DE4337265C1 - Kettenwirkmaschine mit mindestens einer Legebarre - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kettenwirkmaschine mit mindestens einer Legebarre, deren Legenadeln mit Hilfe einer Jacquard-Steuerung um mindestens eine Na­ delteilung versetzbar sind.

Aus einer älteren, nicht vorveröffentlichten Patent­ anmeldung P 43 16 396.3-26 der Anmelderin ist zu ent­ nehmen, daß man die Legenadeln jeweils unter Zwischen­ schaltung eines durch mindestens einen piezoelektri­ schen Biegewandler biegbaren Trägerstreifen an der Le­ gebarre befestigen kann. Hierbei ist auch vorgesehen, daß zwei piezoelektrische Biegewandler mechanisch in Reihe liegen und bei gemeinsamer Ansteuerung eine ent­ gegengesetzte Biegung bewirken. Der Trägerstreifen be­ steht aus elektrisch leitendem Material und bildet eine innere Elektrode. Die piezoelektrisch aktiven Schichten sind mit einer äußeren Anschlußelektrode abgedeckt. Eine Steuerschaltung stellt ein positives und ein nega­ tives Potential zur Versorgung der Elektroden zur Ver­ fügung.

Aus einer älteren, ebenfalls nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung (DE-PS 42 26 899) der Anmelderin ist es ferner bekannt, den Trägerstreifen eines piezoelektri­ schen Biegewandlers lediglich einseitig mit einer akti­ ven Schicht aus piezoelektrischem Material zu versehen, so daß die Legenadel beim Anlegen einer Steuerspannung aus einer Ruhestellung in eine Stellung mit der ge­ wünschten Auslenkung übergeht. Eine unerwünschte Schrägstellung der Legenadel kann dadurch vermieden werden, daß zwei nebeneinander angeordnete Biegewandler nach Art einer Parallelogrammführung miteinander ver­ bunden werden.

Piezoelektrische Biegewandler, die ein- oder beidseitig eines biegbaren Trägerstreifens eine Schichtung aus innerer Elektrode, diese abdeckender piezoelektrisch aktiver Schicht und äußerer Elektrode aufweisen sind aus US-PS 40 99 211 und US-PS 50 34 649 bekannt. Aus diesen Literaturstellen geht auch hervor, daß man durch gleichzeitige Ansteuerung von auf gegenüberliegenden Seiten des Trägers befindlichen, aber in Längsrichtung versetzten piezoelektrisch aktiven Schichten eine S- förmige Biegung hervorrufen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ketten­ wirkmaschine mit einer wenig Platz benötigenden, be­ triebssicheren Jacquard-Steuerung für die Legenadeln anzugeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch Verwendung der piezoelektrischen Biegewandler läßt sich der Platzbedarf für die Jacquard-Steuerung gegenüber den mechanisch betätigten Jacquard-Steuerun­ gen ganz erheblich herabsetzen. Die Jacquard-Einrich­ tung ist berührungssicher, da die äußere Elektrode auf Masse- oder Erdpotential liegt und die Steuerspannung führende innere Elektrode auf dem Isoliermaterial des Trägerstreifens aufliegt und von der piezoelektrisch aktiven Schicht abgedeckt wird. Dies ist nicht nur aus Gründen der Betriebssicherheit von Vorteil, sondern erlaubt es auch, höhere Steuerspannungen anzuwenden, beispielsweise über 48 V. Dies wiederum erlaubt es, verhältnismäßig große Versatzbewegungen der Legenadel zu erzielen und/oder die Jacquard-Einrichtung zu ver­ kleinern und/oder größere Stellkräfte zu erzielen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Legenadeln di­ rekt am Isoliermaterial des Trägerstreifens befestigt werden können.

Mit Vorteil ist die innere Elektrode gemäß Anspruch 2 als Kupferschicht auf dem Trägerstreifen aufgetragen. Hierfür können alle bekannten Techniken angewendet wer­ den, beispielsweise eine bei elektrischen Leiterplatten übliche Beschichtung.

Durch die Weiterbildung nach Anspruch 3 ist sicherge­ stellt, daß die Ränder der inneren Elektrode vollstän­ dig von der aktiven Schicht überdeckt sind. Es ergibt sich daher ein sehr hohes Maß an Berührungssicherheit.

Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 4 ist für den An­ schluß einer Steuerleitung lediglich ein Elektrodenab­ schnitt freigelassen, der sich am Einspannende des Trä­ gerstreifens befindet. Hier werden die Anschlußstellen mechanisch am wenigsten belastet. Auch ergibt sich dort eine sichere elektrisch isolierende Abdeckung, bei­ spielsweise durch Vergießen des Anschlußbereichs mit einem elektrisch isolierenden Material, wie Epoxidharz.

Bei der Ausführungsform nach Anspruch 5 erhält man eine S-förmige Biegung des Trägerstreifens. Die Legenadel wird daher parallel zu sich verlagert.

Dieses Prinzip läßt sich gemäß Anspruch 6 auch für eine Auslenkung nach beiden Seiten anwenden.

Hierbei führt die Lehre des Anspruchs 7 zu einer weite­ ren Vereinfachung bei der Herstellung.

Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 8 ergibt sich ein berührungssicherer Anschluß der der Legenadel benach­ barten inneren Elektroden.

Die Verwendung eines Kamms nach Anspruch 9 erlaubt es auf einfache Weise, alle äußeren Elektroden zu erden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter, bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäß ver­ wendeten Trägerstreifen,

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer durch Biegewandler ver­ stellbaren Legenadel mit zugehöriger Steuer­ schaltung,

Fig. 3 ein Einbaubeispiel im Querschnitt,

Fig. 4 das Einbaubeispiel der Fig. 4 in Seitenansicht und

Fig. 5 eine zweite Ausführungsform.

Bei allen Ausführungsbeispielen sind Legenadeln 1 am unteren Ende 2 eines biegsamen Trägerstreifens 3 befe­ stigt, der mit seinem oberen Endbereich 4 mittels einer Haltevorrichtung 5 an einer Legebarre 6 befestigt ist.

Der Trägerstreifen 3 besteht aus elektrisch isolieren­ dem Material, beispielsweise aus glasfaserverstärktem Kunststoff, wie Polyamid oder Epoxidharz. Er trägt beidseitig eine Kupferbeschichtung 7, die in jeder be­ liebigen Technik aufgebracht sein kann, beispielsweise ähnlich wie bei Leiterplatten. Die Beschichtung 7 bil­ det auf jeder Seite zwei innere Elektroden 8 und 9 bzw. 10 und 11, die jeweils in Streifenrichtung gegeneinan­ der versetzt sind. Die Elektrode 8 weist einen Fortsatz 12 auf, der über ein Loch 13 im Trägerstreifen 3 mit der diagonal gegenüberliegenden inneren Elektrode 11 elektrisch verbunden ist. In ähnlicher Weise ist die innere Elektrode 9 über einen Fortsatz 14 mit der dia­ gonal gegenüberliegenden inneren Elektrode 10 elektrisch leitend verbunden.

Die inneren Elektroden 8 und 9 werden von einer durch­ gehenden elektrostatisch aktiven Schicht 15 überdeckt, die lediglich die Endbereiche 2 und 4 frei läßt und mit einer ebenfalls durchgehenden äußeren Elektrode 16, beispielsweise einem Graphit-Anstrich, versehen ist. In gleicher Weise sind die inneren Elektroden 10 und 11 von einer durchgehenden piezoelektrisch aktiven Schicht 17 überdeckt, die mit einer durchgehenden äußeren Elek­ trode 18 versehen ist. Diese Schichten erstrecken sich zwischen den gestrichelten Linien 19 und 20, so daß die innere Elektrode 9 vollständig und die innere Elektrode 8 bis auf den einen Anschluß 21 beziehungsweise - auf der anderen Seite - bis auf den einen Anschluß 22 auf­ weisenden oberen Endbereich überdeckt ist. Da die Kup­ ferbeschichtung 7 nicht ganz bis zum Rand des Träger­ streifens 3 reicht, sind die inneren Elektroden 8 bis 11 (mit Ausnahme des oberen Endbereichs 4) vollständig von der aktiven Schicht 15 bzw. 17 überdeckt. Die äuße­ ren Elektroden 16 und 18 werden durch Kontakte 23 und 24 angeschlossen.

Insgesamt ergeben sich daher vier Schichtungen 25, 26, 27 und 28, die je einem Biegewandler entsprechen und durch die Form der inneren Elektroden 8 bis 11 defi­ niert sind.

Gemäß Fig. 2 wird eine Steuerschaltung 29 verwendet, die einen Spannungserzeuger 30 aufweist. Der eine Aus­ gang liegt an Masse oder Erde 31 und ist mit den An­ schlüssen 23 und 24 verbunden. Die beiden anderen Aus­ gänge führen jeweils eine Steuerspannung und können über die Schalter 32 und 33 wahlweise über die Leitung A oder B an die Anschlüsse 21 und 22 gelegt werden, während der jeweils andere Anschluß mit der Erde 31 verbunden wird.

In der veranschaulichten Stellung sind die piezoelek­ trisch aktiven Schichten 15 und 17 in den Schichtungen 25 und 28 aktiv, weil die am Anschluß 21 zugeführte Steuerspannung auf das mit der äußeren Elektrode geer­ dete piezoelektrische Material einwirkt. Es ergibt sich eine S-förmige Biegung des Trägerstreifens 3 mit einer entsprechenden Versetzung der Legenadel 1. Durch Um­ schalten der Schalter 32 und 33 werden die Schichtungen 26 und 27 aktiviert, und es ergibt sich eine Z-förmige Ausbiegung nach der linken Seite.

Die Fig. 3 und 4 zeigen, daß die Anschlüsse 21 und 22 eines jeden Trägerstreifens mit zugehörigen Steuerlei­ tungen A1 bis An bzw. B1 bis Bn verbunden sind. Auf diese Weise kann jede der Legenadeln 1 für sich ver­ stellt werden. Die beiden Endlagen sind durch Anschläge 34 an der Legebarre 6 vorgegeben. Nach Anschließen der Steuerleitungen A und B und Befestigung der Träger 3 an der Legebarre 6 wird der gesamte Abschnitt 5 mit elek­ trisch isolierendem Kunststoff 37, wie Epoxidharz, ver­ gossen, so daß alle Steuerspannung führenden Teile be­ rührungssicher angeordnet sind. Der Kunststoff 37 kann einen Block 35 bilden, der als Haltevorrichtung 5 dient, indem er an der Legebarre 6 angeklebt oder auf andere Weise befestigt oder an Ort und Stelle gegossen wird. Ferner ist ein geerdeter Kamm 36 vorgesehen, der die Anschlüsse 23 und 24 der äußeren Elektroden 16 und 18 kontaktiert, so daß diese auf Erdpotential gehalten werden und bei der Montage als Fixierhilfe dient.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 werden für entspre­ chende Teile um 100 erhöhte Bezugszeichen verwendet. Unterschiedlich ist im wesentlichen, daß nur die Schichtungen 125 und 128 vorhanden sind, die innere Elektrode 108 nicht mit der inneren Elektrode 111 ver­ bunden ist, letztere vielmehr über eine durch eine elektrische Isolierschicht 137 abgedeckte Verbindungs­ leitung 110 mit dem Anschluß 122 verbunden ist und daß beide Anschlüsse 121 und 122 gemeinsam wahlweise mit der Steuerspannung oder mit Erde 131 verbindbar sind.

Bei dieser Ausführungsform nimmt der Trägerstreifen entweder die veranschaulichte S-förmige Biegung oder eine gestreckte Lage ein.

Abweichungen von den dargestellten Ausführungsformen können in vielfacher Hinsicht vorgenommen werden, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen. Beispiels­ weise kann in Fig. 2 anstelle der durchgehenden piezo­ elektrisch aktiven Schichten 15 und 17 für jede der Schichtungen 25 bis 27 eine eigene aktive Schicht vor­ gesehen werden, wobei dann deren äußere Elektroden mit­ einander verbunden werden müssen. Als piezoelektrisches Material kommen alle hierfür brauchbaren Materialien in Betracht, insbesondere Piezokeramik. Bei der Ausfüh­ rungsform der Fig. 5 kann durch Anlegen einer negativen Steuerspannung auch die Biegungsrichtung umgekehrt wer­ den.

Im einfachsten Fall trägt der Trägerstreifen lediglich eine Schichtung 25. Der Begriff "geerdet" soll bedeu­ ten, daß die dort wirksame Spannung gegenüber der Umge­ bung klein ist. Eine absolute Null-Setzung ist nicht erforderlich.

Claims (9)

1. Kettenwirkmaschine mit mindestens einer Legebarre (6), deren Legenadeln (1) mit Hilfe einer Jacquard- Steuerung um mindestens eine Nadelteilung ver­ setzbar sind, wobei die Legenadeln jeweils unter Zwischenschaltung eines durch mindestens einen pie­ zoelektrischen Biegewandler biegbaren Trägerstrei­ fen (3; 103) an der Legebarre befestigt sind, wobei jeder Trägerstreifen aus elektrisch isolierendem Material besteht und auf mindestens einer Seite eine Schichtung (25 bis 287; 125, 128) aus innerer Elektrode (8 bis 11; 108, 111), diese abdeckender piezoelektrisch aktiver Schicht (15, 17; 115, 117) und äußerer Elektrode (16, 18; 116, 118) trägt und wobei eine Steuerschaltung (29; 129) die innere Elektrode wahlweise mit Steuerspannung versorgt und die äußere Elektrode geerdet ist.

2. Kettenwirkmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die innere Elektrode (8 bis 11; 108, 111) als Kupferschicht auf dem Trägerstreifen (3; 103) aufgetragen ist.

3. Kettenwirkmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Elektrode (8 bis 11; 108, 111) Randbereiche der Trägerstreifen (3) frei­ läßt und dort von der aktiven Schicht (15, 17) übergriffen wird.

4. Kettenwirkmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Elektrode (8 bis 11; 108, 111) am nadelfernen Ende des Trä­ gerstreifens (3; 103) über die aktive Schicht (15, 16; 115, 116) übersteht, dort einen Anschluß (21, 22; 121, 122) für eine Steuerleitung (A, B) bildet und der überstehende Teil mit einer elektrisch iso­ lierenden Abdeckung versehen ist.

5. Kettenwirkmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerstreifen (3) eine erste Schichtung (25) und in Streifenrich­ tung versetzt auf der gegenüberliegenden Seite eine zweite Schichtung (28) trägt und daß die inneren Elektroden (8, 11) der beiden Schichtungen mitein­ ander verbunden sind.

6. Kettenwirkmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Trägerstreifen (3) gegenüber der ersten Schichtung (25) eine dritte Schichtung (27) sowie gegenüber der zweiten Schichtung (28) eine vierte Schichtung (26) trägt, daß auch die inneren Elektroden (9, 10) der dritten und vierten Schich­ tung miteinander verbunden sind und daß die Steuer­ schaltung (29) die Steuerspannung wahlweise an die innere Elektrode (8, 10) der ersten oder der drit­ ten Schichtung legt.

7. Kettenwirkmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Trägerstreifen (3) beidseitig mit einer durchgehenden aktiven Schicht (15, 17) und einer durchgehenden äußeren Elektrode (16, 18) ver­ sehen ist.

8. Kettenwirkmaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Elektro­ den (8 bis 11) der ersten und zweiten Schichtung (25, 28) bzw. der dritten und vierten Schichtung (26, 27) durch den Trägerstreifen (3) hindurch mit­ einander verbunden sind.

9. Kettenwirkmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen sich längs der Lege­ barre (6) erstreckenden geerdeten Kamm (36), der die äußeren Elektroden (16, 18) kontaktiert.