專利名稱：橫向往復(fù)移動(dòng)地將紗線輸送給旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的卷繞筒管的導(dǎo)紗器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有第一項(xiàng)權(quán)利要求的前序中所述特征的用于使紗線橫向往復(fù)移動(dòng)地輸送給一個(gè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的卷繞筒管以便在紡織機(jī)的卷繞裝置里形成一個(gè)交叉卷繞筒管的導(dǎo)紗器。
為了生成紡織筒管，原理上來說必須一方面使筒管旋轉(zhuǎn)，另一方面使卷繞到旋轉(zhuǎn)的筒管上的紗線沿著筒管軸線往復(fù)移動(dòng)。若紗線的橫向往復(fù)移動(dòng)很慢，那么筒管上形成的卷繞很大程度上是平行的。若這樣的筒管具有較大的體積，而且平的端面基本上與筒管軸線成直角布置，那么卷繞線的兩側(cè)必須要有限位盤。若紗線橫向往復(fù)移動(dòng)得很快，以致形成了一種交叉卷繞的話，那就可以不用此限位盤了。高的卷繞速率那么也就要求很高的橫向往復(fù)移動(dòng)速率。
為此可以使用平行于筒管軸線取向的驅(qū)動(dòng)裝置，例如皮帶。EP0311827A2就描述了這樣一種導(dǎo)紗器，其中皮帶是借助于一個(gè)微處理器控制的步進(jìn)電機(jī)來驅(qū)動(dòng)的。此時(shí)可以實(shí)現(xiàn)高的往復(fù)移動(dòng)速率，而且能夠相對(duì)精確地來控制導(dǎo)紗器。
很普遍地應(yīng)用于產(chǎn)生橫向往復(fù)移動(dòng)運(yùn)動(dòng)的也有所謂的回旋螺紋輥，對(duì)于快速卷繞機(jī)來說，這種回旋螺紋輥常常又同時(shí)使交叉卷繞筒管實(shí)現(xiàn)圓周驅(qū)動(dòng)。但與筒管充滿度無關(guān)，總是有一個(gè)相同的移動(dòng)布線角度，其中在筒管和驅(qū)動(dòng)輥之間一定的轉(zhuǎn)速比時(shí)就形成了所謂的卷繞圖形，它們?cè)谝院蟮耐死@時(shí)產(chǎn)生很大的問題。因此根據(jù)目前技術(shù)就描述了許多所謂的防疊方法。
為了能夠產(chǎn)生予先給定的卷繞圖形，例如一種精確卷繞或者分段精確卷繞，因此必須使筒管的驅(qū)動(dòng)裝置與導(dǎo)紗器分離開。另外由于使已經(jīng)提到的回旋螺紋輥與單獨(dú)驅(qū)動(dòng)的卷繞筒管成一定間隔布置也就使之成為可能。在回旋螺紋槽內(nèi)一般是一個(gè)導(dǎo)紗器在滑動(dòng)。這種系統(tǒng)的承載取決于慣性，具有缺點(diǎn)。
很久以來也已知有所謂的指形導(dǎo)紗器(例如DE-AS 1131575，DE-OS 1560360)，其中有一個(gè)指狀的導(dǎo)紗器可以圍繞一個(gè)基本上垂直于卷繞筒管軸線布置的軸旋轉(zhuǎn)。這時(shí)已建議用機(jī)電的驅(qū)動(dòng)裝置來代替此處所描述的這種用作為導(dǎo)紗器的手指的傳統(tǒng)機(jī)械驅(qū)動(dòng)，例如在EP 0808 791 A2或者此類的EP 0 838 442 A1已經(jīng)指明了。但是在這些資料里只是提到了一種電動(dòng)機(jī)。可以由此出發(fā)，或者使電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)由提高調(diào)節(jié)慣性的傳動(dòng)裝置轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)紗器指的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，或者使用一個(gè)電動(dòng)機(jī)，它直接驅(qū)動(dòng)導(dǎo)紗器手指；而且若是一個(gè)步進(jìn)電機(jī)則經(jīng)由一個(gè)可予先規(guī)定的步進(jìn)數(shù)量產(chǎn)生所希望的擺轉(zhuǎn)角度。當(dāng)速度高而且運(yùn)動(dòng)方向的換向很頻繁時(shí)就可能出現(xiàn)步進(jìn)誤差，這就會(huì)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)裝置的持續(xù)不斷地調(diào)整，從而導(dǎo)致移動(dòng)布線的誤差。
此外，對(duì)于傳統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)，例如電子整流的電動(dòng)機(jī)來說難于一方面在反向點(diǎn)產(chǎn)生必要的較高的轉(zhuǎn)矩，而另一方面又要使得僅實(shí)現(xiàn)一種擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子的質(zhì)量足夠地小，從而使合成的質(zhì)量慣性并不進(jìn)一步提高必要的轉(zhuǎn)矩。
因此本發(fā)明的任務(wù)就是改進(jìn)此類導(dǎo)紗器的傳動(dòng)裝置。
該項(xiàng)任務(wù)按本發(fā)明是通過第一項(xiàng)權(quán)利要求的特征性特征來解決的。
本發(fā)明可以有利地通過權(quán)利要求2至19所述的特征形成其它的改進(jìn)方案。
在按本發(fā)明所述的氣隙之內(nèi)可以達(dá)到相對(duì)較高的磁通量密度，其中當(dāng)氣隙的幾何尺寸較小，而且當(dāng)具有較小磁阻的磁軛的幾何尺寸足夠時(shí)，損失是比較小的。通過向位于磁力線范圍里的線圈通電流就可以達(dá)到必要的轉(zhuǎn)矩使導(dǎo)紗器偏轉(zhuǎn)。
線圈的幾何尺寸與對(duì)于按本發(fā)明的通過磁力線而磁化了的氣隙的寬度的匹配有密切關(guān)系。線圈在氣隙里布置的繞組段至導(dǎo)紗器擺動(dòng)軸線的間距就規(guī)定了可以由驅(qū)動(dòng)裝置產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩大小。該轉(zhuǎn)矩與線圈的質(zhì)量慣性相比是比較高的。參與此擺動(dòng)的物體的其余零部件可以用很輕的材料制造，而且必須只是具有對(duì)于所出現(xiàn)的力來說必要的穩(wěn)定性，從而得到較小的慣量。
氣隙以及還有所產(chǎn)生磁場(chǎng)的元件都需要只是在電氣線圈的擺動(dòng)范圍上布置，這個(gè)范圍相當(dāng)于導(dǎo)紗器的最大可調(diào)定的往復(fù)移動(dòng)行程。因而相應(yīng)地限制了結(jié)構(gòu)方面的花費(fèi)。同樣只需要有一個(gè)電氣線圈，在擺動(dòng)期間它就沿著相應(yīng)尺寸大小的溝槽來回運(yùn)動(dòng)。如前所述，參與這擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的元件具有盡可能小的質(zhì)量具有特殊的意義，這是由于在導(dǎo)紗器擺動(dòng)的死點(diǎn)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了很大的角度加速度，并因而當(dāng)擺動(dòng)元部件的慣量較高時(shí)就會(huì)產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)矩。這里必須考慮到在卷繞機(jī)上制造交叉卷繞筒管時(shí)必須使導(dǎo)紗器的擺動(dòng)頻率在不大于30Hz的范圍內(nèi)。
若在氣隙的一側(cè)布置了磁鐵，那么就足以產(chǎn)生磁場(chǎng)。然后在氣隙的位于對(duì)面一側(cè)直接布置了一個(gè)磁軛，同樣在磁鐵裝置的背面布置了一個(gè)磁軛。因而磁力線經(jīng)過了良磁導(dǎo)體之內(nèi)的絕大部分。如前已進(jìn)一步所述的那樣，該氣隙的尺寸可以設(shè)計(jì)得較小，從而同樣限制住磁阻。
但也可以在氣隙的兩側(cè)都布置磁鐵，這樣就進(jìn)一步提高了磁通量密度并能獲得較大的轉(zhuǎn)矩。
磁鐵可以是永久磁鐵，它不必須連接到供電電源上，或者可以是電磁鐵，采用電磁鐵可以實(shí)現(xiàn)較高的磁通量密度并因而還可以獲得較大的功率。
在權(quán)利要求7所述的裝置配置中就確保了在電氣線圈的兩個(gè)繞組上分別使得具有相同定向的相同的轉(zhuǎn)矩起作用。這是由相反的電流方向以及相反的磁向而得出的。同時(shí)必須指出，雖然轉(zhuǎn)矩必須要有相同的方向，以便使系統(tǒng)以高的效率來工作，但是使二個(gè)繞組段里轉(zhuǎn)矩的值也一致不是絕對(duì)必要的。舉例來說，若磁場(chǎng)強(qiáng)弱不同，或者繞組段在各自對(duì)應(yīng)它的磁場(chǎng)內(nèi)的分布相互有區(qū)別，那么就可能得到不同的數(shù)值。
相對(duì)于一種電子整流的電機(jī)來說，因?yàn)榇藭r(shí)在使驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩保持相同的作用方向時(shí)必須要有整流，那么對(duì)本發(fā)明來說就直接導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的符號(hào)換向。這又簡(jiǎn)化了擺動(dòng)的導(dǎo)紗器的直接驅(qū)動(dòng)的控制。
氣隙的一種特別有利的布置以及配屬的電氣線圈在權(quán)利要求8和9里敘述。而用于產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩所必要的以及在氣隙里伸展的電氣線圈的繞組段完整地與導(dǎo)紗器的旋轉(zhuǎn)點(diǎn)成相對(duì)較大的間距布置，由于杠桿作用從而能夠產(chǎn)生一個(gè)相對(duì)較大的轉(zhuǎn)矩。
與之相反，對(duì)于例如在權(quán)利要求10和11中所描述的按本發(fā)明的結(jié)構(gòu)方案來說，電氣線圈的一部分產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的繞組段比較靠近于導(dǎo)紗器的旋轉(zhuǎn)點(diǎn)而布置。此時(shí)應(yīng)該指出，關(guān)于與旋轉(zhuǎn)點(diǎn)的距離必須遵照這里相應(yīng)的極限，因?yàn)榕c旋轉(zhuǎn)點(diǎn)之間具有變得更大的間距的線圈也漸增地產(chǎn)生了一個(gè)與驅(qū)動(dòng)裝置反作用的慣性矩。但在此實(shí)例中并未參與產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的一大部分電氣線圈的繞組比參與產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的繞組段位于徑向較外處。但是線圈的關(guān)于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩來說被動(dòng)的部分由于其與導(dǎo)紗器之間有較大的距離而使導(dǎo)紗器有較高的慣性矩。
但即使對(duì)于本發(fā)明的這種方案來說都涉及到一種驅(qū)動(dòng)裝置，這種裝置可以很容易地控制，或者說調(diào)節(jié)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且具有較高的效率。
轉(zhuǎn)矩的大小和方向通過控制或者說調(diào)節(jié)在每種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)的電流來調(diào)定。這可以經(jīng)由一個(gè)微處理器形式的控制裝置來實(shí)現(xiàn)；這種裝置按照一種可先規(guī)定的程序與角度有關(guān)地和與時(shí)間有關(guān)地控制電壓或電流和電流方向，從而在橫向往復(fù)移動(dòng)的寬度上得出各自所要的紗線的移動(dòng)布線角度，或者這往復(fù)移動(dòng)的寬度或往復(fù)移動(dòng)的點(diǎn)也可以調(diào)定。通過相應(yīng)的傳感器技術(shù)檢測(cè)了各角度，它用來檢查遵守額定值的情況，而且在必要時(shí)看實(shí)際值通過調(diào)節(jié)是否又匹配于額定值。此外使用了已知的PID(比例積分微分)-調(diào)節(jié)器，而為了檢測(cè)瞬時(shí)的角度例如可以使用一種已公開的紅外光柵，它對(duì)與擺動(dòng)軸同軸布置的標(biāo)記進(jìn)行掃描。
如上所述，在絕大部分行程上所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩是很小的，而在導(dǎo)紗器轉(zhuǎn)向點(diǎn)處由于角加速度很大因而在此范圍內(nèi)可以產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)矩。為了借助一個(gè)已知的輸出端產(chǎn)生相應(yīng)較高的電壓值用于使電氣線圈實(shí)現(xiàn)跳躍式的比較強(qiáng)烈的通電，該輸出端必須用較高的工作電壓工作。此外，在一個(gè)已知的輸出端之內(nèi)產(chǎn)生一種沖擊性的電壓變化(如它在這里所必需的)證明是比較困難的。在通過脈沖寬度調(diào)制對(duì)輸出級(jí)進(jìn)行通常的數(shù)字化控制時(shí)基于所要求的電壓峰值必須用脈沖寬度極大值更換極小值。這些極小的脈沖寬度對(duì)控制技術(shù)提出了更高的要求。另外，在對(duì)于絕大部分工作時(shí)間來說明顯過高的工作電壓時(shí)，用于調(diào)定必要的低電壓所要求的脈沖寬度調(diào)制就引起很大的損失功率。
為了對(duì)付這些缺點(diǎn)，按照本發(fā)明還要建議采用第二個(gè)供電源，此處供備用的工作電壓與第一個(gè)供電源相比達(dá)到數(shù)倍之多。在導(dǎo)紗器的換向點(diǎn)時(shí)這第二個(gè)供電源就接入電氣線圈上，從而產(chǎn)生了這里所必要的沖擊狀所需的高轉(zhuǎn)矩，而不需要一起考慮高的損失功率。
由于應(yīng)用了相應(yīng)結(jié)構(gòu)尺寸的電容器就可以在第二個(gè)供電源上沖擊性地為必要的電壓作好準(zhǔn)備。由于此電容器也確保了使電壓不會(huì)提前損失。
若借助一個(gè)充電泵分別在電容器的兩次釋放之間對(duì)電容器進(jìn)行充電，那就是特別有利的。根據(jù)擺動(dòng)系統(tǒng)的頻率，可以這樣調(diào)定此充電泵，從而使必需的充電持續(xù)時(shí)間相當(dāng)于前后兩次釋放之間的時(shí)間。這樣就可能使充電泵連續(xù)地工作。
可實(shí)現(xiàn)的較高的角加速度縮短了導(dǎo)紗器的停留時(shí)間，并因而也縮短了紗線在往復(fù)運(yùn)動(dòng)寬度的終端點(diǎn)范圍的停留時(shí)間。由于使紗線在邊緣區(qū)內(nèi)的停留時(shí)間接近于在交叉卷繞筒管的其余范圍里的停留時(shí)間，這又使交叉卷繞筒管的密度變得均衡了。
按照本發(fā)明所述的機(jī)電驅(qū)動(dòng)裝置還具有以下優(yōu)點(diǎn)在這電氣線圈上可以作用一個(gè)很高的電壓，其后果是作用一個(gè)很大的轉(zhuǎn)矩，但不會(huì)如普通的電動(dòng)機(jī)那樣產(chǎn)生飽和現(xiàn)象。由于這借助于第二個(gè)供電源或者電容器卸荷而沖擊狀供使用的高電壓使流經(jīng)電氣線圈的電流明顯加快地增高，因而成比例的轉(zhuǎn)矩也就能相應(yīng)快速地增高。
為了支持運(yùn)動(dòng)方向的變換，在本發(fā)明范圍內(nèi)也可以按本身就已知的方式在換向點(diǎn)處使用機(jī)械儲(chǔ)能器。用這種辦法就減小了在這些范圍內(nèi)必要的轉(zhuǎn)矩最大值。如上所述，導(dǎo)紗器應(yīng)該盡可能容易地使慣性矩最小化，但這種導(dǎo)紗器必須設(shè)計(jì)得更穩(wěn)固，因而也就更重。此外這導(dǎo)紗器發(fā)生的噪聲也變大了，壽命較短。尤其是當(dāng)導(dǎo)紗器進(jìn)入儲(chǔ)能器里時(shí)引起的轉(zhuǎn)矩突變使調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)質(zhì)量受到損害。
儲(chǔ)能器與導(dǎo)紗器構(gòu)成了一個(gè)基本上為諧波振蕩的機(jī)械系統(tǒng)，采用這樣的儲(chǔ)能器就使驅(qū)動(dòng)裝置卸荷了，這就是說，使待輸給驅(qū)動(dòng)裝置的能量減少，并且不再有所述的只是布置在邊緣范圍內(nèi)的彈簧的缺點(diǎn)。儲(chǔ)能器就使驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩平方的曲線圖中的面積減少至如若沒有這樣一個(gè)儲(chǔ)能器所必要的數(shù)值的三分之一，這首先意味著，即使當(dāng)負(fù)載較大時(shí)驅(qū)動(dòng)裝置也不會(huì)過熱。同時(shí)要考慮到，在許多情況下即使驅(qū)動(dòng)裝置具有足夠的尺寸大小也不能解決這個(gè)問題，這是由于線圈的質(zhì)量加大了擺動(dòng)元部件的慣量并因而又加大了對(duì)產(chǎn)生擺動(dòng)所必要的轉(zhuǎn)矩。
作為儲(chǔ)能器考慮用一種彈簧，尤其是一種扭力彈簧。在此處感興趣的向左和向右30°的偏轉(zhuǎn)里可以優(yōu)選使用一種螺旋彈簧，尤其是由帶狀材料制成的螺旋彈簧，因?yàn)樵诖朔秶鷥?nèi)在兩個(gè)方向上都必須從一種相同升高的彈簧特性曲線出發(fā)。
也可使用兩個(gè)螺旋彈簧來替代一個(gè)螺旋彈簧，這樣可以使合成的彈簧特性曲線的所希望的變化走向調(diào)定得更好。另外，這些例如布置在擺動(dòng)零部件兩側(cè)的彈簧還可以用來給電氣線圈輸入電流。
為了確保在兩個(gè)擺動(dòng)方向上都達(dá)到有相同的彈簧力的變化，這些螺旋彈簧應(yīng)該具有相反的繞制方向。只有當(dāng)導(dǎo)紗器從靜止位置偏轉(zhuǎn)的角度超過了一個(gè)極限值時(shí)，這種要求才有意義，因?yàn)樵趶椈砷_啟和關(guān)閉時(shí)彈簧特性曲線的變化情況是不同的。
但是當(dāng)擺動(dòng)振幅較小時(shí)就可能是這種情況，即在運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生反向的范圍內(nèi)出現(xiàn)了一種漸進(jìn)形狀的彈簧特性曲線。這種彈簧選擇有利于在這必需要有最大轉(zhuǎn)矩的范圍內(nèi)的傳動(dòng)。
以下按照實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。
附圖所示為

圖1按本發(fā)明的具有機(jī)電驅(qū)動(dòng)裝置的導(dǎo)紗器的前視圖，在圖2的I-I處局部剖切；圖2圖1的II-II剖視；圖3圖1的變型方案的前視圖，在圖4的III-III處剖切；圖4圖3的IV-IV剖視；圖5圖1的另一種變型方案，無側(cè)板9；圖6導(dǎo)紗器驅(qū)動(dòng)裝置的一種可供選擇的結(jié)構(gòu)方案，按圖7中VI-VI剖切線的前視圖；圖7附屬于圖6的VII-VII處的側(cè)視圖，圖8輸出端的方塊圖；圖9圖8的一種變型方案。
由圖1所示的卷繞筒管裝置的剖視圖中可見到一個(gè)交叉卷繞筒管1，它放置在一個(gè)支承輥3上。交叉卷繞筒管1的套筒2支承在一個(gè)未表示出來的筒管架里。交叉筒管可以經(jīng)由筒管架的其中一個(gè)套筒夾頭實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，這些夾頭將這筒管套筒2夾在它們之間。另一種方案可以采用一種驅(qū)動(dòng)輥來代替支承輥3，與所述的交叉筒管1的直接驅(qū)動(dòng)相比，通過這驅(qū)動(dòng)輥可實(shí)現(xiàn)圓周傳動(dòng)。
輸給交叉筒管1的紗線5在導(dǎo)紗器6的一個(gè)叉形導(dǎo)向元件6’里實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向。往復(fù)運(yùn)動(dòng)用直尺4使紗線保持直線導(dǎo)向，這種直線導(dǎo)向是必需的，以便使紗線總是與支承輥3和交叉筒管1之間的夾緊線保持相等的并且盡可能短的距離輸送給交叉筒管。這對(duì)于實(shí)現(xiàn)一種滿意的交叉卷繞筒管1的繞組結(jié)構(gòu)是必需的。
也可以考慮不用經(jīng)由往復(fù)運(yùn)動(dòng)用直尺4來實(shí)現(xiàn)直線導(dǎo)向，而是用一種對(duì)應(yīng)于導(dǎo)紗器6的杠桿來驅(qū)動(dòng)一個(gè)包含有紗線導(dǎo)向環(huán)的、沿著往復(fù)運(yùn)動(dòng)用直尺4的位置可滑移地支承住的物體。但此時(shí)也要考慮，必須克服由此引起的附加的慣性力和摩擦力，這些力在往復(fù)運(yùn)動(dòng)頻率較高時(shí)就會(huì)不利地作用于整個(gè)系統(tǒng)。
導(dǎo)紗器6經(jīng)由一個(gè)支承架6”而固定在軸7上。如圖2可見，該軸7支承在滾動(dòng)軸承12和13里，這些軸承則布置在外殼8的側(cè)板9和10里。為了限制當(dāng)導(dǎo)紗器6的運(yùn)動(dòng)方向變換時(shí)滾動(dòng)體發(fā)生的取決于慣性的繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，可以比通常更強(qiáng)烈地夾緊住滾動(dòng)軸承。但也可以考慮另一種方案，例如使用另外的軸承，例如磁性基礎(chǔ)上的軸承。
同樣固定在軸7上的有一個(gè)搖架式的筒子架14。該筒子架的側(cè)面舌狀懸臂14’和14”與金屬帶材制成的螺旋彈簧20和21的一個(gè)向里凸起的舌部抗扭地連接。這兩個(gè)螺旋彈簧20和21是以相反的旋轉(zhuǎn)方向繞制的。線圈15就這樣纏繞在這筒子架14上，從而使其中心軸線與導(dǎo)紗器的旋轉(zhuǎn)軸線相交。
在外殼8的側(cè)板9和10上固定了扭力彈簧20和21的支持物20’和21”。這兩個(gè)扭力彈簧20和21就牢固地夾緊在這些支持物20’和21’里。
如圖2雙箭頭所示，通過在長(zhǎng)孔41和41’內(nèi)移動(dòng)可以調(diào)整支持物相對(duì)于側(cè)壁9和10的位置。這種可調(diào)整性至少對(duì)于兩個(gè)支持物中的一個(gè)來說是必需的，以便達(dá)到使導(dǎo)紗器6在其靜止位置時(shí)占據(jù)擺動(dòng)振幅范圍內(nèi)的中間位置。調(diào)整兩個(gè)扭力彈簧就可以使這中間位置同時(shí)表示出了兩個(gè)彈簧特性線的零點(diǎn)。
給線圈15輸送電流是按如下步驟進(jìn)行的經(jīng)輸入線路38和38’至支持物20’和21’，經(jīng)扭力彈簧20和21直至其在軸7上的固定點(diǎn)并從那里經(jīng)輸送線路37和37’輸給線圈15。按這種方式就保證了，每個(gè)固定的輸入線路并不產(chǎn)生相對(duì)的運(yùn)動(dòng)。這種相對(duì)運(yùn)動(dòng)由螺旋彈簧20和21吸收了。當(dāng)然也可以考慮具有很大彈性的其它輸入線路。為了在此時(shí)限制住這運(yùn)動(dòng)，這些線路應(yīng)盡可靠近軸7布設(shè)。
如圖1所示，由鐵磁性材料制成的內(nèi)磁軛16具有弓形段的形狀，并如圖2所示，有一個(gè)矩形的橫斷面。相對(duì)于弓形內(nèi)磁軛16的外圓周在一個(gè)同樣為弓形的外磁軛16’上固定了一個(gè)磁鐵裝置18，18’。在內(nèi)磁軛16的外圓周和磁鐵裝置18，18’之間設(shè)計(jì)了一個(gè)氣隙17，它具有一個(gè)在其長(zhǎng)度上保持相同的間隙寬度。但這保持相同的間隙寬度并不是強(qiáng)制性的要求。因而例如氣隙17各自在氣隙17的左半部分和右半部分的中間可能是較寬的，并因而削弱了這磁場(chǎng)，這是由于當(dāng)導(dǎo)紗器6處在其中間位置上時(shí)，主動(dòng)繞組段15和15’就位于那里，而在導(dǎo)紗器中間位置只需要較小的或者不需要驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
在線圈15的擺動(dòng)行程中點(diǎn)的左面和右面磁鐵具有不同的極性因此在磁鐵18和范圍內(nèi)就產(chǎn)生了磁通線19，它基本上指向?qū)Ъ喥鞯男D(zhuǎn)點(diǎn)，而在磁鐵18’的范圍內(nèi)則形成了磁力線19’，它們則離開導(dǎo)紗器的旋轉(zhuǎn)點(diǎn)向外指向。
通過磁軛16和16’的磁力線由于是概圖而并未表示出來。但它們?cè)趦蓚€(gè)磁軛16和16’里構(gòu)成了搭橋，其中所有的磁力線都通過U形磁軛的中心而布置。因此也可以在邊緣部位設(shè)計(jì)這些磁軛，其橫斷面明顯小于在中間的。
在導(dǎo)紗器6的整個(gè)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)期間電氣線圈15分別有兩個(gè)繞段15’或者說15”之一布置在由于磁力線的方向而區(qū)別的氣隙17的其中一個(gè)部分里。由于根據(jù)線圈15的繞組平面在這兩個(gè)繞組段15’和15”里強(qiáng)制地也形成了不同的電流方向，因而由磁力線19和19’所表示的磁場(chǎng)作用于繞組段15和15’上的轉(zhuǎn)矩具有相同的符號(hào)。兩個(gè)繞組段15和15’相互之間的弧距大于在導(dǎo)紗器6處在一個(gè)最大擺動(dòng)角時(shí)沿著氣隙17所經(jīng)過的路程。因此在整個(gè)擺動(dòng)行程期間其中每一個(gè)繞組臂15’和15”就留在氣隙的一個(gè)范圍內(nèi)，在此范圍內(nèi)磁力線19或19’都指向相同的方向。因此在整個(gè)擺動(dòng)行程上電流和力矩是成正比的，尤其是涉及到符號(hào)。因此可以降低控制或者調(diào)節(jié)的費(fèi)用。
外殼8有一個(gè)蓋11，它有一個(gè)槽，導(dǎo)紗器6則可以在此槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)。也可以將此導(dǎo)紗器6固定在外殼8之外軸7上，而不是把導(dǎo)紗器6對(duì)中心地安裝在軸7上，這樣就使外殼8可以完全封閉。
在導(dǎo)紗器6的支承架6”的范圍里在軸7上布置有一個(gè)圓盤39，它與軸7的中心軸線同心，上面設(shè)有標(biāo)記。這些標(biāo)記用兩個(gè)紅外光柵40，40’來掃描。通過一個(gè)相對(duì)于標(biāo)記的刻度偏置的兩個(gè)紅外光柵40，40’就可以測(cè)定圓盤運(yùn)動(dòng)的各自的方向。因而可以通過計(jì)算增量來確定導(dǎo)紗器6的各個(gè)角度位置。為了進(jìn)一步增高在擺動(dòng)行程上的增量數(shù)，可以設(shè)置另外的紅外光柵，其中因此使對(duì)于相同擺動(dòng)角度的增量數(shù)相應(yīng)地增高。但為了在導(dǎo)紗器換向點(diǎn)范圍內(nèi)對(duì)于調(diào)節(jié)器也具有足夠高的分辨率，可以用一個(gè)觀察員，例如在DE19735581A1里就對(duì)此作了描述。由紅外傳感器40所測(cè)量的增量繼續(xù)傳至一個(gè)未表示出來的微處理器上，在這微處理器里既存儲(chǔ)了導(dǎo)紗器擺動(dòng)的額定變化情況，還連接了一個(gè)調(diào)節(jié)器，該調(diào)節(jié)器輸出作為調(diào)節(jié)參數(shù)流過線圈15的電流I。因而可以在整個(gè)擺動(dòng)變化過程中產(chǎn)生所希望的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。調(diào)節(jié)器可以設(shè)計(jì)為PID(比例積分微分式)調(diào)節(jié)器，或者也可以設(shè)計(jì)為狀態(tài)調(diào)節(jié)器，用來使調(diào)節(jié)更精細(xì)，而且使調(diào)節(jié)質(zhì)量保持相同，此外調(diào)節(jié)器可以設(shè)計(jì)成適配式的，也就是說，總是適應(yīng)于當(dāng)前所給定的條件(例如有偏差的紗線張力、軸承摩擦等)。同樣也可以進(jìn)行一種評(píng)價(jià)性調(diào)節(jié)，也就是說考慮了事先已知的變化。通過其它已知的調(diào)節(jié)原理可以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)質(zhì)量的越來越精細(xì)。
紗線布設(shè)的額定變化情況可以用不同的對(duì)交叉筒管的繞組結(jié)構(gòu)有利的參數(shù)來調(diào)定。例如，通過變化的振幅可以獲得導(dǎo)紗器的行程變化，并因而減小交叉筒管的邊緣硬度或者邊緣拱起。此外，不用機(jī)械的調(diào)定工作就可以實(shí)現(xiàn)各種最不相同的卷繞結(jié)構(gòu)，如精密的或者分段精密的卷繞。同樣，調(diào)整交叉筒管所希望的寬度時(shí)其花費(fèi)也極少。
選擇螺旋彈簧20和21時(shí)可以使得彈簧特性曲線的變化并不是直至死點(diǎn)都是直線形的，而是漸進(jìn)式變化的，這樣就使機(jī)電驅(qū)動(dòng)裝置卸載以實(shí)現(xiàn)相同的擺動(dòng)。那么通過這種辦法也還只是使擺動(dòng)接近于諧振，但這并不干擾，因?yàn)閿[動(dòng)的變化保持均衡。
在圖3和圖4所示的本發(fā)明一種變型方案中氣隙17的兩側(cè)都布置有磁鐵18，18’和22，22’。因此進(jìn)一步提高了氣隙17里的磁通密度，并因而在對(duì)線圈15通以相同電流而且尺寸大小相同時(shí)也可能有一個(gè)較大的轉(zhuǎn)矩作用在導(dǎo)紗器上。不言而喻，在氣隙17的左右各有具有不同極性的磁鐵18，22和18’和22’相互位于對(duì)面。
在一個(gè)只是在圖5中前視圖所表示的本發(fā)明的另一種變型方案里與第一種變型方案相比是用電磁鐵代替了永久磁鐵18和18’，電磁鐵由線圈24，24’與芯25，25’構(gòu)成。向這些線圈的電流輸入此處并沒有專門表示出。這些線圈相對(duì)于側(cè)板9和10是絕緣的，或者這些側(cè)板由非導(dǎo)體材料，例如塑料制成。
通過這些所形成的電磁鐵來生成具有對(duì)應(yīng)于以前實(shí)例指向的磁力線。但可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)更強(qiáng)的磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)例如可以根據(jù)導(dǎo)紗器6的載荷來調(diào)定，也可以各不相同。
圖6和圖7所示是一種與以前的實(shí)施例明顯不同的方案。此處這氣隙相對(duì)于已描述過的方案旋轉(zhuǎn)了90°，也就是說，它位于一個(gè)與導(dǎo)紗器26的擺動(dòng)軸相交的平面里。電磁鐵31和31’設(shè)計(jì)成圓弓形并經(jīng)由例如螺釘連接30，30’和30”而固定在電磁鐵支座36上，該支座同時(shí)設(shè)計(jì)為用作磁軛的側(cè)板。因此在磁鐵裝置31和31’的兩側(cè)有磁軛35和36(圖7)，它們應(yīng)該傳導(dǎo)磁通而盡可能沒有明顯的損失。
在導(dǎo)紗器26上同樣也布置有一個(gè)電氣線圈28，它類似于磁鐵31和31’很大程度上具有一種圓弓形狀。輸入線路42和42’在這里是中心通過軸29而向外，導(dǎo)紗器26則是固定在此軸上。在此軸29里為此設(shè)有孔29’和29”。由于布置靠近旋轉(zhuǎn)點(diǎn)處，此處未表示出的外部輸電線路因?qū)Ъ喥?6的擺動(dòng)而引起偏轉(zhuǎn)只有很小，因此對(duì)于輸電線的彈性并沒有太高的要求。
壓力彈簧34’和34”有助于使導(dǎo)紗器26在死點(diǎn)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)方向的換向。這些壓力彈簧34’和34”可以機(jī)械調(diào)整用于改變行程。
不言而喻，對(duì)于最后表示的移動(dòng)布線系統(tǒng)來說同樣也可以用螺旋彈簧來代替壓力彈簧34’和34”，如在前面例子中，這種螺旋彈簧的優(yōu)點(diǎn)已在前面提到過了。
驅(qū)動(dòng)的調(diào)節(jié)參照以前的實(shí)例進(jìn)行。一種增量計(jì)數(shù)器形式的角度接收器此處未表示出，同樣也可以對(duì)應(yīng)于以前的實(shí)例。
圖8簡(jiǎn)化表示了一個(gè)輸出級(jí)44，如它可用于給線圈15或28供給電壓。
用45表示一個(gè)供電源，而例如由場(chǎng)效應(yīng)晶體管所構(gòu)成的開關(guān)46至48則規(guī)定用于控制線圈15，28的供電。這些開關(guān)46至48由控制裝置43控制，如用箭頭簡(jiǎn)明表示的那樣。而開關(guān)46和48以及47和48總是以同樣的方式接合。通過各自接通時(shí)間的變化就按照要求模擬了由供電源的45所給定的工作電壓。這種模擬既包括了所加電壓的大小也包括了符號(hào)，以便產(chǎn)生出在導(dǎo)紗器擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的每個(gè)點(diǎn)上所需要的轉(zhuǎn)矩。
圖9所示的輸出級(jí)44’補(bǔ)充了第二個(gè)供電源52，它經(jīng)由開關(guān)56和57同樣也可以與線圈15，28連接。這些開關(guān)56和57，同樣也是場(chǎng)效應(yīng)晶體管，也是由控制裝置43來控制，如前所述它最好是一個(gè)微處理器。它們交替地在導(dǎo)紗器6，26的換向點(diǎn)處理行操作。
第二個(gè)供電源52準(zhǔn)備提供了一個(gè)比第一個(gè)供電源45大幾倍的電壓。此時(shí)或者從一開始就在輸入處55作用有一個(gè)較高的工作電壓，或者借助一個(gè)充電泵54在電容器53里產(chǎn)生這較高的工作電壓。充電泵應(yīng)這樣有利地調(diào)定，從而使它給電容器53充上必需的電，分別直至其中一個(gè)開關(guān)56(或57)的下一次操作過程。同時(shí)，充電泵54同樣也可以由控制裝置43根據(jù)導(dǎo)紗器的頻率來調(diào)定。
通過這修改的具有第二個(gè)供電源52的輸出級(jí)44’就可以在導(dǎo)紗器的轉(zhuǎn)向點(diǎn)沖擊狀地提供一個(gè)較高的電壓，它可以使通過電流并因而使產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩都更快速地增高。由于這第二個(gè)供電源52都只是很短時(shí)地接通，因而幾乎在導(dǎo)紗器6，26的整個(gè)擺動(dòng)范圍上都是無例外地可以用供電源45以很高的效率來工作。
為了避免在接通第二個(gè)供電源52時(shí)經(jīng)過開關(guān)47或48有一個(gè)強(qiáng)電流流出至第一個(gè)供電源45，并可能導(dǎo)致?lián)p傷這供電源，其間接入了相應(yīng)的二極管50和51。
權(quán)利要求
1.用于使紗線橫向往復(fù)移動(dòng)地輸送給一個(gè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的卷繞筒管以便在紡織機(jī)的卷繞裝置里形成一個(gè)交叉卷繞筒管的導(dǎo)紗器，其中導(dǎo)紗器設(shè)計(jì)成指狀，可以圍繞一個(gè)基本垂直于交叉筒管軸線定向的旋轉(zhuǎn)軸擺動(dòng)，并具有一個(gè)機(jī)電驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，機(jī)電驅(qū)動(dòng)裝置(15，15’，15”，16，16’，18，18’，22，22’，24，24’，25，25’，28，31，31’，35，36)具有一個(gè)氣隙(17，33)，它被磁力線(19，19’，23，23’)貫穿；而且沿著氣隙(17，33)布置了磁鐵(18，18’；22，22’；24，24’；25，25’)，它們產(chǎn)生了基本上垂直穿過氣隙(17，33)的磁力線(19，19’，23，23’)；而且在氣隙(17，33)的兩側(cè)布置了用于傳導(dǎo)磁通的磁軛(16，16’，31，31’)；而且在導(dǎo)紗器(6，26)上至少設(shè)有一個(gè)電氣線圈(15，28)，該線圈浸入在氣隙(17，33)里并可以在導(dǎo)紗器(6)橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)期間沿著氣隙(17，33)運(yùn)動(dòng)；而且電氣線圈(15，28)可以經(jīng)控制地通給電流。
2.按權(quán)利要求1所述的導(dǎo)紗器，其特征在于，氣隙(17，33)伸展布置在電氣線圈(15，28)的擺動(dòng)范圍上，該范圍對(duì)應(yīng)于導(dǎo)紗器(6，26)的最大可調(diào)橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)行程。
3.按權(quán)利要求1或者2所述的導(dǎo)紗器，其特征在于，所有的磁鐵(18，18’，24，24’，25，25’)都布置在氣隙(17，33)的一側(cè)。
4.按權(quán)利要求1或者2所述的導(dǎo)紗器，其特征在于，磁鐵(18，18’，22，22’)這樣布置在氣隙(17)的兩側(cè)，以使它們以相反的極化作用直接相互對(duì)峙。
5.按權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的導(dǎo)紗器，其特征在于，磁鐵(18，18’，22，22’，31，31’)為永久磁鐵。
6.按權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的導(dǎo)紗器，其特征在于，磁鐵(24，24’，25，25’)為電磁鐵。
7.按權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的導(dǎo)紗器，其特征在于，磁鐵(18，18’，22，22’，24，24’，25，25’)的布置在擺動(dòng)行程的中間分開，并這樣選擇其極化作用，從而在氣隙(17，33)的這兩個(gè)分段里出現(xiàn)相反的磁通方向，電氣線圈的繞組段(15’，15”，28’，28”)伸展經(jīng)過氣隙的每個(gè)分段，該繞組段在導(dǎo)紗器(6，26)的整個(gè)擺動(dòng)行程上都停留在這分段里；而且這兩個(gè)繞組段(15’，15”，28’，28”)在相反的方向上流過電流。
8.按權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的導(dǎo)紗器，其特征在于，氣隙(17)與導(dǎo)紗器(6)的旋轉(zhuǎn)軸線同心地布置，而且電氣線圈(15)的中心軸線與導(dǎo)紗器(6)的旋轉(zhuǎn)軸線成一個(gè)直角相交。
9.按權(quán)利要求8所述的導(dǎo)紗器，其特征在于，電氣線圈(15)基本為矩形的，而且由繞組段所構(gòu)成的矩形的兩個(gè)平行邊(15’，15”)都布置在氣隙(17)里，而另外兩個(gè)與第一對(duì)相互連接的平行邊(15”’，15””)都布置在氣隙(17)之外。
10.按照權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的導(dǎo)紗器，其特征在于，氣隙(33)設(shè)計(jì)為圓弓形并與導(dǎo)紗器(26)的旋轉(zhuǎn)軸線成直角布置，而且卷繞平面就在由氣隙(269)展開的平面里。
11.按權(quán)利要求10所述的導(dǎo)紗器，其特征在于，電氣線圈(28)的形狀基本為圓弓形，并具有兩個(gè)徑向布置的繞組段(28’，28”)。
12.按權(quán)利要求1至11中任意一項(xiàng)所述的導(dǎo)紗器，其特征在于，有一個(gè)控制裝置(43)用于對(duì)電氣線圈(15，28)有控制地通以電流，它根據(jù)導(dǎo)紗器(6，26)各自的位置對(duì)一個(gè)輸出級(jí)(44，44’)加負(fù)荷，該輸出級(jí)在電氣線圈(15，28)上施加了一個(gè)在數(shù)值和符號(hào)上都與力爭(zhēng)達(dá)到的運(yùn)動(dòng)循環(huán)相關(guān)聯(lián)的電壓。
13.按權(quán)利要求12所述的導(dǎo)紗器，其特征在于，輸出級(jí)(44，44’)具有一個(gè)供電源(45)，它經(jīng)過由控制裝置(43)所控制的開關(guān)(46至48)借助于脈沖寬度調(diào)制向電氣線圈(15，28)供給各自必須的電壓。
14.按權(quán)利要求12或者13所述的導(dǎo)紗器，其特征在于，輸出級(jí)(44’)具有第二個(gè)供電源(52)，在此電源上提供了一個(gè)比第一個(gè)供電源(45)高數(shù)倍的工作電壓，而且當(dāng)導(dǎo)紗器(6，26)停留在其轉(zhuǎn)向點(diǎn)附近時(shí)，這第二個(gè)供電源(52)就可以通過控制裝置(43)，接通到電氣線圈(15，28)上。
15.按權(quán)利要求14所述的導(dǎo)紗器，其特征在于，第二個(gè)供電源(52)具有一個(gè)電容器(53)，其電容等于在第二個(gè)供電源(52)接通期間內(nèi)輸出級(jí)(44’)的能量需要。
16.按權(quán)利要求15所述的導(dǎo)紗器，其特征在于，第二個(gè)電源(52)有一個(gè)充電泵(54)用于對(duì)電容器(53)充電。
17.按權(quán)利要求16所述的導(dǎo)紗器，其特征在于，充電泵(54)可以由控制裝置(43)來控制，從而使所需的充電時(shí)間等于在前后兩次釋放之間的時(shí)間。
18.按權(quán)利要求1至17中任意一項(xiàng)所述的導(dǎo)紗器，其特征在于，在橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)行程的端部范圍內(nèi)有機(jī)械的儲(chǔ)能器(34’，34”)，以有助于使導(dǎo)紗器(26)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)方向的換向。
19.按權(quán)利要求1至18中任意一項(xiàng)所述的導(dǎo)紗器，其特征在于，導(dǎo)紗器(6)持久地在整個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)期間與至少一個(gè)從往復(fù)運(yùn)動(dòng)行程的中央向著死點(diǎn)方向其勢(shì)能總是增加的儲(chǔ)能器(20，21)形成了一個(gè)基本為諧振的力學(xué)系統(tǒng)，而且機(jī)電驅(qū)動(dòng)裝置(15，15’，15”，16，16’，18，18’，22，22’，24，24’，25，25’)有目的地使得用于產(chǎn)生可以預(yù)定的擺動(dòng)所需的轉(zhuǎn)矩作用于此系統(tǒng)上。
20.按權(quán)利要求19所述的導(dǎo)紗器，其特征在于，至少有一個(gè)儲(chǔ)能器是由彈簧(20，21)構(gòu)成的。
21.按權(quán)利要求20所述的導(dǎo)紗器，其特征在于，彈簧(20，21)為一扭力彈簧。
22.按權(quán)利要求21所述的導(dǎo)紗器，其特征在于，扭力彈簧(20，21)是一種螺旋彈簧，尤其是由帶材制成。
23.按權(quán)利要求22所述的導(dǎo)紗器，其特征在于，有兩個(gè)螺旋彈簧(20，21)。
24.按權(quán)利要求23所述的導(dǎo)紗器，其特征在于，螺旋彈簧(20，21)的繞制方向是相反的。
25.按權(quán)利要求23或24所述的導(dǎo)紗器，其特征在于，螺旋彈簧(20，21)用來輸入電流。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于使紗線(5)橫向往復(fù)移動(dòng)并輸送給一個(gè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的卷繞筒管(1)以便在紡織機(jī)的卷繞裝置里形成一個(gè)交叉卷繞筒管的導(dǎo)紗器(6)。本發(fā)明的任務(wù)是改進(jìn)這種導(dǎo)紗器的傳動(dòng)。按照本發(fā)明,該項(xiàng)任務(wù)的解決辦法是使機(jī)電傳動(dòng)裝置(15,15’,15”,16,16’,18,18’)具有一個(gè)位于磁場(chǎng)內(nèi)的氣隙(17),沿著其相同的磁鐵(18,18’)布置。在導(dǎo)紗器(6)上至少布置有一個(gè)浸入氣隙(17)里的電氣線圈(15)。這種電氣線圈(15)可以有控制地通以電流。
文檔編號(hào)B65H54/06GK1334778SQ99816217
公開日2002年2月6日 申請(qǐng)日期1999年12月15日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月18日
發(fā)明者F·J·赫爾曼斯, F·J·弗拉姆, C·斯圖爾姆 申請(qǐng)人:W·施拉夫霍斯特公司