DE4213764C1 - Magnetsystem für die Nadelauswahl in Textilmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Magnetsystem für die Nadel­ auswahl in Textilmaschinen, insbesondere ein bistabiles Magnetsystem.

Bei derartigen Magnetsystemen ist es erforderlich, diese möglichst klein und kompakt aufzubauen, damit sie auf engstem Raum, dicht bei dicht gepackt, angeordnet werden können.

Ein derartiges Magnetsystem ist aus der DE-OS 29 38 851 bekanntgeworden. Dabei sind einzelne, in sich selbstän­ dige Elektromagnetsysteme in ein Permanentmagnet- Gemeinschaftsjoch eingebaut. Die Elektromagnetsysteme sind jeweils mit einem zwischen zwei Positionen kippba­ ren, inneren Anker versehen, dessen eines Ende als La­ gerstelle auf dem Grunde des Magnetsystemes aufliegt.

Diese im großen und ganzen zufriedenstellende Anordnung ist jedoch störanfällig im Hinblick auf die Lagerstelle des Ankers. Insbesondere treten dabei Probleme durch die äußeren auf den Anker und dessen Lagerstelle wirkenden Kräfte beim Betrieb des Magnetsystemes auf. Da der An­ ker bei dem bekannten System sehr schlank ausgebildet sein muß, besteht die Gefahr des Brechens, und es ist schwierig bzw. kostspielig, die notwendige Festigkeit des Ankers konstruktiv zu erreichen.

Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, ein Magnetsystem der eingangs genannten Art dahingehend aus­ zubilden, daß es zum einen möglichst kleinvolumig und für eine platzsparende Dicht-bei-dicht-Anordnung mehre­ rer Magnetsysteme ausgebildet ist und zum anderen einen robusten Anker mit einer zuverlässigen Lagerung auf­ weist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Magnetsystem einen mit einer Erregerwicklung versehenen, länglichen Magnetkern aufweist, daß vor der Stirnseite des Magnet­ kernes ein drehbar gelagertes, längliches, sich im we­ sentlichen in axialer Richtung der Magnetkernachse er­ streckendes Ankerteil aus Kunststoffmaterial angeordnet ist, dessen der Stirnseite des Magnetkernes zugewandte Ende mit einem Permanentmagneten versehen ist, dessen Polarisierungsrichtung quer zur Stirnfläche bzw. zur Magnetkernachse verläuft, und daß zu beiden Seiten des Magnetkernes ein Flußleitblech vorgesehen ist, das sich vom Ende des Magnetkernes, mit dem es magnetisch gut leitend verbunden ist, bis mindestens über den Bereich des Permanentmagneten im Ankerteil erstreckt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 11 angegeben.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbe­ sondere darin, daß das Magnetsystem äußerst kleinvolumig und kompakt aufgebaut ist und dabei eine präzise und auch im Dauerbetrieb mit einer Vielzahl von Lastwechseln standfeste/haltbare Ankerlagerung aufweist. Dabei ist das Magnetsystem aus wenigen, unkritisch zu montierenden Einzelteilen aufgebaut und somit kostengünstig herstell­ bar.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich­ nung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1A, 1B die Ansichten eines Magnetsystemes,

Fig. 2 die Ansicht eines Magnetsystemes im Schnitt,

Fig. 3 die Unteransicht des Magnetsystemes gem. Fig. 2,

Fig. 4 die Seitenansicht des Magnetsystemes gem. Fig. 2,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht des Aufbaues eines Magnetsystemes,

Fig. 6 die perspektivische Ansicht eines modifizierten Magnetsystemes,

Fig. 7 die Ansicht von mehreren nebeneinander angeordneten und weiterhin modifzierten Magnetsystemen, und

Fig. 8A, 8B und 9 die Ansichten von Ankerteilen des Magnet­ systems gem. Fig. 7.

In den Fig. 1A und 1B ist ein bistabiles Magnetsystem für die Nadelauswahl in Textilmaschinen mit seinen zwei stabilen Stellungen des Ankerteiles 1 dargestellt. Das Magnetsystem besteht im wesentlichen aus einem längli­ chen Magnetkern 2, der in einem eine Erregerwicklung 3 tragenden Spulenkörper 4 eingeschoben ist. Vor der Stirnseite 5 des Kernes ist das Ankerteil 1 um die Achse 6 drehbar gelagert.

Das Ankerteil ist aus magnetisch nicht leitendem Mate­ rial, vorzugsweise aus Kunststoffmaterial, hergestellt. In das der Stirnseite des Magnetkernes zugewandte Ende des Ankerteiles ist ein Permanentmagnet 7 in das Anker­ teil eingesetzt, dessen Polarisierungsrichtung in Bewe­ gungsrichtung des Ankerteiles, d. h. quer zum Stirnende des Kernes verläuft.

Beidseitig des Spulenkörpers mit der Erregerwicklung und dem Magnetkern sind Flußleitbleche 8, 8′ angeordnet, die mit dem unteren Ende 9 des Kernes magnetisch gut leitend verbunden sind. Hierzu ist das untere Ende des Kernes entsprechend verbreitert ausgebildet. Die Flußleitbleche erstrecken sich dabei mindestens bis in den Bereich, in dem sich der Permanentmagnet 7 des Ankerteils 1 befin­ det. Falls es die Festigkeit des gesamten Aufbaues er­ fordert, können die Flußleitbleche ggfs. auch über die­ sen Bereich hinaus fortgeführt sein.

Über die Flußleitbleche und den Magnetkern läuft dabei ein magnetischer Fluß, der eine Drehkraft auf das Anker­ teil ausübt, und zwar wird das Ankerteil zunächst zu der Seite hin bewegt, zu der der Permanentmagnet sich am direktesten befindet.

Bei der Bestromung der Erregerwicklung mit einem ent­ sprechend gerichteten Strom (Impuls) wird eine der Per­ manentkraft entgegengerichtete Kraft auf das Ankerteil ausgeübt und dieses in die andere Lage bewegt. Um die an sich stabilen Endlagen des Ankerteiles zu verstärken, um ein "Umkippen" des Ankerteiles bei starken Erschütterun­ gen des gesamten Systems im Betrieb zu verhindern, kann vorgesehen sein, die Erregerwicklung mit einem entspre­ chend gerichteten Haltestrom zu betreiben. Auf das obere Ende 10 des Ankerteiles 1, das wie vorstehend erläutert, zwei stabile Lagen einnehmen kann, wirkt ein hier nicht näher dargestellter Stößel zur Nadelauswahl ein, der bei der in der Fig. 1A gezeigten Stellung des Ankerteiles in den Freiraum 11 eintauchen kann und bei der in der Fig. 1B gezeigten Stellung des Ankerteiles durch dieses am Eintauchen in den Freiraum gehindert wird.

In der Fig. 2 ist ein Magnetsystem mit einem modifizier­ ten Spulenkörper 4′ im Schnitt dargestellt, wobei die Fig. 3 noch eine Unteransicht und die Fig. 4 noch eine Seitenansicht des Magnetsystemes zeigt. Dabei ist der Spulenkörper als Trägerkörper aus Kunststoffmaterial ausgebildet und mit einer axialen Ausnehmung 12 verse­ hen, in die der Magnetkern 2 eingeschoben ist. Eine um­ laufende Aussparung 13 im unteren Bereich des Trägerkör­ pers ist zur Aufnahme der Erregerwicklung 3 vorgesehen. Im vorderen Bereich des Trägerkörpers ist eine zapfenar­ tige Anformung 14 als Lagerzapfen für das Ankerteil 1 ausgebildet. Der Spulen- bzw. Trägerkörper ist dabei mit seitlichen Anformungen/Ausnehmungen versehen, die ein dichtes, platzsparendes Aneinanderfügen von mehreren Magnetsystemen ermöglichen. Beispielsweise greift die als Lagerzapfen für das Ankerteil vorgesehene Anformung 14 in eine Ausnehmung 15 des Nachbarsystems ein und ge­ währleistet dabei einen sicheren Halt der benachbarten Systeme. Obere und untere Flußleitbleche 8 dienen für die Leitung des Magnetflusses sowie den weiteren Zusam­ menhalt der Magnetsysteme.

In der Fig. 5 ist der prinzipielle Aufbau des Magnetsy­ stems in einer auseinandergezogenen perspektivischen Zeichnung dargestellt. Dabei ist ein als Flußleitblech wirkendes unteres Montageblech 16 vorgesehen, auf dem der Spulenkörper 4 bzw. 4′ mit dem Magnetkern 2 montiert ist. Vor der Stirnseite 5 des Magnetkernes befindet sich das um eine Achse 6 schwenkbare Ankerteil 1 mit dem Per­ manentmagneten 7. Auf diese Anordnung ist schließlich das obere Flußleit- bzw. Montageblech 17, das hier nur teilweise dargestellt ist, aufgesetzt. Am vorderen Ende der Montagebleche ist zwischen diesen ein Führungsele­ ment 18 zur Führung der Nadelauswahlstößel 19, die auf das vordere Ende 10 der Ankerteile einwirken, angeord­ net.

Schließlich ist in der Fig. 6 ein modifiziertes Ma­ gnetsystem dargestellt, das von der Funktionsweise her wie das vorstehend beschriebene Magnetsystem ausgebildet ist. Auch dieses Magnetsystem weist einen Spulenkörper 4 sowie ein davor drehbar gelagertes Ankerteil 1 auf. Obe­ re und untere Flußleitbleche 8, 8′ dienen der Leitung des Magnetflusses. Zur Erzielung einer kostengünstigen Herstellung ist hierbei vorgesehen, daß der Magnetkern 2′ des Magnetsystemes einstückig aus dem Material des Flußleitbleches 8′ herausgearbeitet ist.

Dabei ist zunächst eine Zunge 20 aus dem Flußleitblech 8′ ausgestanzt, die dann in Richtung auf das obere Fluß­ leitblech 8 hin abgebogen ist und anschließend auf einen Teil ihrer Länge - magnetisch gut leitend - parallel zum oberen Flußleitblech verläuft. Eine Rückbiegung der Zun­ ge und entsprechende Abwinkelung ist dabei so gestaltet, daß das vordere Ende der Zunge sich mittig zwischen den beiden Flußleitblechen parallel zu diesen erstreckt. Dieses Ende der Zunge bildet dann den eigentlichen Kern des Magnetsystems, wobei auf diesen "Magnetkern" der Spulenkörper 4 aufgeschoben ist.

Das in der Fig. 7 dargestellte, weiterhin modifizierte Magnetsystem besteht im wesentlichen aus einem U-förmigen Magnetkern 21 mit einer Erregerwicklung 3 auf einem der beiden Schenkel und einem drehbar gelagerten, im wesentlichen länglichen Ankerteil 1. Die Drehachse 6 des Ankerteiles befindet sich dabei vor der Öffnung des U-förmigen Magnetkernes, und das Ende 22 ragt zwischen die Schenkelenden 23 des Magnetkernes. Das Ankerteil besteht aus nichtmagnetischem Werkstoff, vorzugsweise Kunststoffmaterial, und in sein vorderes Ende 22 sind zwei gegensinnig polarisierte Permanentmagnete 24 eingefügt, deren Polarisierungsrichtung quer zum Magnetkernende, d. h. in Richtung der Verbindungslinie zwischen den beiden Schenkelenden 23 verläuft. Die beiden Permanentmagnete können dabei dicht aufeinandergepackt oder mit einer Zwischenlage 25 aus nichtmagnetischem Material in das Ankerteilende einge­ setzt sein. Ggfs. kann auch vorgesehen sein, daß ein einstückiger Permanentmagnet verwendet wird, der beim Herstellprozeß so magnetisiert wurde, daß sich an seinen beiden Stirnflächen gleichnamige Pole befinden. Bei nicht bestromter Erregerwicklung wird das Ankerteilende zunächst in einer der beiden möglichen, stabilen Stel­ lungen aus einem der beiden Schenkelenden anliegen, und bei Bestromung der Erregerwicklung mit einem entspre­ chend gerichteten Strom bzw. Stromimpuls wird das Anker­ teil in die andere stabile Endlage bewegt, in der es verharrt, bis die Erregerwicklung mit einem Strom entge­ gengesetzter Richtung beaufschlagt wird.

Zur Erkennung der Lage bzw. Stellung des Ankerteiles kann vorgesehen sein, daß vor dem Ende des Ankerteiles, d. h. zwischen den Schenkelenden eine Hallsonde 26 oder eine Induktionsspule o. ä. Hublagenerkennungsmittel an­ geordnet sind.

In der Fig. 7 ist noch dargestellt, wie mehrere Magnet­ systeme dicht bei dicht nebeneinander angeordnet sein können. Zur Erzielung einer möglichst großen Packungs­ dichte ist dabei vorgesehen, daß der mit der Erreger­ wicklung 3 versehene Schenkel gerade ausgebildet ist und der zugehörige zweite Schenkel eine Kröpfung aufweist, wobei die Kröpfung etwa dem Halbmesser der Erregerspule entspricht, sodaß die Systeme geschachtelt werden können.

In den Fig. 8A, 8B und 9 sind verschiedene Möglichkeiten der Ausbildung des Ankerteilendes 22 mit den entspre­ chenden Permanentmagneten 24 dargestellt. Dabei sind die Permanentmagnete in den Fig. 8A, 8B ringförmig ausgebil­ det und über ihre Dicke magnetisiert, während in der Fig. 9 zwei diametral magnetisierte Magnetringe vorgese­ hen sind, die nebeneinander in das Ankerteilende einge­ setzt sind und deren Stellung zueinander durch Drehung beim Fertigungsprozeß des Ankerteiles eingestellt wird, und die dann fixiert werden.

Claims (12)

1. Magnetsystem für die Nadelauswahl in Textilmaschi­ nen, insbesondere bistabiles Magnetsystem, dadurch gekennzeichnet,
daß das Magnetsystem einen mit einer Erregerwicklung (3) versehenen, länglichen Magnetkern (2, 2′) auf­ weist,
das vor der Stirnseite (5) des Magnetkernes ein drehbar gelagertes, längliches, sich im wesentlichen in axialer Richtung der Magnetkernachse erstrecken­ des Ankerteil (1) aus Kunststoffmaterial angeordnet ist, dessen der Stirnseite des Magnetkernes zuge­ wandte Ende mit einem Permanentmagneten (7) versehen ist, dessen Polarisierungsrichtung quer zur Stirn­ fläche bzw. zur Magnetkernachse verläuft, und
das zu beiden Seiten des Magnetkernes (2, 2′) ein Flußleitblech (8, 8′) vorgesehen ist, das sich vom Ende (9) des Magnetkernes, mit dem es magnetisch leitend verbunden ist, bis mindestens über den Be­ reich des Permanentmagneten (7) im Ankerteil (1) erstreckt.

2. Magnetsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net,
daß das Magnetsystem mit einem einstückigen Träger­ körper aus Kunststoffmaterial versehen ist, der zur Aufnahme des Magnetkernes (2) und der Erregerwick­ lung (3) sowie zur Halterung des Ankerteiles (1) ausgebildet ist, wobei der Trägerkörper

• a) eine axiale Ausnehmung (12) aufweist, in die der Magnetkern (2) einschiebbar ist,
• b) eine umlaufende Aussparung (13) in seinem unteren Bereich zur Aufnahme der Erregerwicklung (3) aufweist, und
• c) eine zapfenartige Anformung (14) in seinem vorderen Bereich als Lagerstelle für das Ankerteil (1) aufweist.

3. Magnetsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet,
daß mehrere Magnetsysteme nebeneinander in einem blockförmigen Modul angeordnet sind, und
daß die Flußleitbleche der einzelnen Magnetsysteme auf jeder Seite zu jeweils einem einstückigen, alle Magnetsysteme überdeckenden Flußleitblech zusammen­ gefaßt sind.

4. Magnetsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Ankerteile der nebeneinander angeordneten Magnetsysteme eines blockförmigen Moduls auf einer gemeinsamen Achse gelagert sind.

5. Magnetsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Magnetkern (2′) einstückig aus dem Material des einen Flußleitbleches (8′) gebildet ist, wobei

• a) eine Zunge (20) aus dem einen Flußleitblech (8′) ausgestanzt ist,
• b) die Zunge in Richtung zum anderen Flußleitblech (8) hin hochgebogen ist und anschließend auf einem Teil ihrer Länge eng anliegend, parallel zu diesem Flußleitblech verläuft,
• c) anschließend derart zurückgebogen ist, daß deren Ende mittig zwischen den Flußleitblechen (8, 8′), parallel zu diesen als Magnetkern (2′) verläuft, und

daß ein eine Lagerstelle für das Ankerteil aufwei­ sender Spulenkörper auf das Zungenende aufgeschoben ist.

6. Magnetsystem für die Nadelauswahl in Textilmaschi­ nen, insbesondere bistabiles Magnetsystem, dadurch gekennzeichnet,
daß das Magnetsystem einen im wesentlichen U- förmigen Magnetkern (21) aufweist, auf dessen einem Schenkel eine Erregerwicklung (3) vorgesehen ist,
daß ein längliches, drehbar gelagertes Ankerteil (1) aus Kunststoff vor der Öffnung des Magnetkernes vor­ gesehen ist, dessen eines Ende sich zwischen die Schenkelenden (23) erstreckt, und
daß dieses Ende mit zwei gegensinnig polarisierten Permanentmagneten (24) versehen ist, deren Polari­ sierungsrichtung quer zum Ende des Magnetkernes ver­ läuft.

7. Magnetsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß der nicht mit der Erregerwicklung (3) versehene Schenkel eine Kröpfung aufweist, in die die Erreger­ wicklung eines benachbarten Magnetsystemes eintau­ chen kann.

8. Magnetsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Permanentmagnete (24) in zwei entsprechend bemessene Aussparungen des Ankerteilendes (22) ein­ gefügt sind.

9. Magnetsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Permanentmagnete (24) dicht aufeinanderge­ packt und in eine entsprechend bemessene Aussparung des Ankerteilendes (22) eingefügt sind.

10. Magnetsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die beiden Permanentmagnete als einstückiger Magnet ausgebildet sind, der in axialer Richtung so aufmagnetisiert ist, daß an beiden Endflächen gleichnamige Pole ausgebildet sind.

11. Magnetsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net,
daß die beiden Permanentmagnete (24) ringförmig aus­ gebildet und diametral magnetisiert sind, und
daß die Permanentmagnete nebeneinander angeordnet in das Ankerteilende (22) eingesetzt sind, wobei die Stellung der beiden Magnete zueinander durch Drehung der Magnete eingestellt und anschließend fixiert ist.