專利名稱：用于生產花式紗線的具有冷卻的動力單元的設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種如獨立權利要求之前序所述的用于生產花式紗線的設備的控制 單元的動力單元，并且涉及控制單元和設備自身，以及具有這種設備的環(huán)錠紡紗機。
背景技術：
常規(guī)環(huán)錠紡紗機能裝備或改進為具有用于生產具有增厚區(qū)域、突出和刻痕的花式 紗線的特殊設備，所述特殊設備具有另外的差速驅動，相對于基本旋轉速度具有快速且精 確的控制，將另外的旋轉速度分量疊加在牽引裝置的下部氣缸上。能在短時間內改變并因 此產生的初始紗線/纖維帶的伸展導致增大的供應，并且因此會導致長度為大約3至IOcm 的細紗線中期望的增厚點。DE4041301公開了這樣的一種方法以及用于在環(huán)錠紡紗機上生產花式紗線的設 備。能精確地調整的緊湊型紡紗機公開為用于生產花式紗線。生產花式紗線所需的牽引裝 置的速度變化借助于伺服馬達和電控系統(tǒng)來實現(xiàn)。所述設備適合與本申請公開的發(fā)明一起 使用。差速驅動器中的電氣伺服馬達由控制單元中的動力單元控制和操作，控制單元使 用能適應于需求的程序來控制電動馬達的旋轉速度，以使得產生期望的拉伸變化?？刂茊?元經由控制元件上的數(shù)據存儲介質來編程。為了避免長的控制線，控制單元，尤其是動力單 元，必須緊鄰地布置于差速驅動器附近。也能組合用于操縱多個紡紗機的多個裝置的控制 單元，或者控制單元的動力單元可具有多個動力電子模塊，每個模塊平行地控制和操作設 備中的一個電動馬達。為了散去由控制單元中的動力電子設備產生的熱，已知控制單元中的動力單元的 殼體內部借助于風扇進行空冷(air-cooled)。因為紡紗機附近不可避免地具有大量灰塵， 就必須過濾從外界吸入的環(huán)境空氣。用于此目的的過濾氈墊如果不是定期維護和更換就會 堵塞。這導致了電子控制設備的過熱和故障。而且，其它環(huán)境因素，比如紗線生產期間非常 高的相對空氣濕度和高的環(huán)境溫度以及靜電荷，以及電磁干擾場會導致電子設備故障。然 而，紡紗機中的每次生產中斷，不管是因為電子控制設備故障還是因為需要維護工作，都會 導致生產量的降低并且因此導致裝備不夠經濟。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目標是提供一種用于生產花式紗線的設備的控制單元的動力單元，其沒 有上述缺點或其它缺點。一個具體目標是提供一種根據本發(fā)明的動力單元，并且因此提供 高度可靠的整個控制單元。這些和其它目標通過如獨立權利要求所述的動力單元來實現(xiàn)。進一步的優(yōu)選實施 例在從屬權利要求中闡述。在根據本發(fā)明的動力單元中，防止不良環(huán)境影響尤其是防止灰塵和濕氣的長期保 護通過提供具有封閉殼體的動力單元來實現(xiàn)，要保護的電子部件布置于封閉殼體中。除了電纜套管之外，尤其是用于供給和控制的管線，殼體基本上沒有開口，其結果是灰塵和潮氣 不能進入內部。具體地，沒有其自身的過濾氈墊可能會堵塞的風扇開口。殼體中的其余開 口優(yōu)選地以防塵的方式密封。在進一步的優(yōu)選變化中，殼體內部屏蔽外部電磁干擾，例如通 過殼體的適合配置，以及相應的密封元件。盡管如此，為了確保將由電子設備尤其是動力模塊產生的廢熱散去，根據本發(fā)明 的動力單元具有帶有冷卻板的冷卻設備，冷卻板形成殼體的一個側壁。在殼體內部產生的 熱經由這個冷卻板散到外界。熱能夠借助于空冷(air cooling)從冷卻板傳遞走。在此情況下，冷卻板在外側 上具有多個冷卻凸緣，這將冷卻板的表面積放大了很多倍。為了確保有效的空氣循環(huán)，這些 優(yōu)選地與水平面成直角地布置。 可選地，冷卻板也能通過水冷來冷卻。在此情況下，冷卻水入口的溫度優(yōu)選地調節(jié) 為使得殼體內側上的冷卻板的溫度不會降低到水的冷凝溫度以下。這防止了空氣濕氣在殼 體內側上冷凝。冷卻板設計為實心的，因為其預期具有大的吸熱能力；另外，導熱性應當盡可能地 高。冷卻板因此由金屬制成，例如銅或鋁。為了改進殼體內從各種熱源至冷卻板散熱器的對流性熱傳遞，能設置風扇裝置， 通過該裝置，空氣在封閉殼體內部循環(huán)。為此，另外的冷卻凸緣也能布置于冷卻板內側上和 /或鄰近某些廢熱源。在本發(fā)明進一步有利的實施例中，優(yōu)化殼體的外形以使得能實現(xiàn)盡可能有效的對 流性熱傳遞。已經發(fā)現(xiàn)，殼體蓋板的一個或更多邊緣的適當傾斜會產生封閉殼體內改進的 對流。而且，因為較小的空閑空間，借助于風扇能使得另外的內部循環(huán)更加有效。提及的這 類設計的另一優(yōu)點是總體體積降低。為了允許盡可能有成本效益地設計控制單元，冷卻板有利地用作承載結構，其結 果是殼體的其余部分可由相對薄的金屬片材構成。這個殼體蓋板能優(yōu)選地用很小的移除力 從承載冷卻板移除。


本發(fā)明的主題將在下面的文字中參照附圖進行解釋。在附圖中圖1示意性地示出根據本發(fā)明的動力單元的側視圖(a)和立體圖(b)。圖2示意性地示出根據本發(fā)明用于生產花式紗線的設備的控制單元，以及環(huán)錠紡 紗機。圖3示意性地示出根據本發(fā)明的動力單元沿著縱軸觀察的橫截視圖。
具體實施例方式控制單元1的根據本發(fā)明的動力單元4的一個可能實施例在圖1中示意性地示 出；(a)為與冷卻凸緣成直角的側視圖；并且(b)是立體視圖。動力單元4的殼體41包括冷卻板42和殼體蓋板411。在所示例子中，冷卻板42 是空冷的，并且具有多個冷卻凸緣421。這些凸緣設計來產生盡可能大的冷卻區(qū)域。在操 作位置，冷卻凸緣421與水平面盡可能以直角對齊，理想地完全垂直，以確保有效的垂直氣流。還可以設置外部風扇，其也另外地增大冷卻凸緣周圍的氣流。電子控制設備模塊46、四個動力電子設備模塊43，43、以及供給模塊44布置于封 閉殼體41的內部402。在控制模塊46上具有維護接461，由此維護人員在移除殼體蓋板44 之后能接近電子設備。殼體中的電纜開421優(yōu)選地位于冷卻板42和殼體蓋板41的接觸區(qū) 域中，其結果是，在不移除電纜50之下，能移除殼體蓋板并將動力單元4置于冷卻板42上 用于維護。在操作位置，電纜50垂直向下導向而沒有任何彎曲?？蛇x地也能裝配警告光線 54或某種其它警告信號，以便例如使得動力單元4的操作狀態(tài)和故障能在周圍可見，和/或 進行聲學地指示。每個動力模塊43，43、將用于設備2的差速驅動器的操作。動力電子設備模塊之 一優(yōu)選地為智能主模塊43，其控制處于從屬模式的另一模塊43、。供給模塊44連接至400 伏主電氣系統(tǒng)，并且還提供電子設備所需的直流電源，包括開關和熔斷器。冷卻板12設計為用于動力單元4的承載結構。動力單元的所有部件，尤其是所有 的各種模塊43、44、46，安裝在冷卻板42上。模塊優(yōu)選地設計為允許熱量可能通過最大熱源 在模塊內的適當布置、以及適當?shù)臒針颍瑥母鱾€模塊盡可能有效地散入冷卻板。為了確保動力單元4在所有可能空間環(huán)境中的簡單裝配，其優(yōu)選地安裝在相對的 軸承6上以使得其能旋轉并且能軸向地固定，如圖1所示。為了示意的目的，在圖1(a)中， 相對的軸承6在左邊在冷卻板42的方向上與凸緣62對齊，并且相對的軸承6在右邊在殼 體蓋板的側壁的方向上與凸緣62成直角地對齊，類似于圖1 (b)。相對的軸承6可經由凸緣 62安裝于在每個情況下設置的適合結構上，例如鄰近環(huán)錠紡紗機8的承載結構或在其上、 或者建筑物墻壁或支架上。動力單元4能轉動，并且固定以使得冷卻凸緣421盡可能垂直， 以便允許熱通過對流有效地傳遞出去。懸掛423在殼體41內安裝至冷卻板42，由此動力單元能安裝為使得其能借助于相 對的軸承6上的軸61旋轉。布置于相對的軸承6和懸掛423之間的殼體蓋板41很明白地 具有用于軸61的開口，但是其自身不吸收任何力，因而允許了輕量化設計。圖2示意性地示出環(huán)錠紡紗機8，其具有用于生產花式紗線的設備2，以及具有控 制元件3和動力單元4、4、的控制單元1。圖中示出了動力單元的兩個可能變化4、4\在 第一變化中，動力單元4裝配在環(huán)錠紡紗機8的側面。相對的軸承6凸緣連接至環(huán)錠紡紗 機8的框架的垂直結構。空冷的冷卻板42具有垂直地對齊的冷卻凸緣421?？刂圃?布 置于為與動力單元4偏移，并且經由適合的數(shù)據總線53與之連接。這個配置具有控制元件 2和動力單元3，每個能安裝于最適合的位置處的優(yōu)點。在動力單元4的情況下，目標尤其 是占用較小的空間并且通向差速驅動器21的線路較短，同時用于控制元件3的目標優(yōu)選地 是允許操作者易于接近?？刂圃?和動力單元3還能通過無線通信裝置來通信。在第二變化中，動力單元4、布置于環(huán)錠紡紗機8的上方。動力單元4、的冷卻板 42'具有水冷裝置7，并且具有用于冷卻水入口 71和冷卻水返回路72的管線。具有水冷裝置的冷卻板是比空冷的冷卻板更加復雜的方案，因為水冷裝置具有另 外的外部裝置復雜性，但是允許更大的動力水平，因為散熱能力顯著增大，尤其是在連續(xù)操 作期間。水冷裝置有利地調節(jié)為使得殼體內冷卻板的表面上的溫度不會降低到冷凝點之 下，其結果是可能存在的任何殘留濕氣不會在殼體內冷凝下來。任何其它適合的冷卻介質 也能代替水用作冷卻介質。
5
根據本發(fā)明的動力單元4的殼體41內的各種熱源優(yōu)選地與冷卻板熱傳導地接觸。 然而，對于相對小的熱源，通過對流給冷卻板42提供熱傳遞也已足夠，也就是說通過殼體 41內的空氣循環(huán)。如果需要，空氣循環(huán)的有效性能通過一個或更多布置于殼體內的風扇來 提高，風扇理想地在殼體內部402和冷卻板42之間產生環(huán)形空氣循環(huán)。然而，由于在根據 本發(fā)明的動力單元并且與現(xiàn)有技術相反的情況下，殼體內部402和周圍區(qū)域401之間沒有 空氣交換，周圍空氣的糟糕質量不是問題。根據本發(fā)明的動力單元4的又一改進在圖3中以在殼體41的縱軸處觀察的橫截 面的形式示意性地示出?？刂茊卧幱诓僮魑恢?，并且具有垂直地對齊的外部冷卻凸緣 421。另外的內部冷卻凸緣426在封閉動力單元4的內部402 —體地形成于冷卻板42上 并且朝向內部402。這些內部冷卻凸緣426用來改進將熱從內部402中的空氣吸入冷卻板 42。在所示有利變化中，這些內部冷卻凸緣426沿著模塊43、43、、44、46在冷卻板42的整 個高度上方延伸，例如在模塊之間，或者在殼體邊緣處。為了進一步優(yōu)化空氣循環(huán)(箭頭所 示)，風扇425布置來吸引在殼體內部402中出現(xiàn)的溫暖空氣，并且將其向下吹到內部冷卻 凸緣426上。為了增大熱交換效率，在內部冷卻凸緣426周圍設置流動通路。在所示例子中，內部空氣循環(huán)由具有斜面的殼體蓋板的縱向邊緣進一步優(yōu)化。這 就在殼體蓋板411和模塊43、43、、44、46之間產生相對恒定的流動橫截面。其它適應也是 可行的，比如圓形或不規(guī)則形狀。還可行的是另外提供使用常規(guī)冷卻設備或代替冷卻板42，其中外部空氣通過適合 的過濾氈墊吸入殼體內部，用以冷卻。公認地，這再次犧牲了根據本發(fā)明防止負面環(huán)境狀況 (灰塵、污物、潮氣、電磁干擾)的優(yōu)點。盡管如此，因為特殊形狀，還可能結合根據本發(fā)明的 冷卻板設計，殼體內部的改進對流會使得熱被更有效地傳遞走，從而允許使得外部冷卻空
氣裝置更小。
參考符號列表
1控制單元
2用于生產花式
21差速驅動器
3控制元件
4，4、動力單元
401外面周圍區(qū)域
402內部
403氣流
41殼體
411殼體蓋板
412電纜開口
413斜面
42,42'冷卻板
421外部冷卻凸緣
423懸掛
424通路
425風扇
426內部冷卻凸緣
43動力電子設備模塊(主)
43、動力電子設備模塊(從)
44供給模塊
45連接器
46控制電子設備模塊
461維護接口
5電纜
51控制電纜
52供給線路
53數(shù)據總線
54警告信號
6相對的軸承
61軸
62凸緣
7水冷裝置
71冷卻水入口
72冷卻水回路
8環(huán)錠紡紗機
權利要求
一種用于生產花式紗線的設備(2)的控制單元(1)的動力單元(4)，其具有殼體(41)、至少一個布置于所述殼體中的動力電子設備模塊(43)、以及用于將所產生的熱能散去的冷卻設備，其特征在于殼體(41)封閉并且冷卻設備具有形成殼體(41)的側壁的冷卻板(42)。
2.如權利要求1所述的動力單元，其特征在于冷卻板(42)具有多個在殼體(41)的 外側(401)上布置于冷卻板(42)上的冷卻凸緣(421)。
3.如權利要求2所述的動力單元，其特征在于所述多個冷卻凸緣(421)在操作位置 中相對于水平面以直角布置。
4.如前述權利要求之一所述的動力單元，其特征在于冷卻板(21)具有水冷裝置(7)。
5.如權利要求4所述的動力單元，其特征在于水冷裝置(7)能調節(jié)為使得殼體的內 側(401)上的冷卻板(42)的溫度不會降低到水的冷凝溫度以下。
6.如前述權利要求之一所述的動力單元，其特征在于殼體(41)是防塵的。
7.如前述權利要求之一所述的動力單元，其特征在于殼體內部(401)被屏蔽以防止 外部電磁干擾。
8.如前述權利要求之一所述的動力單元，其特征在于殼體(41)布置為軸向可旋轉并 且可固定于軸承(6)上。
9.如前述權利要求之一所述的動力單元，其特征在于冷卻板(42)具有多個冷卻凸緣 (426)，它們在殼體(41)的內側(402)上布置于冷卻板(42)上。
10.如前述權利要求之一所述的動力單元，其特征在于冷卻設備具有風扇裝置 (425)，由此空氣能在封閉殼體(41)內(402)循環(huán)。
11.如前述權利要求之一所述的動力單元，其特征在于設置設備(413，424)以影響殼 體內部(402)中的氣流(403)。
12.如權利要求11所述的動力單元，其特征在于所述設備具有在殼體蓋板(411)上 的斜面(413)和/或流動通路(424)。
13.如前述權利要求之一所述的動力單元，其特征在于冷卻設備具有外部冷卻空氣 供應。
14.一種用于生產花式紗線的設備(2)的控制單元(1)，其具有控制元件(3)和如前述 權利要求之一所述的動力單元(4)。
15.如權利要求14所述的控制單元，其特征在于控制元件(3)和動力單元(4)布置 為彼此偏移。
16.如權利要求14或15所述的控制單元，其特征在于控制元件(3)和動力單元(4) 經由有線和/或無線數(shù)據總線彼此連接。
17.一種用于生產花式紗線的具有環(huán)錠紡紗機(8)的設備(2)，其具有一個或多個差速 驅動器(21)，用于一個或更多環(huán)錠紡紗機(8)的牽引布置的旋轉速度的可變控制，以便變 化地伸展紗線，并且具有如權利要求14至16之一所述的控制單元(1)。
18.一種用于生產花式紗線的環(huán)錠紡紗機(8)，其具有用于環(huán)錠紡紗機(8)的一個或多 個牽引布置的旋轉速度的可變控制以便變化地伸展紗線的差速驅動器(21)，并且具有如權 利要求14至16之一所述的控制單元(1)。
全文摘要
一種用于生產花式紗線的包括環(huán)錠紡紗機(8)的設備(2)，具有一個或多個差速驅動器(21)，用于環(huán)錠紡紗機(8)的牽引系統(tǒng)的旋轉速度的可變控制，以便實現(xiàn)紗線的變化拉拔。用于操作差速驅動器(21)的控制單元(1)具有殼體(41)和至少一個布置于殼體中的動力電子設備模塊(43)。殼體(41)具有封閉配置以保護殼體內部(402)免受環(huán)境的不利影響，比如灰塵。用于將產生的熱能散去的冷卻設備包括形成殼體(41)的側壁的冷卻板(42)。
文檔編號D02G3/34GK101970735SQ200980108675
公開日2011年2月9日 申請日期2009年2月11日 優(yōu)先權日2008年3月17日
發(fā)明者埃爾溫·曲姆普林, 瓦爾特·弗里茨 申請人:阿姆斯勒紡織公司