DE69106239T2 - Bistabiles Solenoid sowie dessen Verwendung in einer Strickmaschine. - Google Patents

Bistabiles Solenoid sowie dessen Verwendung in einer Strickmaschine.

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Description

    Beschreibung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Solenoid, das in Verbindung mit Permanentmagneten zur bistabilen Betätigung angeordnet ist, und eine Strickmaschine, die dieses verwendet.
  • 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.
  • Der Nachteil besteht darin, daß die genaue Positionierung des verschiebbaren Eisenkerns an einem gewünschten Punkt mühsam ist.
  • Zum Zweck der Eliminierung des Nachteils wurde eine Modifikation vorgeschlagen, wie sie in dem offengelegten japanischen Gebrauchsmuster 63-188910 (1988) dargestellt ist.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Außerdem muß die Einstellung auf den Spielraum an den Beanspruchungs- und Angriffspunkten des Hebels P7 sorgfältig ausgeführt werden, was mühsam ist.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Das Solenoid ist außerdem durch ein an seinem Außengehäuse vorgesehennes Halteelement an einer Grundplatte des Wagens fest montiert, wodurch seine Positionierung erleichtert wird.
  • 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
  • Die Fig. 1 und 2 sind Draufsichten im Schnitt eines bistabilen Solenoids, die eine erste Ausführungsform der Erfindung zeigen;
  • Fig. 3 ist ein Schubkraftkennliniendiagramm des bistabilen Solenoids;
  • Die Fig. 4 und 5 sind Draufsichten im Schnitt, die ein Hauptteil einer erfindungsgemäßen Strickmaschine zeigen;
  • Fig. 6 ist eine Schnittzeichnung eines bistabilen Solenoids nach dem Stand der Technik; und
  • Fig. 7 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die einen Schloßmantelantriebsmechanismus einer Strickmaschine nach dem Stand der Technik zeigt.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen wird ein bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen bistabilen Solenoids ausführlicher beschrieben.
  • Die Fig. 1 und 2 sind Schnittzeichnungen des erfindungsgemäßen bistabilen Solenoids und Fig. 3 ist ein Schubkraftkennliniendiagramm desselben.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Demzufolge kann der magnetisch stabile Zustand aufrechterhalten werden.
  • 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).
  • Dieser stabile Zustand kann durch Ausgleichen einer Verschiebung, wenn sie bewirkt wurde, unter Nutzung einer Anziehungskraft des Permanentmagneten aufrechterhalten werden.
  • 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.
  • Dieser stabile Zustand kann durch Ausgleichen einer Verschiebung, wenn sie bewirkt wurde, unter Nutzung einer Anziehungskraft des Permanentmagneten aufrechterhalten werden.
  • Demzufolge kann jeder der zwei, linken und rechten, stabilen Zustände gewährleistet werden.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Demzufolge kann der magnetisch stabile Zustand aufrechterhalten werden.
  • 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).
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (2)

1. Bistabiles Solenoid mit einem mindestens teilweise aus magnetischem Material hergestellten Außengehäuse, einem aus zwei Endbereichen (41, 42) und einem Mittelbereich bestehenden verschiebbaren Tauchkern (5), zwei Permanentmagneten (11, 12), die in einem vorgegebenen axialen Abstand um den verschiebbaren Tauchkern (5) herum so angeordnet sind, daß ihre magnetischen Richtungen einander entgegengerichtet sind, und zwei Magnetisierungsspulen (21, 22), zwischen denen die beiden Permanentmagneten (11, 12) angeordnet sind, wobei der Mittelbereich des Tauchkerns (5) aus magnetischem Material besteht und so angeordnet ist, daß er sich koaxial innerhalb des Außengehäuses erstreckt und das Außengehäuse mit zwei Endteilen (61, 62) aus magnetischem Material versehen ist, die sich radial nach innen erstrecken, um den Tauchkern (5) zu umgeben, jedes Endteil des Außengehäuses einen Bereich umfaßt, der neben einer der Magnetisierungsspulen (21, 22) liegt und einen radialen Zwischenraum in bezug auf den verschiebbaren Tauchkern (5) besitzt, sich der Bereich axial über mindestens eine Länge erstreckt, die dem Abstand zwischen den beiden stabilen Positionen des Tauchkerns (5) entspricht, die Länge des Mittelteiles des Tauchkerns (5) gleich der Summe des Abstandes zwischen den beiden stabilen Positionen des Tauchkerns (5) und dem axialen Abstand zwischen den gegenüberliegenden Innenwandungen der Endteile (61, 62) des Außengehäuses ist, jedes Endteil des Außengehäuses außerdem Tauchkernlager (63, 64) zum Tragen der Endbereiche (41, 42) des verschiebbaren Tauchkerns (5) umfaßt, ein radialer Zwischenraum zwischen den Permanentmagneten (11, 12) und den Magnetisierungsspulen (21, 22) auf der einen Seite und dem verschiebbaren Tauchkern (5) auf der anderen Seite vorgesehen ist, der Mittel bereich des verschiebbaren Tauchkerns (5) ein Teil (52) besitzt, in dem die magnetische Permeabilität kleiner ist als in beiden angrenzenden Teilen (51, 53) des Mittelbereiches, dadurch gekennzeichnet, daß die Endbereiche (41, 42) des verschiebbaren Tauchkerns (5) aus nichtmagnetischem Material sind und daß der Mittelbereich des Tauchkerns (5) ein einzelnes Mittelteil (52) umfaßt, in dem die magnetische Permeabilität kleiner als in beiden angrenzenden Teilen (51, 53) des Mittelbereiches ist, so daß der Abstand zwischen den stabilen Positionen des Tauchkerns (5) dem Abstand zwischen den Mittelpunkten der beiden Permanentmagneten (11, 12) entspricht.
2. Strickmaschine, die das bistabile Solenoid nach Anspruch 1 für den Schloßmantelantriebsvorgang eines Wagens verwendet, dadurch gekennzeichnet, daß das Solenoid (82) durch ein an seinem Außengehäuse vorgesehenes Halteelement (83) fest an einer Grundplatte (81) des Wagens befestigt und sein verschiebbarer Tauchkern (5) direkt mit einem Schloßteil (84) verbunden ist, so daß das Schloßteil (84) durch die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Tauchkerns (5) betätigt werden kann.
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