EP1874987B1 - Jacquardmaschine mit bistabilem element zum heben und senken von kettfäden - Google Patents

Jacquardmaschine mit bistabilem element zum heben und senken von kettfäden Download PDF

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EP1874987B1
EP1874987B1 EP06742566A EP06742566A EP1874987B1 EP 1874987 B1 EP1874987 B1 EP 1874987B1 EP 06742566 A EP06742566 A EP 06742566A EP 06742566 A EP06742566 A EP 06742566A EP 1874987 B1 EP1874987 B1 EP 1874987B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
jacquard machine
bistable element
stable
stable element
machine according
Prior art date
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Not-in-force
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EP06742566A
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English (en)
French (fr)
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EP1874987A1 (de
Inventor
Walter Keim
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Grosse Precision Machinery Co Ltd
Original Assignee
ZHEJIANG GROSSE PRECISION MACHINERY CO Ltd
ZHEJIANG GROSSE PREC MACHINERY CO Ltd
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Publication date
Application filed by ZHEJIANG GROSSE PRECISION MACHINERY CO Ltd, ZHEJIANG GROSSE PREC MACHINERY CO Ltd filed Critical ZHEJIANG GROSSE PRECISION MACHINERY CO Ltd
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Anticipated expiration legal-status Critical

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03C—SHEDDING MECHANISMS; PATTERN CARDS OR CHAINS; PUNCHING OF CARDS; DESIGNING PATTERNS
    • D03C3/00—Jacquards
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03C—SHEDDING MECHANISMS; PATTERN CARDS OR CHAINS; PUNCHING OF CARDS; DESIGNING PATTERNS
    • D03C13/00—Shedding mechanisms not otherwise provided for

Definitions

  • the present invention relates to a jacquard machine according to the preamble of claim 1, which does not require the use of urine cords and for this purpose has a bistable element which can be deformed for raising or lowering the warp threads of a loom.
  • a generic jacquard machine is for example from the DE 43 35 620 A1 the applicant known.
  • a flat bar used as a bistable element is caused to oscillate by the action of external force, whereby a corresponding raising or lowering of a warp thread held by the board takes place via a board connected to the flat bar.
  • bistable element in very special Fashion must be designed.
  • the flat bar is subjected to specific physical and mechanical requirements during deformation, which must be taken into account in the design of the bar.
  • a particularly high cost in the design of the bistable element is required, which in turn leads to an increase in the manufacturing cost.
  • the present invention is based on the object, which in the DE 43 35 620 A1 described concept for designing a jacquard machine such that the raising and lowering of warp of a loom by means of the deformation of a bistable element can be achieved in a simple and reliable manner. It should also be taken into account in particular that the effort for the realization of a bistable element should be kept within a reasonable range.
  • the DE 43 35 620 A1 describes a concept which relates primarily to the mounting of the bistable element during operation of the jacquard machine.
  • this novel way of holding the bistable element in practice significant advantages, despite all the desired effect, namely the targeted deformation of the bistable element for raising or lowering a warp thread is reliably achieved.
  • a jacquard machine for use in a loom, which has boards for raising and lowering warp yarns of the loom, a board driving means for effecting a lifting or lowering movement of the boards, and a board selecting device which includes certain of Selects boards to hold the warp threads connected to the respective boards in an elevated or lowered state, the board drive means for each board having a bistable connected thereto, which alternately by an axially acting on the element or in the longitudinal direction outer deformation stress first stable position state, which corresponds to a raised state of the board, or a second stable state, which corresponds to a lowered state of the board occupies, and according to the invention, the bistable element is firmly clamped on both sides with its end portions in a holder and the deformation of the element by Merging the two end portions is achieved.
  • An erfmdungswasher aspect relates to the design of the bistable element itself. While it is provided in the prior art to use a single flat bar or a single leaf spring, it is proposed according to the invention to design the bistable element multi-layered and this to arrange a plurality of elastically deformable rods or leaf springs on top of each other ,
  • a jacquard machine for use in a loom, comprising boards for raising and lowering warp yarns of the loom, board driving means for effecting a raising or lowering movement of the boards, and a board selecting device which selects particular ones of the boards; in order to hold the warp threads connected to the boards concerned in an elevated or lowered state, wherein the board drive device for each board has a bistable element connected thereto, which alternately a first stable position state by an axially or longitudinally acting on the element outer deformation stress , which corresponds to a raised state of the board, or a second stable state, which corresponds to a lowered state of the board, occupies, and according to the invention, the bistable element by a multilayer ela is formed deformable rod or a multi-layer elastically deformable leaf spring with a plurality of superposed rods or springs.
  • the physical and mechanical requirements of this can be realized much better and in particular also easier.
  • the storage of the bistable element can be chosen such that when the mechanical deformation stress is exerted, one of the two of the stable position states is reached and the bistable element assumes a neutral state without the action of the mechanical deformation stress.
  • an initial device can then be provided which, in response to a control signal, effects a directed initial deflection of the bistable element from its neutral position state, such that the element assumes a specific one of the two stable position states after the deformation stress has been applied.
  • This initial device can be formed, for example, by a pair of electromagnets or a hydraulic or pneumatic piston coupled to the bistable element.
  • the jacquard machine according to the invention may have, in the vicinity of the bistable element, sensor elements with the aid of which the current positional state of the element is detected. In this way, a safe control of the bistable element in the desired position is possible.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of the board drive in the jacquard machine according to the present invention, wherein only the arrangement for a single board is shown. According to the number of boards used in a complete jacquard machine, this arrangement accordingly exists multiple times, the board drive devices are then arranged to operate a plurality of offset in the direction of the warp threads arranged boards cascade.
  • a bistable element 1 in the form of an elastically deformable rod or an elastically deformable leaf spring.
  • the bistable element 1 can be placed in two different position states. In this case, a first positional state is illustrated by a solid line, whereas a second positional state is illustrated by the dotted line.
  • a circuit board 2 is mounted, which is non-positively and positively connected in its upper end portion 2a with the bistable element 1.
  • an eyelet 2b for carrying a warp thread 3 of a loom.
  • the circuit board 2 and hence the warp thread 3 are thus in a raised or lowered position.
  • the deformation of the bistable element 1 in one of the two illustrated states of the state takes place in a known manner in that the bistable element 1 is loaded with a deformation stress acting axially or in the longitudinal direction on the bistable element 1.
  • This is done by a hydraulic device, which two holders 5a and 5b for supporting the end portions 1a and 1b of having bistable element 1, wherein the position of the two holders 5a and 5b by means of two hydraulic cylinders 6a and 6b can be changed. So as to load the bistable element 1 with a deformation stress, the two brackets 5a and 5b are moved towards each other, to relieve the bistable element 1, the brackets 5a and 5b are removed from each other.
  • the principle of deformation of the bistable element 1 is the same as in the DE 43 35 620 A1 , After loading the element 1 with the deformation stress, this therefore assumes one of the two position states, wherein the decision as to which position is taken depends on the initial conditions before the axial load is exerted. For targeted modification of these initial conditions can be provided an Intialvorraum whose operation will be explained later.
  • the bistable element 1 is first relieved of load, this being then due to the elastic deformation together with the board 2 in the direction of the other stable situation is accelerated.
  • the kinetic energy present in the neutral position that is to say in the extended state of the bistable element 1
  • the dead point located there is overcome and the element 1 is deformed at least slightly in the direction of the respective other stable positional state.
  • the load of the bistable element 1 caused by the hydraulic cylinders 6a and 6b sets in again, so that it finally becomes deformed in such a way that it assumes the desired other stable positional state.
  • the board 2 and the warp thread 3 connected thereto are transferred from the raised to the lowered state or vice versa.
  • the warp thread 3 can be brought into a position corresponding to the pattern to be woven in this manner.
  • FIGS. 3 and 3a show the arrangement or deformation of the bistable element 1 in a storage according to the present invention, while the FIGS. 4 and 4a Comparable representations in a holder, as in the DE 43 35 620 A1 is intended to show.
  • FIG. 4 gives a bending line corresponding to a half sinusoidal line, whereas in the arrangement according to the present invention, a bending line corresponding to a complete phase of a sine curve results.
  • the deflection h of the bistable element with respect to a stretched arrangement is the same despite everything, so that the circuit board 2 connected to the bistable element 1 and thus the warp thread 3 can still be deflected in the desired manner.
  • the bending equations resulting for both storage cases and examined by Euler also show that the same parameters for the bistable element 1 give different sizes.
  • the buckling load for the bistable element 1 in the case according to the invention is four times as high as in the case of storage according to the prior art.
  • the buckling load or any other arbitrary variable can be set in the same way in both cases.
  • an advantage resulting from the storage according to the invention consists in that now improved possibilities for the realization of the bistable element 1 exist. It has been shown that the realization of the bistable Elements 1 with the help of single bars or individual leaf springs is difficult.
  • the bistable element 1 is not formed by a single component but by a plurality of bars arranged on top of each other. Like the enlarged view of the end area in FIG. 3a can be removed, now results in the holder according to the invention the advantage that the end portions 100a of the individual layers 100 of the bistable element 1 are basically aligned parallel to each other, both in the stretched as well as in the deformed or kinked state.
  • a first advantage consists in the fact that a connected bistable element 1 with the same cross-section over its entire length gives better possibilities for passing through a closed guide eye in the board strand. Furthermore, the bending force can be introduced into each individual spring of the stack by a simple and parallel moving pressure piece, whereas in the arrangement according to FIG. 4 a much higher effort would be required.
  • a mass production of a bistable element of a plurality of parallel stratified springs, which are welded together at least at one end, is also possible in the inventive storage of the element without much effort.
  • edge fiber stress in a thinner material in the same bending stress much lower than a thicker material.
  • the ratio of permissible and actual material load is thus cheaper by the multi-layer design, which has a positive effect on the life of the bistable element.
  • the danger of buckling perpendicular to the actual direction of oscillation also decreases disproportionately, since the ratio between width and thickness becomes more extreme when using a cantilever made of many individual layers with the same width and lower thickness.
  • a final advantage of the multi-layered design is that the physical and fastening properties of the bistable element 1 as a whole can be influenced in a simple manner by selecting the material for the individual layers 100 differently. It could therefore be provided that in the center of the stack, a single layer of a different material than the surrounding layers is formed, thereby to influence certain properties of the bistable element in a desired manner.
  • the inventive design and storage of the bistable element 1 is thus ensured that this can be easily and reliably deformed over a longer period of operation in the desired position state. In this way, a reliable control of the warp threads 3 of the loom is achieved.
  • the board 2 is in the correct position, for which an initial device is provided, which in the embodiment according to FIG. 1 is realized by a further hydraulic cylinder 10.
  • This initial device is used in the above-described operation of the jacquard machine as an open-jacquard machine only to safely reach the raised or lowered state at startup and could then be omitted if it is ensured by a suitable pre-deformation of the bistable element 1, that this principle at startup basically assumes one of the two stable states. Possibilities for this are also for example from the DE 43 35 620 A1 known.
  • the jacquard machine is used as a closed jacquard machine, it is known that after each weft insertion, the bistable elements 1 first assume a neutral position, that is to say a stretched state. If the bistable element 1 is then intended to be deformed specifically into one of the two positional states, the use of the initial device 10 is essential in order to achieve the deflection of the bistable element 1 in the desired direction.
  • the deflection is achieved by means of a hydraulic cylinder 10 whose front end portion 10a is coupled to the bistable element 1
  • the bistable element 1 has magnetostrictive or electrostrictive properties at least in a partial region and is deflected in a corresponding manner by the field generated with the aid of the electromagnets 11, 12.
  • two sensors 13 and 14 can also be provided, which detect the positional state of the bistable element 1 in a suitable manner.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Looms (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Jacquardmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, welche ohne die Verwendung von Harnschnüren auskommt und hierzu ein bistabiles Element aufweist, welches zum Heben oder Senken der Kettfäden einer Webmaschine verformt werden kann.
  • Eine gattungsgemäße Jacquardmaschine ist beispielsweise aus der DE 43 35 620 A1 der Anmelderin bekannt. Hierbei wird durch äußere Krafteinwirkung ein als bistabiles Element genutzter Flachstab zum Schwingen gebracht, wobei über eine mit dem Flachstab verbundene Platine ein entsprechendes Anheben bzw. Absenken eines von der Platine gehaltenen Kettfadens erfolgt. Es handelt sich hierbei um eine Weiterbildung klassischer Jacquardmaschinen, bei denen üblicherweise die Platinen mittels angetriebener Messer eine fachbildende Hub- und Senkbewegung ausführen. Über eine Platinenauswahleinrichtung können in Abhängigkeit von dem zu webenden Webmuster bestimmte Platinen ausgewählt werden, die von den angetrieben Messern getrennt werden und somit an der Hub- und Senkbewegung nicht teilnehmen. Üblicherweise erfolgt dabei die sog. Rapportierung des Webmusters mittels einer Vielzahl von Harnschnüren, die eine formschlüßige Verbindung zwischen den Platinen und den Kettfäden während der Senkbewegung erlauben. Hierbei ist je ein Kettfaden des Webmusters mit je einer Platine über eine Harnischschnur verbunden. Zur Herstellung der kraftschlüssigen Verbindung während der Senkbewegung sind im Allgemeinen an dem den Platinen gegenüberliegenden Enden der Harnischschnüre Zugfedern vorgesehen.
  • Durch die in der DE 43 35 620 A1 beschriebene Weiterentwicklung konventioneller Jacquardmaschinen kann auf den Einsatz dieser Zugfedern sowie der Harnschnüre verzichtet werden, was einen großen Vorteil im Hinblick auf die Betriebssicherheit der gesamten Anlage mit sich bringt. Da die Harnschnüre einem großen Verschleiß unterliegen, können längere Produktionsstillstände, die zum Austausch gerissener Schnüre oftmals erforderlich sind, vermieden werden.
  • Es hat sich nunmehr in der Praxis gezeigt, dass zur Verwirklichung des in der DE 43 35 620 A1 beschriebenen Konzepts das bistabile Element in ganz besonderer Art und Weise ausgestaltet sein muss. Der Flachstab wird während der Verformung spezifischen Anforderungen physikalischer und mechanischer Art unterworfen, was bei der konstruktiven Ausgestaltung des Stabs berücksichtigt werden muss. Um einen reibungslosen Ablauf während des späteren Betriebs gewährleisten zu können, ist ein besonders hoher Aufwand bei der Ausgestaltung des bistabilen Elements erforderlich, was wiederum zu einer Erhöhung der Herstellungskosten führt.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zu Grunde, das in der DE 43 35 620 A1 beschriebene Konzept zur Ausgestaltung einer Jacquardmaschine derart weiterzuentwickeln, dass das Anheben und Absenken von Kettfaden einer Webmaschine mittels der Verformung eines bistabilen Elements in einfacher und zuverlässiger Weise erreicht werden kann. Hierbei soll insbesondere auch berücksichtigt werden, dass der Aufwand zur Verwirklichung eines bistabilen Elements in einem vertretbaren Rahmen gehalten werden sollte.
  • Die Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die DE 43 35 620 A1 beschreibt ein Konzept, welches sich in erster Linie auf die Halterung des bistabilen Elements während des Betriebs der Jacquardmaschine bezieht. So ist beim Stand der Technik vorgesehen, das bistabile Element an zwei Lagerpunkten drehbar mit entsprechenden Halterungen zu verbinden, wobei das Verformen des Elements durch Zusammenführen der Lagerpunkte erzielt wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird demgegenüber vorgeschlagen, die Lagerung des bistabilen Elements dahingehend zu modifizieren, dass dieses nunmehr beidseitig mit seinen Endbereichen in einer Halterung fest eingespannt ist, wobei die Verformung des Elements durch Zusammenführen der beiden Endbereiche erzielt wird. Wie später noch ausführlich erläutert wird, ergeben sich durch diese neuartige Art der Halterung des bistabilen Elements in der Praxis deutliche Vorteile, wobei trotz allem der angestrebte Effekt, nämlich das gezielte Verformen des bistabilen Elements zum Anheben bzw. Absenken eines Kettfadens zuverlässig erreicht wird.
  • Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird somit eine Jacquardmaschine zur Verwendung in einer Webmaschine vorgeschlagen, welche Platinen zum Heben und Senken von Kettfaden der Webmaschine, eine Platinenantriebseinrichtung zum Bewirken einer Hub- oder Senkbewegung der Platinen sowie eine Platinenauswahleinrichtung aufweist, die bestimmte der Platinen auswählt, um die mit den betreffenden Platinen verbundenen Kettfäden in einem gehobenen oder abgesenkten Zustand zu Halten, wobei die Platinenantriebseinrichtung für jede Platine ein mit dieser verbundenes bistabiles Element aufweist, welches durch eine auf das Element axial bzw. in Längsrichtung einwirkende äußere Verformungsspannung abwechselnd einen ersten stabilen Lagezustand, der einem angehobenen Zustand der Platine entspricht, oder einen zweiten stabilen Lagezustand, der einem abgesenkten Zustand der Platine entspricht, einnimmt, und wobei erfindungsgemäß das bistabile Element beidseitig mit seinen Endbereichen in einer Halterung fest eingespannt ist und die Verformung des Elements durch Zusammenführen der beiden Endbereiche erzielt wird.
  • Ein erfmdungsgemäßer Aspekt betrifft die Ausgestaltung des bistabilen Elements selbst. Während beim Stand der Technik vorgesehen ist, hierzu einen einzelnen Flachstab bzw. eine einzelne Blattfeder einzusetzen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, das bistabile Element mehrlagig auszugestalten und hierzu mehrere elastisch verformbare Stäbe bzw. Blattfedern übereinander anzuordnen.
  • Gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird dementsprechend eine Jacquardmaschine zur Verwendung in einer Webmaschine vorgeschlagen, welche Platinen zum Heben und Senken von Kettfaden der Webmaschine, eine Platinenantriebseinrichtung zum Bewirken einer Hub- oder Senkbewegung der Platinen und eine Platinenauswahleinrichtung aufweist, welche bestimmte der Platinen auswählt, um die mit den betreffenden Platinen verbundenen Kettfäden in einem gehobenen oder abgesenkten Zustand zu halten, wobei die Platinenantriebseinrichtung für jede Platine ein mit dieser verbundenes bistabiles Element aufweist, welches durch eine auf das Element axial bzw. in Längsrichtung einwirkende äußere Verformungsspannung abwechselnd einen ersten stabilen Lagezustand, der einem angehobenen Zustand der Platine entspricht, oder einen zweiten stabilen Lagezustand, der einem abgesenkten Zustand der Platine entspricht, einnimmt, und wobei erfmdungsgemäß das bistabile Element durch einen mehrlagigen elastisch verformbaren Stab bzw. eine mehrlagige elastisch verformbare Blattfeder mit mehreren übereinander angeordneten Stäben bzw. Federn gebildet ist. Durch die mehrlagige Ausgestaltung des bistabilen Elements können die physikalischen und mechanischen Anforderungen an dieses deutlich besser und insbesondere auch einfacher realisiert werden. Hierbei besteht insbesondere auch die Möglichkeit, durch die Wahl des Materials für die verschiedenen Lagen dessen Eigenschaften in geeigneter Weise anzupassen. In gleicher Weise wäre es allerdings auch möglich, sämtliche Lagen aus dem gleichen Material zu bilden, wobei dieses dann entsprechend zu wählen ist.
  • Beide angesprochenen Erfindungsaspekte können in vorteilhafter Weise kombiniert werden, um zu einer besonders effektiv arbeitenden Jacquardmaschine zu gelangen. Allerdings bestünde auch die Möglichkeit, die einzelnen Erfindungsgedanken jeweils für sich alleingenommen einzusetzen. Jeder Gedanke für sich alleingenommen trägt bereits dazu bei, die Effektivität und Betriebssicherheit einer Jacquardmaschine deutlich zu optimieren.
  • Die Lagerung des bistabilen Elements kann derart gewählt, dass bei Einwirken der mechanischen Verformungsspannung einer der beiden der stabilen Lagezustände erreicht wird und ohne Einwirken der mechanischen Verformungsspannung das bistabile Element einen neutralen Zustand einnimmt. In diesem Fall kann dann eine Initialvorrichtung vorgesehen sein, die in Abhängigkeit von einem Steuersignal eine gerichtete Initialauslenkung des bistabilen Elements aus dessen neutralen Lagezustand derart bewirkt, dass das Element nach Einwirken der Verformungsspannung einen bestimmten der beiden stabilen Lagezustände einnimmt. Diese Initialvorrichtung kann beispielsweise durch ein paar von Elektromagneten oder einen mit dem bistabilen Element gekoppelten Hydraulik- oder Pneumatikkolben gebildet werden. Ferner kann die erfindungsgemäße Jacquardmaschine in der Nähe des bistabilen Elements Sensorelemente aufweisen, mit deren Hilfe der aktuelle Lagezustand des Elements erfasst wird. Auf diese Weise ist eine sichere Ansteuerung des bistabilen Elements in die gewünschte Position möglich.
  • Nachfolgend soll die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:
    • Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Lagerung und Ansteuerung eines bistabilen Elements bei einer Jacquardmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung;
    • Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel für die Lagerung und Ansteuerung eines bistabilen Elements;
    • Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung der Anordnung des bistabilen Elements gemäß der vorliegenden Erfindung;
    • Fig. 3a einen vergrößerten Ausschnitt der Fig. 3;
    • Fig. 4 eine Darstellung der Lagerung eines bistabilen Elements entsprechend dem Stand der Technik und
    • Fig. 4a eine vergrößerte Darstellung von Fig. 4.
  • Die vorliegende Erfindung stellt wie bereits erwähnt eine Weiterentwicklung einer Jacquardmaschine dar, die aus der DE 43 35 620 A1 bekannt ist. Zur ergänzenden Erläuterung hinsichtlich der grundsätzlichen Funktionsweise dieser Maschine wird an dieser Stelle deshalb nochmals ausdrücklich auf diese Veröffentlichung hingewiesen. Fig. 1 zeigt hierzu ein erstes Ausführungsbeispiel der Platinenansteuerung bei der Jacquardmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei lediglich die Anordnung für eine einzige Platine dargestellt ist. Entsprechend der Anzahl der verwendeten Platinen ist bei einer vollständigen Jacquardmaschine diese Anordnung dementsprechend mehrfach vorhanden, wobei die Platinenantriebseinrichtungen dann zum Betreiben mehrerer in Richtung der Kettfäden versetzt angeordneter Platinen kaskadenartig angeordnet sind.
  • Die in Fig. 1 dargestellte Platinenansteuerung weist als zentrales Element ein bistabiles Element 1 in Form eines elastisch verformbaren Stabs bzw. einer elastisch verformbaren Blattfeder auf. Mittels einer geeigneten Lagerungs- und Ansteueranordnung, deren Ausgestaltung später noch ausführlich erläutert wird, kann das bistabile Element 1 in zwei unterschiedliche Lagezustände versetzt werden. Ein erster Lagezustand ist hierbei anhand einer durchgezogenen Linie dargestellt, während hingegen ein zweiter Lagezustand durch die punktierte Linie verdeutlicht wird. Mit dem bistabilen Element 1 ist eine Platine 2 gelagert, welche kraft- und formschlüssig in ihrem oberen Endbereich 2a mit dem bistabilen Element 1 verbunden ist. Im unteren Bereich der Platine 2 befindet sich eine Öse 2b zur Durchführung eines Kettfadens 3 einer Webmaschine. Je nach Verformung des bistabilen Elements 1 in einen der beiden Lagezustände befindet sich somit die Platine 2 und damit der Kettfaden 3 in einer angehobenen bzw. abgesenkten Position. Alternativ zur dargestellten Ausführungsform wäre es auch denkbar, an der Unterseite der Platine 2 eine Befestigungsvorrichtung für eine Litze oder der gleichen vorzusehen, über welche die Verbindung zwischen dem Kettfaden 3 und der Platine 2 erfolgt.
  • Die Verformung des bistabilen Elements 1 in einen der beiden dargestellten Lagezustände erfolgt in bekannter Weise dadurch, dass das bistabile Element 1 mit einer axial bzw. in Längsrichtung auf das bistabile Element 1 einwirkenden Verformungsspannung belastet wird. Dies erfolgt durch eine Hydraulikvorrichtung, welche zwei Halterungen 5a und 5b zur Halterung der Endbereiche 1a und 1b des bistabilen Elements 1 aufweist, wobei die Position der beiden Halterungen 5a und 5b mit Hilfe zweier Hydraulikzylinder 6a und 6b verändert werden kann. Um also das bistabile Element 1 mit einer Verformungsspannung zu belasten, werden die beiden Halterungen 5a und 5b aufeinander zubewegt, zur Entlastung des bistabilen Elements 1 können die Halterungen 5a und 5b voneinander entfernt werden. Das Prinzip der Verformung des bistabilen Elements 1 ist dabei das gleiche wie in der DE 43 35 620 A1 . Nach Belastung des Elements 1 mit der Verformungsspannung nimmt dieses also einen der beiden Lagezustände an, wobei die Entscheidung darüber, welcher Lagezustand eingenommen wird, von den Anfangsbedingungen vor Ausübung der axialen Belastung abhängt. Zur gezielten Veränderung dieser Anfangsbedingungen kann dabei eine Intialvorrichtung vorgesehen sein, deren Wirkungsweise später noch erläutert wird.
  • Soll nunmehr aufgrund des zu webenden Webmusters der mit der Platine 2 verbundene Kettfaden von der angehobenen in die abgesenkten Position oder umgekehrt wechseln, so wird das bistabile Element 1 zunächst entlastet, wobei dieses dann aufgrund der elastischen Verformung mitsamt der Platine 2 in Richtung auf den anderen stabilen Lagezustand beschleunigt wird. Durch die in der Neutralstellung, also im ausgestreckten Zustand des bistabilen Elements 1 vorhandene kinetische Energie wird der dort befindliche Totpunkt überwunden und das Element 1 zumindest geringfügig in Richtung auf den jeweils anderen stabilen Lagezustand deformiert. In dieser Bewegungsphase setzt erneut die mittels der Hydraulikzylinder 6a und 6b hervorgerufene Belastung des bistabilen Elements 1 ein, so dass dieses schließlich derart verformt wird, dass es den angestrebten anderen stabilen Lagezustand einnimmt.
  • Durch diesen Bewegungsablauf wird also die Platine 2 und der mit dieser in Verbindung stehend Kettfaden 3 von dem angehobenen in den abgesenkten Zustand oder umgekehrt überführt. Mittels einer geeigneten Ansteuerung der Hydraulikzylinder 6a und 6b kann auf diese Weise der Kettfaden 3 in eine entsprechend dem zu webenden Muster erforderliche Position gebracht werden.
  • Bevor auf die Funktionsweise der bereits erwähnten Initialvorrichtung eingegangen wird, soll zunächst die erfindungsgemäße Besonderheit der dargestellten Einrichtung erläutert werden. Diese besteht zum einen in der Ausgestaltung des bistabilen Elements 1 sowie zum anderen in der Lagerung desselben. Dabei zeichnet sich zunächst die erfindungsgemäße Lagerung des bistabilen Elements 1 dadurch aus, dass dieses nunmehr mit seinen Endbereichen 1a und 1b fest in den entsprechenden Halterungen 5a und 5b eingespannt ist. Die sich hieraus ergebenden Besonderheiten sollen nachfolgend anhand der Figuren 3, 3a, 4 und 4a erläutert werden. Die Figuren 3 und 3a zeigen dabei die Anordnung bzw. Verformung des bistabilen Elements 1 bei einer Lagerung gemäß der vorliegenden Erfindung, während hingegen die Figuren 4 und 4a vergleichbare Darstellungen bei einer Halterung, wie sie in der DE 43 35 620 A1 vorgesehen ist, zeigen.
  • Der Unterschied in den beiden Lagerungsarten führt, wie den Darstellungen entnommen werden kann, zu einer vollkommen anderen Verformung des bistabilen Elements 1. Während beim Stand der Technik gemäß Figur 4 vorgesehen war, dass das zu verformende Element 1 an seinen beiden Enden über Gelenke mit entsprechenden Halterungen verbunden war, sind die Endbereiche 1a und 1b bei dem in Figur 3 dargestellten erfindungsgemäßen Fall fest eingespannt. Es ergeben sich hierdurch zwei unterschiedliche Arten der Verformung des bistabilen Elements 1, welche bereits durch den Mathematiker und Physiker Euler näher untersucht wurden. Entsprechend dessen Erkenntnissen wird zwischen vier sog. Knickfällen unterschieden, wobei die Anordnung in Figur 4 gemäß dem Stand der Technik dem zweiten Eulerschen Knickfall und die erfindungsgemäße Anordnung gemäß Figur 3 dem vierten Euler'schen Knickfall entspricht. Diese führen zu zwei vollkommen unterschiedlichen Biegelinien des bistabilen Elements 1, was ohne weiters erkennbar ist. Ein wesentlicher Unterschied hierbei besteht darin, dass sich beim Stand der Technik gemäß Figur 4 eine Biegelinie ergibt, die einer halben Sinuslinie entspricht, während hingegen bei der Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung sich eine Biegelinie ergibt, die einer vollständigen Phase einer Sinuslinie entspricht. Die Auslenkung h des bistabilen Elements gegenüber einer gestreckten Anordnung ist allerdings trotz allem gleich, so dass die mit dem bistabilen Element 1 verbundene Platine 2 und damit der Kettfaden 3 nach wie vor in gewünschter Weise ausgelenkt werden kann.
  • Die sich für beide Lagerungsfälle ergebenden und von Euler untersuchten Biegungsgleichungen zeigen außerdem, dass gleiche Parameter für das bistabile Element 1 unterschiedliche Größen liefern. Beispielsweise ist die Knicklast für das bistabile Element 1 bei dem erfindungsgemäßen Fall viermal so hoch wie bei der Lagerung gemäß dem Stand der Technik. Durch Änderungen der entsprechenden Parameter (z. B. des Trägheitsmoments) kann allerdings die Knicklast oder jede andere beliebige Größe bei beiden Fällen in gleicher Weise eingestellt werden. Hinsichtlich der Möglichkeiten zur Nutzung des bistabilen Elements 1 zur geeigneten Ansteuerung des Kettfadens werden somit nach wie vor die gleichen Vorteile erhalten.
  • Ein sich aus der erfindungsgemäßen Lagerung ergebender Vorteil besteht allerdings darin, dass nunmehr verbesserte Möglichkeiten zur Realisierung des bistabilen Elements 1 bestehen. Es hat sich nämlich gezeigt, dass die Realisierung des bistabilen Elements 1 mit Hilfe von Einzel-Stäben oder einzelnen Blattfedern nur schwer möglich ist. Entsprechend dem zweiten erfindungsgemäßen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist dementsprechend vorgesehen, dass das bistabile Element 1 nicht durch ein einziges Bauteil sondern durch eine Vielzahl von Stäben bzw. Blattfedern gebildet ist, die übereinander angeordnet sind. Wie der vergrößerten Darstellung des Endbereichs in Figur 3a entnommen werden kann, ergibt sich nunmehr bei der erfindungsgemäßen Halterung der Vorteil, dass die Endbereiche 100a der einzelnen Lagen 100 des bistabilen Elements 1 grundsätzlich parallel zueinander ausgerichtet sind, und zwar sowohl im gestreckten als auch im verformten bzw. geknickten Zustand. Dies wird durch die Verformung des bistabilen Elements 1 in Form einer vollständigen Sinuslinie erzielt, da jede relative Verschiebung zwischen den Einzellagen in der einen Hälfte der Biegelinie in der anderen Hälfte der Biegelinie wieder kompensiert wird. Dieser Umstand erleichtert die praktische Stapelbildung des bistabilen Elements 1 aus den mehreren Lagen deutlich, da nunmehr die Enden jedes Stabes in einfacher Weise mechanisch miteinander verbunden werden können, ohne dass hierbei die Schwingfähigkeit jedes Einzelstabes beeinträchtigt wird.
  • Im Unterschied dazu ist eine entsprechende Fixierung der Endbereiche 100a zueinander bei der Lagerung gemäß dem Stand der Technik nicht möglich, da - wie der vergrößerten Darstellung des Endbereichs in Figur 4a entnommen werden kann - bei einer Verformung des bistabilen Elements 1 auch eine Relativverschiebung der Endbereiche 100a zueinander erfolgt. Dieser Umstand würde bei der Lagerung gemäß dem Stand der Technik besondere Maßnahmen zur Halterung der einzelnen Lagen 100 erfordern, die bei der erfindungsgemäßen Halterung gemäß Figur 3 nicht erforderlich sind.
  • Die konstruktiven Möglichkeiten zur Ausgestaltung des bistabilen Elements 1 sowie zur Einleitung der Verformung bei der Lagerung gemäß dem Stand der Technik sind somit sehr mannigfaltig und bieten deutliche Vorteile gegenüber der bislang vorgeschlagenen Ausgestaltung. Ein erster Vorteil besteht dabei darin, dass ein verbundenes bistabiles Element 1 mit gleichem Querschnitt auf seiner gesamten Länge bessere Möglichkeiten beim Durchführen durch ein geschlossenes Führungsauge in der Platinenlitze ergibt. Ferner kann die Knickkrafteinleitung in jede Einzelfeder des Stapels durch ein einfaches und parallel bewegtes Druckstück erfolgen, während hingegen bei der Anordnung gemäß Figur 4 ein deutlich höherer Aufwand erforderlich wäre. Eine Serienfertigung eines bistabilen Elements aus mehreren parallel geschichteten Federn, die wenigstens an einem Ende miteinander verschweißt sind, ist ferner bei der erfindungsgemäßen Lagerung des Elements ohne hohen Aufwand möglich. Des Weiteren ist die Randfaserspannung in einem dünneren Material bei der gleichen Biegebeanspruchung wesentlich geringer als bei einem dickeren Material. Das Verhältnis von zulässiger und tatsächlicher Materialbelastung wird also durch die mehrschichtige Ausgestaltung günstiger, was sich positiv auf die Lebensdauer des bistabilen Elements auswirkt. Schließlich nimmt durch die mehrschichtige Ausgestaltung auch die Ausknickgefahr senkrecht zur eigentlichen Schwingrichtung überproportional ab, da bei der Verwendung eines Federbalkens aus vielen Einzelschichten bei gleicher Breite und geringerer Stärke das Verhältnis zwischen Breite und Stärke extremer wird.
  • Ein letzter Vorteil der mehrschichtigen Ausgestaltung besteht schließlich darin, dass die physikalischen und festigungstechnischen Eigenschaften des bistabilen Elements 1 insgesamt in einfacher Weise dadurch beeinflußt werden können, dass das Material für die einzelnen Lagen 100 unterschiedlich gewählt wird. Es könnte also vorgesehen sein, dass im Zentrum des Stapels eine einzelne Lage aus einem anderen Material als die umgebenen Lagen gebildet wird, um dadurch bestimmte Eigenschaften des bistabilen Elements in gewünschter Weise zu beeinflussen.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung und Lagerung des bistabilen Elements 1 ist somit sichergestellt, dass dieses auch über einen längeren Betrieb hinweg einfach und zuverlässig in den gewünschten Lagezustand verformt werden kann. Auf diese Weise wird eine zuverlässige Ansteuerung der Kettfäden 3 der Webmaschine erzielt.
  • Sichergestellt werden muss allerdings, dass zu Beginns des Webvorgangs die Platine 2 in der richtigen Position ist, wozu eine Initialvorrichtung vorgesehen ist, die bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 durch einen weiteren Hydraulikzylinder 10 realisiert ist. Diese Initialvorrichtung dient bei dem eingangs beschriebenen Betrieb der Jacquardmaschine als Offenfach-Jacquardmaschine lediglich zum sicheren Erreichen des angehoben oder des abgesenkten Zustands bei Inbetriebnahme und könnte dann weggelassen werden, wenn durch eine geeignete Vorverformung des bistabilen Elements 1 sichergestellt ist, dass dieses bei Inbetriebnahme zunächst grundsätzlich einen bestimmten der beiden stabilen Lagezustände einnimmt. Möglichkeiten hierfür sind beispielsweise auch aus der DE 43 35 620 A1 bekannt. Wird hingegen die Jacquardmaschine als Geschlossenfach-Jacquardmaschine genutzt, so ist bekanntermaßen vorgesehen, dass nach jedem Schusseintrag die bistabilen Elemente 1 zunächst eine Neutralposition, also einen gestreckten Zustand einnehmen. Soll anschließend das bistabile Element 1 gezielt in einen der beiden Lagezustände verformt werden, so ist die Nutzung der Initialvorrichtung 10 unerlässlich, um die Auslenkung des bistabilen Elements 1 in der gewünschten Richtung zu erzielen. Alternativ zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1, bei dem die Auslenkung mit Hilfe eines Hydraulikzylinders 10 erzielt wird, dessen vorderer Endbereich 10a mit dem bistabilen Element 1 gekoppelt ist, bestünde auch die Möglichkeit, die Initialverformung mittels elektromagnetischer Felder zu erzielen. So ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 vorgesehen, dass zwei Elektromagnete 11 und 12 eingesetzt werden, die bei entsprechender Ansteuerung ein elektromagnetisches Feld erzeugen, das die gewünschte Anfangsauslenkung des bistabilen Elements 1 erzielt. Hierfür kann vorgesehen kann, dass das bistabile Element 1 zumindest in einem Teilbereich magnetostriktive oder elektrostriktive Eigenschaften besitzt und durch das mit Hilfe der Elektromagneten 11, 12 erzeugte Feld in entsprechender Weise ausgelenkt wird. Zur Überwachung der geeigneten Auslenkung können ferner auch zwei Sensoren 13 und 14 vorgesehen sein, die den Lagezustand des bistabilen Elements 1 in geeigneter Weise erfassen. Durch diese Maßnahme, die auch bei dem Beispiel gemäß Figur 1 vorgesehen sein kann, besteht die Möglichkeit, Fehlstellungen des bistabilen Elements 1 zu erkennen und - sofern erforderlich - in geeigneter Weise zu korrigieren.
  • Insgesamt wird somit durch die vorliegende Erfindung eine weitere Verbesserung des aus der DE 43 35 620 A1 bekannten Konzepts erreicht. Durch die besondere Lagerung und Ausgestaltung des bistabilen Elements ist eine zuverlässige und sichere Ansteuerung der Platinen und der damit verbundenen Kettfäden sichergestellt, wobei auch über einen längeren Nutzungszeitraum hinweg ein fehlerloser Betrieb ermöglicht wird.

Claims (9)

  1. Jacquardmaschine zur Verwendung in einer Webmaschine, mit Platinen (2) zum Heben und Senken von Kettfaden (3) der Webmaschine, einer Platinenantriebseinrichtung zum Bewirken einer Hub- oder Senkbewegung der Platinen (2) und einer Platinenauswahleinrichtung, die bestimmte der Platinen (2) auswählt, um die mit den betreffenden Platinen (2) verbundenen Kettfäden (3) in einem gehobenen oder abgesenkten Zustand zu halten, wobei die Platinenantriebseinrichtung für jede Platine (2) ein mit dieser verbundenes bistabiles Element (1) aufweist, welches durch eine auf das Element (1) axial bzw. in Längsrichtung einwirkende äußere Verformungsspannung abwechselnd einen ersten stabilen Lagezustand, der einem angehobenen Zustand der Platine (2) entspricht, oder einen zweiten stabilen Lagezustand, der einem abgesenkten Zustand der Platine (2) entspricht, einnimmt,
    dadurch gekennzeichnet, dass das bistabile Element (1) durch einen mehrlagigen elastisch verformbaren Stab bzw. eine mehrlagige elastisch verformbare Blattfeder mit mehreren übereinander angeordneten Stäben bzw. Federn (100) gebildet ist,
    wobei die einzelnen Lagen (100) des Stabs bzw. der Feder an ihren Endbereichen miteinander verbunden sind, und wobei das bistabile Element (1) beidseitig mit seinen Endbereichen (1a, 1b) in einer Halterung (5a, 5b) fest eingespannt ist, wobei die Verformung des Elements (1) durch Zusammenführen der beiden Endbereiche (1a, 1b) erzielt wird.
  2. Jacquardmaschine nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass sämtliche Lagen (100) des Stabs bzw. der Feder aus dem gleichen Material bestehen.
  3. Jacquardmaschine nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zumindest eine mittlere Lage des Stabs bzw. der Feder aus einem anderen Material als die weiteren Lagen besteht.
  4. Jacquardmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das bistabile Element (1) bei Einwirken der mechanischen Verformungsspannung einen der beiden stabilen Lagezustände und ohne Einwirken der mechanischen Verformungsspannung einen neutralen Lagezustand einnimmt, wobei eine Initialvorrichtung (10, 11, 12) vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von einem Steuersignal eine gerichtete Initialauslenkung des bistabilen Elementes (1) aus dessen neutralen Lagezustand derart bewirkt, dass das bistabile Element (1) nach Einwirken der mechanischen Verformungsspannung einen bestimmten der beiden stabilen Lagezustände einnimmt.
  5. Jacquardmaschine nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Initialvorrichtung durch einen oder durch ein Paar von Elektromagneten (11, 12) gebildet wird, um nach Anlegen eines elektrischen Steuersignals eine Kraftkomponente auf das bistabile Element (1) derart auszuüben, dass eine entsprechende Initialauslenkung bewirkt wird.
  6. Jacquardmaschine nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das bistabile Element (1) zumindest in einem Teilbereich magnetostriktive oder elektrostriktive Eigenschaften besitzt und die Initialauslenkung durch Einwirken eines magnetischen bzw. elektrischen Feldes auf den betreffenden Abschnitt des bistabilen Elementes (1) bewirkt wird.
  7. Jacquardmaschine nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Initialvorrichtung einen Hydraulik- oder Pneumatikkolben (10) aufweist, der mit dem bistabilen Element (1) gekoppelt ist und nach Beaufschlagen mit einem Arbeitsdruck oder Arbeitsunterdruck die Initialauslenkung des bistabilen Elementes (1) bewirkt.
  8. Jacquardmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in der Nahe des bistabilen Elementes (1) Sensorelemente (13, 14) zum Erfassen des Lagezustandes des bistabilen Elementes (1) vorgesehen sind.
  9. Jacquardmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass mehrere kaskadenartig angeordnete Platinenantriebseinrichtungen zum Betreiben mehrerer in Richtung der Kettfaden versetzt angeordneter Platinen (2) vorgesehen sind.
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