36 b), die an einem freien Ende eines benachbarten Biegeelements fixiert sind, in Gleitkontakt stehen.

10. Piezoelektrischer Nadelwähler nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen elastischen O-Ring (37 a, 37 b), der zwischen dem am weitesten vorn gelegenen Biegeelement (33 a, 33 b) und einer Vorderwand der Halteeinrichtung (14, 15) liegt.