Beschreibung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Solenoid, das in Verbindung mit
Permanentmagneten zur bistabilen Betätigung angeordnet ist, und eine
Strickmaschine, die dieses verwendet.
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Ein bekanntes bistabiles Solenoid ist mit einem Rückschluß, der zwei,
auf beiden Seiten einer Magnetisierungsspule angeordnete
Permanentmagnete besitzt, und einem verschiebbaren Eisenkern versehen, der
eine Gesamtlänge besitzt, die kürzer ist als der Abstand zwischen den
äußeren Enden ihrer entsprechenden Permanentmagneten, und der
verschiebbar in dem Rückschluß eingepaßt ist.
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Der Nachteil besteht darin, daß die genaue Positionierung des
verschiebbaren Eisenkerns an einem gewünschten Punkt mühsam ist.
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Zum Zweck der Eliminierung des Nachteils wurde eine Modifikation
vorgeschlagen, wie sie in dem offengelegten japanischen Gebrauchsmuster
63-188910 (1988) dargestellt ist.
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Wie am besten aus Fig. 6 ersichtlich ist, umfaßt die Modifikation ein
Solenoidgehäuse P11, ein Paar Magnetisierungsspulen P13 und P14,
zwischen die ein Permanentmagnet P12 geschoben ist, der in radialer
Polausrichtung magnetisiert ist, zwei an den Außenseiten der beiden
Magnetisierungsspulen P13 bzw. P14 angeordnete Endplatten P15 und P16 und
einen sich nach außen über die beiden Endplatten P15 und P16
erstreckenden zylindrischen Führungskörper P17. Demzufolge wird ein Paar
von linken und rechten Magnetschleifen zwischen dem zentralen
Permanentmagneten P12 und den zwei Endplatten P15 bzw. P16 aufgebaut. Der
zylindrische Führungskörper P17 nimmt einen verschiebbaren Eisenkern
P18 auf, der sich in Längsrichtung des Führungskörpers P17 erstreckt
und zwei wechselwirkende Bereiche P19 und P20 besitzt, die in gleicher
Breite zu ihren entsprechenden Endplatten P15 und P16 angeordnet sind.
Innerhalb ihrer entsprechenden wechselwirkenden Bereiche P19 und P20
ist auch ein Paar von mit kleinem Durchmesser ausgebildeten Bereichen
P21 und P22 des verschiebbaren Eisenkerns P18 ausgebildet.
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Da die mit kleinem Durchmesser ausgebildeten Bereiche P21 und P22 des
verschiebbaren Eisenkerns P18 kleiner in der Permeabilität als die
anderen Bereiche sind, wird der verschiebbare Eisenkern stabil, wenn
einer seiner wechselwirkenden Bereiche P19 oder P20 auf die
entsprechende Endplatte P15 oder P16 trifft. Die Dicke der Endplatte P15 oder
P16 ist auch identisch mit der Breite der wechselwirkenden Bereiche
P19 oder P20, so daß die Positionierung des verschiebbaren Eisenkerns
P18 gewährleistet werden kann.
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In Fig. 7 ist ein Schloßmantelantriebsmechanismus einer Strickmaschine
dargestellt, der solch ein bekanntes Solenoid verwendet. Das Solenoid
P2 ist durch ein Halteglied P3 an einer Grundplatte P1 fest montiert.
Ein verschiebbarer Tauchkern P6 des Solenoids P2 ist vorgesehen, um
ein Ende eines durch ein Lager P4 schwenkbar gelagerten Schwinghebels
P5 nach oben zu drücken. Das andere Ende des Schwinghebels P5 ist zum
Betätigen eines Heb-Senk-Schloßteils P7 oder dergleichen angeordnet.
Wenn das Solenoid P2 nicht erregt ist, bleibt sein verschiebbarer
Tauchkern P6 mittels einer Feder zurückgezogen.
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Das zuvor in der japanischen Gebrauchsmusteroffenlegungsschrift 63-
188910 beschriebene Solenoid hat jedoch noch den Nachteil, daß der
verschiebbare Eisenkern direkt an der Innenfläche des zylindrischen
Führungskörpers gleitet und somit beide unvermeidlich abgenutzt
werden. Insbesondere ist der verschiebbare Eisenkern zur Verbesserung der
magnetischen Eigenschaften aus weichem Eisen hergestellt, das eine
geringe Verschleißbeständigkeit besitzt.
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Der Magnetkreis erstreckt sich bis zu den Endplatten, wo es geringe
Zwischenräume zwischen dem zylindrischen führungskörper und den
wechselwirkenden Bereichen des verschiebbaren Eisenkerns gibt. Somit neigt
der magnetische Fluß zum Abfließen und Anziehen ungewollter
Materialien, z. B. von vorhandenem Eisenpulver. Solches Eisenpulver kann in
den Innenraum des Führungskörpers eintreten und das Verschleißen
sowohl des verschiebbaren Eisenkerns als auch des zylindrischen
Führungskörpers beschleunigen.
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Der Zwischenraum zwischen dem zylindrischen Führungskörper und den
wechselwirkenden Bereichen des verschiebbaren Eisenkerns muß auf einen
minimalen Abstand festgelegt werden, um den Eintritt von Eisenpulver
zu minimieren und den Endplatten nicht zu erlauben, als Lagerbuchsen
zu wirken.
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Auch wenn die Feldstärke des Permanentmagneten zum Erhöhen einer
Haltekraft vergrößert wird, entwickelt sich durch den Magnetkreis ein
größerer Energiestrom. Gleichzeitig ist auch die Feldenergie des
Magnetkreises erhöht, der nichtstabile Bedingungen bewirkt. Als Folge
davon müssen der Permanentmagnet und/oder die Magnetisierungsspulen in
der Größe vergrößert werden, um geeignete Beträge der Haltekraft und
Schubkraft zu erzeugen, während der Verschiebungsabstand des
verschiebbaren Eisenkerns auf eine gewünschte Länge eingestellt wurde.
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Die obige bekannte Strickmaschine verwendet eine Vielzahl von solchen
Solenoiden, die eine Schubkraft von 1 kgf zum Betätigen jedes
Heb-Senk-Schloßteiles erzeugen, das mit einer kleinen Schubkraft von 300
gf betrieben werden kann.
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Das 1-kgf-Solenoid erzeugt nicht nur eine größere Schubkraft, sondern
auch einen unerwünschten körperlichen Stoß, der Geräusch und Vibration
während des Betriebes der Strickmaschine bewirkt und die Betriebsdauer
wird gesenkt. Die Größe des Solenoids muß proportional zur Größe einer
Schubkraft erhöht werden und trägt in keinster Weise zur Kompaktheit
der Strickmaschine bei.
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Desweiteren muß das obige, zum Betätigen des Schloßteiles in einer
Strickmaschine verwendete Solenoid, wie es in Fig. 7 gezeigt ist, mit
dem Schwinghebel P5 zur Schloßteilauslösung, dem Halteglied P3, dem
Lager P4 usw. verbunden sein. Demzufolge wird die
Schloßmantelantriebsanordnung kompliziert und kaum in der Größe reduziert. Außerdem
wird die Trägheitsmasse der sich bewegenden Teile groß und verhindert
somit einen Hochgeschwindigkeitsbetrieb und erfordert eine große
magnetische Energie.
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Außerdem muß die Einstellung auf den Spielraum an den
Beanspruchungs- und Angriffspunkten des Hebels P7 sorgfältig ausgeführt werden, was
mühsam ist.
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In der japanischen Patentoffenlegungsschrift 57-29649 (1982) ist ein
Schloßteilträgerwagen einer Strickmaschine offenbart, der ein
bewegliches Schloßteil trägt, das durch ein elektromagnetisches
Positioniermittel zur inneren und äußeren Verschiebung betätigt wird, um die
Tätigkeit der Nadeln zu steuern. Das elektromagnetische
Positioniermittel umfaßt einen Permanentmagneten, der ein kleines Magnetfeld
aufweist und in Verbindung mit Spulen zur Magnetisierung und
Entmagnetisierung angeordnet ist, und eine bewegliche Einheit aus
ferromagnetischem Material, die mit dem zu positionierenden Schloßteil verbunden
ist. Zur Ermöglichung einer magnetisierenden und entmagnetisierenden
Wirkung der Spulen auf den Permanentmagneten ist ein Steuermagnetkreis
vorgesehen, der Stromimpulse nutzt. Infolgedessen kann sowohl die
bewegliche Einheit als auch das mit der beweglichen Einheit verbundene
Schloßteil durch die Wirkung der magnetischen Anziehung und Abstoßung
zum Schloßteileinrücken und -ausrücken betätigt werden.
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Das Solenoid des in der japanischen Patentoffenlegungsschrift 57-29649
offenbarten Schloßteilträgerwagens umfaßt einen einzelnen
Permanentmagneten und ist folglich mit einer Feder versehen, die eine
Gegenkraft zur bistabilen Bewegung erzeugt. Zum Anziehen des Eisenkerns ist
eine größere magnetische Anziehungskraft als die aufgebrachte Kraft
der Feder erforderlich. Dieses führt zur Verringerung des
Wirkungsgrades
der Energieumwandlung. Beim Zurückführen des Schloßteiles in seine
Betätigungsposition wird der Eisenkern außerdem plötzlich durch die
aufgebrachte Kraft der Feder nach außen gedrückt, wodurch ein
körperlicher Stoß erzeugt wird, der das Verschleißen des Eisenkerns und
seiner zugehörigen Teile beschleunigen kann.
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Die DE-C-1 253 821, auf der der Oberbegriff des Anspruchs 1 basiert,
offenbart ein bistabiles Solenoid mit einem Außengehäuse aus teilweise
magnetischem Material. Das Solenoid hat einen aus zwei Endbereichen
und einem Mittelbereich bestehenden verschiebbaren Tauchkern und zwei
Permanentmagnete, die in einem vorgegebenen axialen Abstand um den
verschiebbaren Tauchkern so angeordnet sind, daß ihre magnetischen
Richtungen einander entgegengerichtet sind. Die beiden
Permanentmagneten sind zwischen zwei Magnetisierungsspulen angeordnet. Der
Mittelbereich des Tauchkerns ist aus magnetischem Material und koaxial mit
dem Außengehäuse, das mit zwei Endteilen aus magnetischem Material
versehen ist. Diese Endteile erstrecken sich radial nach innen und
umgeben den Tauchkern. Jedes Endteil des Außengehäuses hat einen neben
einer der Magnetisierungsspulen liegenden Bereich und einen radialen
Zwischenraum in bezug auf den verschiebbaren Tauchkern. Jedes Endteil
des Außengehäuses umfaßt auch Tauchkernlager, die die Endbereiche des
verschiebbaren Tauchkerns tragen, wobei zwischen den Permanentmagneten
und den Magnetisierungsspulen auf der einen Seite und dem
verschiebbaren Tauchkolben auf der anderen Seite ein radialer Zwischenraum
vorgesehen ist.
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Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, sowohl ein verbessertes
bistabiles Solenoid als auch eine Strickmaschine zur Verfügung zu
stellen, die das verbesserte bistabile Solenoid nutzt.
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Erfindungsgemäß ist ein bistabiles Solenoid vorgesehen mit einem
mindestens teilweise aus magnetischem Material hergestellten
Außengehäuse, einem aus zwei Endbereichen und einem Mittel bereich bestehenden
verschiebbaren Tauchkern, zwei Permanentmagneten, die in einem
vorgegebenen axialen Abstand um den verschiebbaren Tauchkern herum so
angeordnet sind, daß ihre magnetischen Richtungen einander
entgegengerichtet sind, und zwei Magnetisierungsspulen, zwischen denen die
beiden Permanentmagneten angeordnet sind, wobei der Mittelbereich des
Tauchkerns aus magnetischem Material besteht und so angeordnet ist,
daß er sich koaxial innerhalb des Außengehäuses erstreckt und das
Außengehäuse mit zwei Endteilen aus magnetischem Material versehen ist,
die sich radial nach innen erstrecken, um den Tauchkern zu umgeben,
jedes Endteil des Außengehäuses einen Bereich umfaßt, der neben einer
der Magnetisierungsspulen liegt und einen radialen Zwischenraum in
bezug auf den verschiebbaren Tauchkern besitzt, sich der Bereich axial
über mindestens eine Länge erstreckt, die dem Abstand zwischen den
beiden stabilen Positionen des Tauchkerns entspricht, die Länge des
Mittelteiles des Tauchkerns gleich der Summe des Abstandes zwischen
den beiden stabilen Positionen des Tauchkerns und dem axialen Abstand
zwischen den gegenüberliegenden Innenwandungen der Endteile des
Außengehäuses ist, jedes Endteil des Außengehäuses außerdem Tauchkernlager
zum Tragen der Endbereiche des verschiebbaren Tauchkerns umfaßt, ein
radialer Zwischenraum zwischen den Permanentmagneten und den
Magnetisierungsspulen auf der einen Seite und dem verschiebbaren Tauchkern
auf der anderen Seite vorgesehen ist, der Mittel bereich des
verschiebbaren Tauchkerns ein Teil besitzt, in dem die magnetische
Permeabilität kleiner ist als in beiden angrenzenden Teilen des Mittelbereiches,
dadurch gekennzeichnet, daß die Endbereiche des verschiebbaren
Tauchkerns aus nichtmagnetischem Material sind und daß der Mittelbereich
des Tauchkerns ein einzelnes Mittelteil umfaßt, in dem die magnetische
Permeabilität kleiner als in beiden angrenzenden Teilen des
Mittelbereiches ist, so daß der Abstand zwischen den stabilen Positionen des
Tauchkerns dem Abstand zwischen den Mittelpunkten der beiden
Permanentmagneten entspricht.
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Entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
verwendet eine Strickmaschine das obige bistabile Solenoid für den
Schloßmantelantriebsvorgang eines Wagens. Das Solenoid kann durch ein an
seinem Außengehäuse vorgesehenes Halteelement fest an einer
Grundplatte des Wagens befestigt sein und sein verschiebbarer Tauchkern ist
direkt mit einem Schloßteil verbunden, so daß das Schloßteil durch die
Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Solenoids betätigt werden kann.
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Eine erfindungsgemäße Strickmaschine nutzt das obige bistabile
Solenoid für den Schloßmantelantriebsvorgang eines Wagens, so daß jedes
Schloßteil durch die bistabile Bewegung des Solenoids betätigt werden
kann.
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Das Solenoid ist außerdem durch ein an seinem Außengehäuse
vorgesehennes Halteelement an einer Grundplatte des Wagens fest montiert,
wodurch seine Positionierung erleichtert wird.
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Desweiteren ist der verschiebbare Eisenkern oder Tauchkern des
Solenoids direkt mit dem Schloßteil verbunden und somit wird kein
Verbindungsmechanismus, wie z.B. ein Schwinghebel, benötigt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die Fig. 1 und 2 sind Draufsichten im Schnitt eines bistabilen
Solenoids, die eine erste Ausführungsform der Erfindung zeigen;
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Fig. 3 ist ein Schubkraftkennliniendiagramm des bistabilen Solenoids;
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Die Fig. 4 und 5 sind Draufsichten im Schnitt, die ein Hauptteil einer
erfindungsgemäßen Strickmaschine zeigen;
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Fig. 6 ist eine Schnittzeichnung eines bistabilen Solenoids nach dem
Stand der Technik; und
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Fig. 7 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die einen
Schloßmantelantriebsmechanismus einer Strickmaschine nach dem Stand
der Technik zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen wird ein bevorzugte
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen bistabilen Solenoids
ausführlicher beschrieben.
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Die Fig. 1 und 2 sind Schnittzeichnungen des erfindungsgemäßen
bistabilen Solenoids und Fig. 3 ist ein Schubkraftkennliniendiagramm
desselben.
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Das Solenoid der Fig. 1 bis 3 umfaßt ein Paar Permanentmagneten 11 und
12, die mit Abstand angeordnet sind, so daß ihre magnetischen
Richtungen entgegengesetzt zueinander sind, zwei Magnetisierungsspulen 21 und
22, die außen von den Permanentmagneten 11 bzw. 12 angeordnet sind,
einen sich über die Permanentmagneten 11 und 12 und die
Magnetisierungsspulen 21 und 22 erstreckenden zylindrischen Führungskörper 3 aus
magnetischem Material und ein Paar Tauchkernlager 63 und 64 aus
magnetischem Material, die außen vorgesehen sind, wie es in Fig. 1
dargestellt ist.
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Der zylindrische Führungskörper 3 nimmt einen verschiebbaren Eisenkern
5 auf, der innerhalb des zylindrischen Führungskörpers 3 ohne
Kontaktverhältnis gleiten kann, indem er durch die beiden Lager 63 und 64
getragen wird. Der verschiebbare Eisenkern 5 hat einen mit hoher
Permeabilität ausgebildeten Bereich 51 und einen Bereich mit niedriger
Permeabilität, die entsprechend dem Abstand zwischen den beiden
Permanentmagneten 11 und 12 angeordnet sind. Insbesondere ist ein Teil des
verschiebbaren Tauchkerns 5 aus magnetischem Material, das eine hohe
Permeabilität besitzt, ausgespart, um einen mit Luft gefüllten Raum,
der eine niedrige Permeabilität besitzt, zu erhalten und auf diese
Weise den mit niedriger Permeabilität ausgebildeteten Bereich 52 zu
bilden.
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Wenn im Betrieb der mit niedriger Permeabilität ausgebildete Bereich
52 von beiden Permanentmagneten 11 und 12 versetzt ist, zieht der am
dichtesten liegende (z.B. der rechte Magnet 12) der beiden
Permanentmagneten 11 und 12 den mit niedriger Permeabilität ausgebildeten
Bereich 52 an, um ihn zum stabilen Positionieren nach rechts zu bewegen.
Während der mit niedriger Permeabilität ausgebildete Bereich 52 des
verschiebbaren Eisenkerns mit dem Permanentmagneten 12, der die glei-
che Breite hat, in Eingriff bleibt, breiten sich die magnetischen
feldlinien von einem der beiden Pole des axial fluchtenden
Permanentmagneten 12 über einen mit hoher Permeabilität ausgebildeten Bereich
53, der neben dem mit niedriger Permeabilität ausgebildeten Bereich 52
gelegen ist, und den anderen mit hoher Permeabilität ausgebildeten
Bereich 51 des Eisenkernes 5 zum anderen Pol des Permanentmagneten 11
unter Ausbildung eines Magnetkreises aus. Wenn der verschiebbare
Eisenkern 5 aus seiner stabilen Position versetzt ist, wird daher eine
magnetische Anziehungskraft aufgebaut, um ihn in die stabile Position
zurückzuführen.
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Demzufolge kann der magnetisch stabile Zustand aufrechterhalten
werden.
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Wenn die Magnetisierungsspule 21 zum Erzeugen des Magnetflusses erregt
ist, wird zwischen dem linken Ende 511 des mit hoher Permeabilität
ausgebildeten Bereichs 51 und der Innenseite 611 des Rückschlusses 61
eine Anziehungskraft entwickelt, die die Linksbewegung des
verschiebbaren Eisenkerns 5 bewirkt, weil der Tauchkernzapfen 41 aus nicht
magnetischem Material gebildet ist. Nach der Linksbewegung stoppt der
verschiebbare Eisenkern 5 in einer Position, in der sein mit niedriger
Permeabilität ausgebildeter Bereich 52 gegenüber dem Permanentmagneten
11 zu liegen kommt und verbleibt in einem stabilen Zustand (siehe Fig.
2).
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Dieser stabile Zustand kann durch Ausgleichen einer Verschiebung, wenn
sie bewirkt wurde, unter Nutzung einer Anziehungskraft des
Permanentmagneten aufrechterhalten werden.
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Wenn die Magnetisierungsspule 22 erregt ist, wird zwischen der
Innenseite des rechten Rückschlusses 62 und dem rechten Ende des mit hoher
Permeabilität ausgebildeten Bereiches 53 eine Anziehungskraft
entwikkelt. Folglich wird der verschiebbare Eisenkern 5 nach rechts bewegt
und verbleibt dann in einer Position, in der sein mit niedriger
Permeabilität ausgebildeter Bereich 52 unter Bildung eines stabilen
Zustandes gegenüber dem Permanentmagneten 12 zu liegen kommt.
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Dieser stabile Zustand kann durch Ausgleichen einer Verschiebung, wenn
sie bewirkt wurde, unter Nutzung einer Anziehungskraft des
Permanentmagneten aufrechterhalten werden.
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Demzufolge kann jeder der zwei, linken und rechten, stabilen Zustände
gewährleistet werden.
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Die beiden Permanentmagneten 11 und 12 haben einen inneren Rückschluß
72, der dazwischen angeordnet ist, und zwei weitere innere
Rückschlüsse 71 und 73, die an ihren entsprechenden Außenseiten angeordnet sind.
An den äußeren Seiten der inneren Rückschlüsse 71 bzw. 73 sind
außerdem zwei Magnetisierungsspulen 21 und 22 vorgesehen. Die obige
Anordnung ist dann so an einem zylindrischen Führungskörper 3 befestigt,
daß sich der zylindrische Führungskörper 3 innerhalb und längs der
Anordnung erstreckt. Der zylindrische Führungskörper 3 ist dann
zwischen zwei Rückschlüssen 61 und 62 aus magnetischem Material
angeordnet, die Lagerabschnitte 63 bzw. 64 besitzen.
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Der zylindrische Führungskörper 3 nimmt einen verschiebbaren Eisenkern
5 auf, der einen etwas kleineren Außendurchmesser als der Durchmesser
des zylindrischen Führungskörpers 3 besitzt, so daß er an der
Innenseite des zylindrischen Führungskörpers 3 ohne Berühren gleiten kann.
Der verschiebbare Eisenkern 5 hat eine Aussparung in seinem
Mittelbereich mit gleicher Breite wie die Permanentmagneten 11 und 12 und
dient als ein mit kleinem Durchmesser ausgebildeter, in Wechselwirkung
stehender Bereich 52, der eine geringere Permeabilität aufweist.
Folglich
werden auf beiden Seiten des mit kleinem Durchmesser
ausgebildeten, wechselwirkenden Bereiches 52 zwei mit großem Durchmesser
ausgebildete, wechselwirkende Bereiche 51 und 53 des verschiebbaren
Eisenkerns 5 gebildet. Die mit großem Durchmesser ausgebildeten,
wechselwirkenden Bereiche 51 und 53 sind an den äußeren Enden mit zwei
Tauchkernzapfen 41 bzw. 42 aus nichtmagnetischem Material verbunden. Die
Tauchkernzapfen 41 und 42 sind für die Gleitbewegung entlang ihrer
entsprechenden Lagerteile 63 und 64 der Rückschlüsse angeordnet.
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In Betrieb, wenn der mit kleinem Durchmesser ausgebildete,
wechselwirkende Bereich 52 von beiden Permanentmagneten 11 und 12 versetzt ist,
zieht der nächstgelegene (z.B. der rechte Magnet 12) der beiden
Permanentmagneten 11 und 12 den mit kleinem Durchmesser ausgebildeten,
wechselwirkenden Bereich 52 zur stabilen Positionierung an. Während
der mit kleinem Durchmesser ausgebildete, wechselwirkende Bereich 52
des verschiebbaren Eisenkerns 5 im Eingriff mit dem Permanentmagneten
12 bleibt, der die gleiche Breite besitzt, erstrecken sich die
magnetischen Flußlinien unter Bildung eines magnetischen Kreises von einem
der beiden Pole des axial fluchtenden Permanentmagneten 12 über die
mit großem Durchmesser ausgebildeten, wechselwirkendenden Bereiche 53
und 51 neben dem mit kleinem Durchmesser ausgebildeten,
wechselwirkenden Bereich 52 des Eisenkerns 5 zum anderen Pol des Permanentmagneten
11. Wenn der verschiebbare Eisenkern 5 aus seiner stabilen Position
versetzt wird, wirkt folglich die magnetische Anziehung als eine
Rückstellkraft, um ihn in die stabile Position zurückzubringen.
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Demzufolge kann der magnetisch stabile Zustand aufrechterhalten
werden.
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Wenn die Magnetisierungsspule 21 zum Erzeugen eines magnetischen
Flusses erregt ist, wird zwischen der Innenseite des Rückschlusses 61 und
dem linken Ende des mit großem Durchmesser ausgebildeten,
wechselwirkenden Bereiches 51 eine Anziehungskraft entwickelt, die die
Linksbewegung des verschiebbaren Eisenkerns 5 bewirkt, da der Tauchkernzapfen
41 aus nichtmagnetischem Material gebildet ist. Nach dem Bewegen nach
links stoppt der verschiebbare Eisenkern 5 in einer Position, in der
sein mit kleinem Durchmesser ausgebildeter, wechselwirkender Bereich
52 gegenüber dem Permanentmagneten 11 zu liegen kommt und verbleibt in
einem stabilen Zustand (siehe Fig. 2).
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Dieser stabile Zustand kann aufrechterhalten werden, wenn die
Magnetisierungsspule nicht erregt ist. Genauer gesagt, wirkt die Anziehung
des Permanentmagneten 11 als eine Rückstellkraft und ermöglicht, daß
der verschiebbare Eisenkern 5 in seine stabile Position zurückgeführt
wird, wenn er versetzt ist.
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Auch wenn die Magnetisierungsspule 22 erregt ist, wird zwischen der
Innenseite des rechten Rückschlusses 62 und dem rechten Ende des mit
großem Durchmesser ausgebildeten, wechselwirkenden Bereiches 53 eine
Anziehungskraft entwickelt. Folglich wird der verschiebbare Eisenkern
5 nach rechts bewegt und verbleibt dann in einer Position, in der sein
mit kleinem Durchmesser ausgebildeter, wechselwirkender Bereich 52
gegenüber dem Permanentmagneten 12 unter Bildung eines stabilen
Zustandes zu liegen kommt.
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Dieser stabile Zustand wird aufrechterhalten, wenn die
Magnetisierungsspule 22 nicht erregt ist. Genauer gesagt, wirkt die Anziehung
des Permanentmagneten 12 als eine Rückstellkraft und ermöglicht, daß
der verschiebbare Eisenkern 5 in seine stabile Position zurückgeführt
wird, wenn er versetzt ist.
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Die Rückstellkraft wirkt entgegen einer Schubkraft, die von dem
Solenoid erzeugt wird. Die Kenndaten der Schubkraft sind in Fig. 3
dargestellt, wobei eine nutzbare Schubkraft von 400 gf und ein Hub von 3 mm
erzeugt werden, wenn die Magnetisierungsspannung 22 V beträgt. Die
Schubkraft von solcher Stärke ist für die Anwendung zum Betätigen
eines Heb-Senk-Schloßteiles einer Strickmaschine geeignet.
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Die den verschiebbaren Eisenkern 5 lagernden Tauchkernzapfen 41 und 42
sind aus nichtmagnetischem Material ausgebildet, wodurch keine
magnetische Energie nach außen entweichen kann. Demzufolge wird keine
Ansammlung von Eisenpulver bewirkt und die Funktionstüchtigkeit der
Lager verbessert.
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Der verschiebbare Eisenkern 5 kann sich ohne direkte Berührung mit dem
zylindrischen Führungskörper 3 bewegen, wodurch sowohl der Verschleiß
der beiden Materialien vermieden als auch die Betriebsdauer erhöht
wird.
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Der verschiebbare Eisenkern 5 kann mit einem Teilstück aus Material
mit niedriger Permeabilität versehen sein, das anstelle des mit
kleinem Durchmesser ausgebildeten, wechselwirkenden Bereiches angeordnet
ist. Dieses hat den Vorteil, daß die mechanische Festigkeit erhöht
wird, ohne Anordnen eines solchen mechanisch nachteiligen, mit kleinem
Durchmesser ausgebildeten, wechselwirkenden Bereiches.
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Die erfindungsgemäße Strickmaschine wird unter Bezugnahme auf die Fig.
4 und 5 weiter beschrieben, die Draufsichten in Schnittdarstellung
sind, die einen Schloßteilauslöseabschnitt eines Wagens in der
erfindungsgemäßen Strickmaschine zeigen. Fig. 4 stellt den Eingriff eines
Schloßteiles dar und Fig. 5 das Lösen desselben.
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Wie in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist, sind eine Grundplatte 81 des
Wagens, ein durch ein Halteelement 83 starr an der Grundplatte 81
befestigtes Solenoid 82, das Schloßteil 84 und eine Hubregelungssperre
85 vorgesehen. Das Solenoid 82 hat einen inneren Aufbau, der mit dem
obigen bistabilen Solenoid identisch ist, und wird mit den gleichen
Bestandteilen, die mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind,
beschrieben.
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Um das Heb-Senk-Schloßteil in der Strickmaschine, die einen solchen
Heb-Senk-Schloßteilmechanismus besitzt, auszulösen, erzeugt eine kurze
Erregung einer Magnetisierungsspule 22 eine magnetische
Anziehungskraft zwischen einem verschiebbaren Tauchkern 5 und einem Rückschluß
62, der das Bewegen des verschiebbaren Tauchkernes 5 nach rechts
bewirkt. Der verschiebbare Tauchkern 5 hält dann an, wenn eine Sperre 86
des Schloßteiles 84 in direkten Kontakt mit der Grundplatte 81 kommt.
In der Position ist der mit kleinem Durchmesser ausgebildete,
wechselwirkende Bereich 52 des verschiebbaren Tauchkerns 5 etwas außerhalb
der Position eines rechten Permanentmagneten 12 gelegen, während die
Magnetisierungsspule 22 nicht erregt ist. Genauer gesagt, wird durch
den Permanentmagneten 12 eine Schubkraft erzeugt, um den mit kleinem
Durchmesser ausgebildeten, wechselwirkenden Bereich 52 des
verschiebbaren Tauchkerns 5 nach rechts zu ziehen, und folglich verbleibt das
Schloßteil nach außen ragend, um einer mäßigen Kraft von äußerem Druck
zu widerstehen, die während des Betriebes verursacht wird. Als Folge
davon ermöglicht das Schloßteil 84 einer entsprechenden Stricknadel,
abgesenkt zu bleiben.
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Wenn keine Betätigung des Heb-Senk-Schloßteiles 84 notwendig ist, er
zeugt die kurze Erregung der anderen Magnetisierungsspule 21 eine
magnetische Anziehungskraft zwischen dem verschiebbaren Tauchkern 5 und
einem linken Rückschluß 61, die das Bewegen des verschiebbaren
Tauchkerns 5 nach links bewirkt. Der verschiebbare Tauchkern 5 hält dann
an, wenn sein linker Zapfen 41 am linken Ende in direkten Kontakt mit
der Hubregelungssperre 85 kommt. In dieser Position ist der mit
kleinem Durchmesser ausgebildete, wechselwirkende Bereich 52 des
verschiebbaren Tauchkerns 5 etwas außerhalb von der Position eines linken
Permanentmagneten 11 gelegen, während die Magnetisierungsspule 21
nicht erregt ist. Genauer gesagt, wird durch den Permanentmagneten 11
eine Schubkraft erzeugt, um den mit kleinem Durchmesser ausgebildeten,
wechselwirkenden Bereich 52 des verschiebbaren Tauchkerns 5 nach links
zu ziehen, und auf diese Weise verbleibt das Schloßteil 84
zurückgezogen, um einem geringen Betrag einer äußeren Zugkraft zu widerstehen,
die während des Betriebes erzeugt wird. Im Ergebnis dessen ermöglicht
das Schloßteil 84 seiner entsprechenden Stricknadel, unbetätigt zu
bleiben.
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Die Hublänge des verschiebbaren Tauchkerns 5 kann durch die beiden
Sperren 85 und 86 gesteuert werden. Es ist eine guter Gedanke, daß das
Schloßteil 84 zur Erleichterung der Wartung von dem Lagerzapfen 42
lösbar angeordnet ist. Außerdem ist verständlich, daß diese Anordnung
nicht auf Heb-Senk-Schloßteilmechanismen beschränkt ist.
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Da die Tauchkernlager aus nichtmagnetischem Material sind, entweicht
keine magnetische Energie nach außerhalb seines Gehäuses. Folglich
wird die unerwünschte Ansammlung von Eisenpulver vermieden und eine
sehr genaue, zuverlässige Stellbewegung gewährleistet.
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Der verschiebbare Tauchkern oder Eisenkern ist etwas von jedem
Permanentmagneten beabstandet, so daß er ungeachtet von kritischem
Verschleiß gleiten kann und auf diese Weise eine lebenslange Haltbarkeit
gegeben ist.
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Die erfindungsgemäße Strickmaschine verwendet die obigen verbesserten
Solenoide, die zur bistabilen Betätigung mit Hilfe einer minimalen
Kraft der gewünschten Verschiebung angeordnet sind, was weniger
körperlichen Stoß während der Schaltbewegung der Schloßteile zur Folge
hat. Auf diese Weise wird die Betriebssicherheit der Solenoide und
ihrer entsprechenden Bestandteile erheblich erhöht.
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Außerdem ist das Solenoid direkt an einem Wagen der Strickmaschine
befestigt, so daß es ein entsprechendes Schloßteil in bistabiler
Bewegung direkt betätigt. Demzufolge ist ein bekannter
Verbindungsmechanismus, z.B. ein Schwinghebelsystem, nicht mehr erforderlich und die
Trägheitsmasse an dem Auslöseabschnitt wird kleiner. Dieses erlaubt
einen Hochgeschwindigkeitsbetrieb, niedrigen
Magnetisierungsenergiebedarf und Energieeinsparung.
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Desweiteren ist keine Spielraumeinstellung notwendig, da jedes
Schloßteil
anders als mit dem bekannten Verbindungsmechanismus direkt
betätigt wird und auf diese Weise werden die Wartung und der Service der
Bestandteile der Maschine erleichtert.