專利名稱：使用壓電元件的緊湊提花選擇卡的制作方法
技術領域：
本發明涉及提花類設備的選擇卡。具體地說，本發明涉及用于提花織機的壓電致動選擇卡。
背景技術：
本領域中公知，在紡織機中使用提花選擇裝置，通過控制所選經紗的升起來制成復雜的圖案。在升高的經紗與未升高的經紗之間形成的間隔稱為梭口(shed)。該提花機構可通過控制扣鉤(針舌、掣子)來使各經紗獨立地移動，該扣鉤與連接于綜框中各經紗的桿(綜片)上的配合扣鉤卡合。使用升降裝置(或板)，來使該綜框中對應扣鉤已經卡合的經紗升高或降低。通過調整扣鉤的移動，可選出一連串的經紗并將其升高，同時緯紗穿過梭口。以此方式，使用提花選擇裝置來制成織造圖案。
可以以閉合梭口或全開梭口的結構，將提花選擇裝置用于織機中。在閉合梭口結構中，使用單一的升降裝置，這種升降裝置對應于綜框中的每一經紗皆具有卡鉤。而全開梭口結構使用兩個升降裝置的雙鉤系統，其設有多對卡鉤，來與多對升降單一經紗的(升高的及降低的)桿條連接。全開梭口結構具有兩個升降裝置，所以各升降裝置僅需單次移動即可產生梭口，而閉合梭口結構具有單一的升降裝置，但需要移動兩次來形成梭口。
以往，提花機構包含具有沖孔圖案的選擇紙卡。該選擇卡可允許位于孔洞處的桿條(或扣鉤)穿過，并升高對應的經紗，而在沒有孔洞處的桿條將會被阻擋。通過在每次穿過之后改變或移轉該選擇卡，可形成織造圖案。
此過程的機械結構十分復雜，而時常會導致停機及織物品質的問題。該機械復雜性已成為提高提花機效率的主要障礙。因此，提出了一些電動選擇的織機卡扣。例如，Herbepin的美國專利No.6,073,662(以引用方式并入本文)教示使用具有線圈的電磁裝置，以控制提花選擇裝置中各掣子相對于對應扣鉤的位置。當電磁裝置通電時，連接的掣子即被定位，以與對應的扣鉤卡合。可通過升降板的操作，來使梭口打開。盡管提出了這種解決手段，但與織物圖案的尺寸比較而言，電動及電磁的選擇裝置仍然相對過大。
此電動方法的一種改進是將壓電組件應用于提花選擇裝置中。壓電致動組件為這樣一種裝置，在被施加操作電壓時，將會以高力能力來造成橫向或縱向的位移。壓電致動器可用于許多用途，例如超精密定位，以及在靜態或動態狀況下的高力量或壓力的產生/傳送。
致動器的構造根據用途不同而變化很大。例如，壓電材料的撓性條帶可用來產生橫向位移。壓電體亦可疊放在一起以增加位移。
這些裝置特別適用于控制振動、定位的用途以及快速切換。例如，壓電致動器可被設計用來產生超聲速(＞20kHz)頻率的數微米級行程。
致動器的位移、力和操作電壓是壓電致動器的重要規格。其它應考慮的因素為勁度、共振頻率和電容。術語勁度被用來描述達到結構某種變形所需的力。對于壓電致動器，勁度為使該裝置伸長一定量所需的力。
提出了許多方法以通過提供壓電組件來改善提花型織機的操作。例如，Seiler的美國專利NO.5,392,818披露一種提花織機的針選擇器，其類似已知的機械裝置，只是使用壓電轉換器來調整各阻擋組件。Wardle的美國專利No.6,470,919披露一種單獨的經紗選擇器，其中壓電組件驅動電機，該電機使剛性綜條機械移動。McIntyre的美國專利No.5,464,046則披露另一種單獨的經紗選擇器，其中壓電組件使經紗選擇器在縱向機械滑動。Wiilbanks的美國專利No.5,647,403披露將壓電組件用作對提花經紗選擇器移動的機械制動器。Seiler的英國專利No.GB 2276637及Dewispelaere的美國專利No.5,666,999披露了將壓電組件用作掣子移動的控制件(鎖定物)，掣子移動用于與全開梭口織機結構中上升的扣鉤卡合。但是，上述各方法只是使用壓電組件來致動選擇經紗的機械組件。由于這些方法仍存在許多現有技術的復雜機械特性，所以它們具有許多相同的限制。例如，這些裝置的尺寸并不適用于織造高密度的圖案。
因此，需要這樣一種提花選擇裝置，該裝置具有機械可靠性，能高速操作，功耗低，并且足夠小從而能夠用于高密度經紗選擇。
本發明為上述問題提供解決方法，本發明提供一種高速、可靠、并且功率低的高密度提花選擇裝置。
發明內容
因此，本發明為一種高密度、緊湊并可靠的提花機用電子選擇卡。
本發明為提花機的選擇裝置。該裝置具有布置在一平面內的均勻間隔的壓電致動撓性組件的平行陣列。該陣列中的各撓性組件具有連接于一端的對應鉤件。保持桿與該陣列中的各撓性組件的第二端連接，并位于該平面中。平行于該保持桿的軸桿穿過各鉤件中的軸孔，從而提供各鉤件樞軸轉動的公共軸。通過使對應的撓性組件中的壓電體致動，從而使該撓性組件從該平面彎出，并致使連接的鉤件繞該公共軸樞軸轉動，各鉤件可被獨立地定位。
本發明的其它方面包括該選擇裝置可為織造識物圖案用提花機的電子選擇卡。在織造時，鉤件可用來從綜框選出經紗并將其升高，以形成梭口。
在較佳實施例中，陣列包含24個壓電致動的撓性組件以及對應的鉤件，在小于90mm的長度內間隔分開。
在另一實施例中，各鉤件包含兩個相對扣鉤。
現將參照附圖來更完整詳細地說明本發明，
如下。
為了更完全地了解本發明，參閱以下說明和附圖，其中圖1為根據本發明示例緊湊選擇卡的正視圖和側視圖；圖2為根據本發明示例雙鉤緊湊選擇卡的側視圖；以及圖3為比較圖，示出現有技術電動選擇裝置及本發明壓電選擇裝置的閉合梭口操作循環。
具體實施例方式
本發明為一種用于提花裝置例如織機的緊湊選擇卡。該選擇卡包含選擇扣鉤的陣列，通過壓電致動器來使扣鉤單獨定位。這種卡具有許多優于現有技術電子選擇卡的優點。例如，該卡具有更佳的操作速度和定位控制，較低的功耗，以及更長的使用壽命。
圖1為根據本發明示例緊湊選擇卡的正視圖和側視圖。該選擇卡具有布置在一平面內的均勻間隔的壓電致動撓性組件20的平行陣列。在該陣列中的各撓性組件具有連接于其一端的對應鉤件40。保持桿10連接于陣列中各撓性組件20的另一端，并位于該平面中。平行于該保持桿的軸桿30穿過各鉤件40中的軸孔，從而形成可供各鉤件樞軸轉動的公共軸。保持桿10和軸桿30結合形成用于撓性組件20的不動作裝配件。這允許壓電組件為鉤件40提供全部的施力與控制。通過使對應的撓性組件20中的壓電組件致動，從而使該撓性組件從該平面彎出，并致使所連接的鉤件繞該公共軸樞軸轉動，使各鉤件40獨立地定位。
該選擇裝置適用于織造織物圖案用的提花機中。在織造時，鉤件可用來從綜框(harness)選出經紗，并將其升高以形成梭口(shed)。撓性組件的布置可允許這樣的選擇扣鉤密度，在織機中的各綜框能被各自獨立地驅動。
在較佳實施例中，陣列包含24個壓電致動的撓性組件和對應的鉤件，在小于90mm的長度內間隔分開。這些扣鉤與有24條經紗的綜框中的各紗線對應。對于織機上所要獨立驅動的各綜框來說，此扣鉤密度已足夠。如果要控制少于24條紗線，則綜框只要不穿設紗線即可。反之，若要控制超過24條紗線，則可使用多個選擇卡和綜框。
圖2為本發明另一實施例的側視圖，其中各鉤件包含兩個相對扣鉤。與單鉤的實施例相同，此雙鉤選擇卡也具有布置于一平面內的均勻間隔的壓電致動撓性組件20平行陣列。保持桿10連接于該陣列中每一撓性組件20的一端，并位于該平面中。一對鉤件40附設于各撓性組件的另一端。平行于保持桿的軸桿30穿過該雙鉤件40中各扣鉤的軸孔，從而提供鉤件樞軸轉動的公共軸。保持桿10和軸桿30結合形成用于撓性組件20的不動作裝配件。這允許壓電組件為連接的鉤件40提供全部的施力與控制。通過使對應撓性組件20中的壓電體致動，從而使該撓性組件從該平面彎出，并致使所連接的鉤件繞該公共軸樞軸轉動，各對扣鉤可獨立地定位。因為其為雙鉤結構，故需要預緊機構50，例如彈簧，使扣鉤偏置回到其在該平面中的零位。
本發明的該單鉤和雙鉤選擇卡實施例可與閉合梭口及全開梭口形式的各種升降裝置配合使用。
圖3為比較圖，示出3A)現有技術電動選擇裝置，以及3B)本發明壓電式選擇裝置的閉合梭口結構操作循環。
在閉合梭口結構中，該現有技術電動裝置通常使用以四步驟循環來移動的兩個板片。通常，上板80作為升降裝置并包含選擇裝置，而下板70定位綜框的桿條。在步驟S1中，上板80(或上升降板)位于升高的位置，而下板70位于降低的位置，因此兩板之間形成較寬的間隔。上板鉤件并未與鉤桿(或綜條)60卡合。注意，所示出的上板扣鉤對應于選擇裝置中的一個扣鉤，而該鉤桿對應于綜框中的一根經紗。鉤桿穿過下板，并連接(通常穿過眼孔)至經紗90。鉤桿60被彈簧或配重100偏置，因此當下板位于降低的位置且扣鉤未卡合時，桿條和所連接的經紗被拉下去，如圖所示。這會使所連接的紗位于降低的位置。如步驟S2所示，接著，這些板朝向彼此移動。在此情況下，上板位于降低的位置，而下板位于升高的位置，因此在兩板之間形成較窄間隔。通過將下板從降低的位置移至升高的位置，鉤桿也上升，因此所連接的紗線位于平直或零位(中間位置)。在步驟S3時，上板扣鉤被電動機構定位，以與鉤桿卡合。通常，電動機構為電磁線圈，其可致動以使扣鉤在上述位置之間切換。然后，上板和下板在步驟S4中移開(分別回至其在步驟S1中的位置)。由于上板扣鉤已與鉤桿卡合，因此，當上板移回升高的位置時，鉤桿及所連接的紗線也會被往上拉。如圖所示，所連接的紗線被拉至零位上方的升高位置處。以此方式，通過使經紗所接合的桿條與選擇裝置中的對應鉤件卡合或不卡合，來控制綜框中的每一經紗。
在圖3B所示的壓電裝置中，由本發明選擇卡的保持桿10、可撓性組件20、以及鉤件40來替代上述電動機械。與現有技術電動裝置類似，該壓電裝置也使用類似的以相同四步驟循環來移動的兩個板。在此種設計中，將本發明的選擇卡固定于上板(上升降板)。綜框被下板定位，以使綜框中的桿條能與選擇卡的扣鉤卡合。
本發明的另一方面為一種反饋機構，其可被整合于壓電組件的控制電路中，以判定扣鉤的當前位置。以此方式，可主動地監測該選擇卡中各鉤件的準確運作。
本發明可用于許多類型的提花設備，或任何要求用機械構件來進行二元定位的單元。如前所述，可在提花機中使用本發明裝置來操控各綜框的位置。在其它的用途中，可使用該裝置來操作中間構件，以將各扣鉤連結到需要被設定于二元位置的部件。
對于本領域普通技術人員來說，可容易地對上述內容進行改變，但不會使如此改變的本發明超出本發明的范圍。所附權利要求應當涵蓋這些狀況。
權利要求
1.一種用于提花機的選擇裝置，包含布置在一平面內的均勻間隔的壓電致動撓性組件的平行陣列；所述陣列中的各撓性組件具有連接于其第一端的對應鉤件；保持桿，連接于所述陣列中各撓性組件的第二端，并布置于所述平面中；軸桿，平行于所述保持桿，并穿過各鉤件中的軸孔；從而提供各鉤件樞軸轉動的公共軸；以及其中，通過使在對應撓性組件中的壓電體致動，從而使所述撓性組件從所述平面彎出，并致使所連接的鉤件繞所述公共軸樞軸轉動，從而使各鉤件獨立地定位。
2.根據權利要求1所述的選擇裝置，其中所述選擇裝置為用于織造織物圖案的提花織機的電子選擇卡。
3.根據權利要求1所述的選擇裝置，其中所述陣列包含24個壓電致動的撓性組件以及對應的鉤件，在小于90mm的長度內間隔分開。
4.根據權利要求1所述的選擇裝置，其中在織造時，所述鉤件可用來從綜框選出要被升高以形成梭口的經紗。
5.根據權利要求1所述的選擇裝置，其中各鉤件包含兩個相對的扣鉤。
全文摘要
一種可用于提花設備的緊湊電子選擇卡，具有高密度的選擇扣鉤(40)陣列，扣鉤可通過壓電致動組件(20)單獨定位。各壓電組件(20)直接控制所選擇的扣鉤(40)，使之與連接于經紗的對應鉤桿卡合。被卡合的鉤桿升起，從而形成梭口。因各組件直接定位該扣鉤，而非間接地控制定位機構，所以該選擇卡的機械結構較簡單且緊湊。
文檔編號H01L41/08GK1863956SQ200480028724
公開日2006年11月15日 申請日期2004年9月20日 優先權日2003年10月2日
發明者柏納德·巴斯, 賀芙·菲斯奎特 申請人:阿爾巴尼國際公司