用于將緯紗引入到片梭型織機中的電磁裝置的制造方法
【專利摘要】一種片梭織機中的電磁引緯裝置，其中片梭(1)通過由多個毗鄰的線圈(3)產生的電磁力而被投放到梭口中，所述多個毗鄰的線圈沿著片梭軌跡對齊并且在片梭運動過程中被相繼激活。線圈(3)以多個連續線圈的組(4)的形式被激活，與片梭(1)位置一致地，被激活的線圈的組(4)的位置以每次一個線圈(3)的方式相繼向前移動。
【專利說明】
用于將緯紗引入到片梭型織機中的電磁裝置
技術領域
[0001]本發明涉及一種用于將瑋紗引入到片梭型織機中的電磁裝置。
【背景技術】
[0002]正如已知的那樣，片梭(projectile)織機與其它類型的織機的不同之處在于瑋紗通過片梭引入到梭口中，所述片梭即為具有適當質量和形狀的錐形金屬體，該錐形金屬體持握瑋紗的端部。
[0003]在梭口出口處(通常參照織布者的位置，對應于織機的右手側)，通過制動裝置使片梭的速度降低并且使其停止，瑋紗被松開并且因此使片梭通過適當的連續傳送系統朝織機的投放側(通常在左手側)返回。在投放側，單個進入的片梭被裝載到將其逐步帶到投放平臺前方的裝置上，在投放平臺處，所述片梭被再次投放到梭口中，從而將另一瑋紗帶入其中。
[0004]盡管這類織機具有尤其在編織非常寬的織物方面的可見優勢，其存在一些顯著缺陷。首先，存在機械性缺陷，這類缺陷與必須施加到片梭的高脈沖推力直接有關。特別地，除了片梭受到的由投放構件施加的脈沖推力所確定的問題之外，還存在設計一種產生足夠強但不過大的推力的適當機構的復雜性。
[0005]GB2.003.198公開了一種傳統的投放裝置，其中旨在牢固地抵接在片梭后端上的投放構件被支撐在由扭力桿驅動的操作桿上，所述扭力桿通過凸輪機構循環加載。
[0006]正如能夠容易地猜想到的那樣，就所承受和施加的應力、以及在投放步驟中確定并控制片梭的運動規律的機會而言，利用凸輪加載的扭力桿的系統是較為關鍵的機械部件。
[0007]實際上，由于片梭以非常高的脈沖加速度被投放通過梭口，并且片梭隨后未被任何驅動構件控制，所以在片梭織機中出現一些典型的編織問題，尤其是瑋紗具有高初始應力以及片梭沿梭口內的整個行程具有基本不受控的行進狀況。特別地，當推力脈沖沒有完全對稱地發生在片梭上時，片梭軌跡受到側向振動，該側向振動由片梭在其中滑動的引導件控制，但這使投放的效率和規則性變差。
[0008]三菱電機(MitsubishiElectric)的JP_48_44559( 1973)公開了一種用于片梭投放的可行替代解決方案，其中片梭不再因機械推力構件達到最大設定投放速度，而是因片梭浸沒于其中的電磁場產生在片梭上的加速度而達到最大設定投放速度。特別地，所述電磁場由沿著片梭軌跡依次布置的一個或者兩個線圈產生，所述軌跡經過線圈的內部軸向空腔，以便在該軌跡周圍產生盡可能平均且平行的磁場。
[0009]盡管迄今為止對上述投放技術的了解已有數十年，但是迄今為止從未將該投放技術投入到實際應用。在發表文章 “Using electromagnetic force in weft insert1n ofa loop”(載于Fibres&Textiles in Eastern Europe —2005年7月/9月，Vol.13，N0.3(51)—第67-70頁)中包含對上述類型的第一代瑋紗電磁引入系統的詳盡的評論分析，其中，作者S.A.Mirjalili陳述了在Yazd大學(伊朗)的紡織工程系進行的、針對通過電磁裝置對鐵磁材料制成的片梭進行精確投放的研究的結果。
[0010]在該發表文章中，詳細論述了當片梭到達線圈的中心位置處并且因此將開始受到由線圈的第二半部分施加的制動作用的影響時，必須切斷電磁投放裝置的線圈的供應電流。實際上，如果電流穩定地保持在線圈中，那么片梭的穩定平衡位置將精確地對應于線圈的中心位置，在該位置，片梭將在圍繞該中心位置進行一系列快速振動之后停止。
[0011]基于該發現，并且另一方面為了能夠實現片梭的所需離開速度與磁場作用的良好使用效率之間的良好折衷，作者建議片梭的長度等于線圈的長度的75 %至125 %。
[0012]然而，上述研究最后指出，利用這種投放裝置不能實現與機械投放的片梭的速度相當的片梭速度。
[0013]在Konrad Hilmar的專利公開DE-10 2009 019935中終于公開了一種采用電磁力的更新的引瑋裝置，該引瑋裝置包括設置有單個片梭的織機，所述單個片梭因布置在梭口的兩個相對端部處的兩個類似的電磁裝置而被交替地送入到梭口中，所述電磁裝置中的每一個均由四個毗鄰線圈構成。基于與片梭速度和織機的主運動的角坐標相關的信息，微控制器連續激活所述線圈，以便加速或者相應地制動片梭。沒有詳細公開發生線圈激活的方式，但是在任何情況下顯而易見的是，線圈的激活隨片梭前進而相繼地發生。
[0014]在上述專利公開中，沒有具體公開片梭長度與線圈長度之間的比率，但是從附圖中顯而易見的是，該比率處于上述Mirjalili研究所公開的范圍的上方值。
[0015]然而，在實際應用中，上述現有技術所提出的解決方案都沒有給出令人滿意的結果。實際上，在圖1中示意性示出的Mitsubishi解決方案的很大缺陷在于，僅在片梭和線圈之間的相對位置P的較小范圍內施加大的吸引力F。盡管線圈比片梭的縱向尺寸大很多，然而可用于加速的空間仍然非常有限，并且考慮到片梭的所需最后投放速度，這意味著非常高的加速度和力。這種加速度和力需要使用高電流，并且導致因線圈中的焦耳效應造成的極大損耗并且因此導致投放系統具有非常低的整體效率，整體效率指的是片梭的動能/用于投放片梭的電能。因此，在該解決方案中還存在嚴重的線圈冷卻問題，此外還出現瑋紗具有很大機械應力的問題。
[0016]在圖2中示意性示出的任何進一步的線圈伸長在任何情況中均不會改進這種情況，這是因為一旦片梭本身完全處于線圈內，因上文已經陳述的原因，施加在片梭上的電磁力F將為零。因此，在可用區域中的電磁力相等的情況下，由于在對于片梭加速目的無效的所有其它線圈區段中的焦耳效應，將產生更大的消耗。
[0017]最后，在Hilmar解決方案中，提出增加線圈數量并且同時將線圈的縱向尺寸減小到明顯小于片梭長度的值，以便限制因焦耳效應造成的損耗并且因此提高系統的效率。然而，由這種中等長度的線圈施加的電磁力非常低，并且即使每一個單個線圈的效率均高于先前解決方案的線圈的效率，從目前工業應用的角度看，仍然不能成功地將片梭加速到所需速度。
【發明內容】
[0018]因此，本發明的目的在于提出一種片梭織機中的用于瑋紗的引入的電磁裝置，該電磁裝置不存在上述缺陷并且因此允許根據需要沿著縱向區域對片梭施加高電磁力，以便實現片梭的所需最終速度，同時不產生系統具有低的電效率和瑋紗具有過大機械應變的上述缺陷。
[0019]通過具有獨立權利要求1所限定的特征的片梭織機中的電磁引瑋裝置實現該目的。在從屬權利要求中限定了這種引瑋裝置的其它優選特征。
【附圖說明】
[0020]在任何情況下，通過下文對電磁引瑋裝置的優選實施例的詳細描述，根據本發明的片梭織機中的電磁引瑋裝置的其它特征和優勢將變得更加明顯，所述優選實施例僅作為非限制性示例給出并且在附圖中示出，附圖中:
[0021 ]圖1是示出了在上述Mitsubishi現有技術的引瑋裝置中，由線圈施加在通過線圈的片梭上的電磁力相對于片梭尖端位置的變化的視圖；
[0022]圖2是在線圈的長度遠大于片梭的長度的情況下的與圖1類似的視圖；
[0023]圖3示出了包括分別激活的線圈的裝置的操作圖，所述線圈比片梭短，例如是在Hi Imar專利中描述的線圈；
[0024]圖4示出了根據本發明的電磁引瑋裝置的操作圖；
[0025]圖5示出了圖4的電磁引瑋裝置的不同實施例，所述電磁引瑋裝置設置有對片梭位置的更為完備的控制。
【具體實施方式】
[0026]為了更好地理解本發明，在圖1至圖3的視圖中，示意性示出了由傳統類型的電磁引瑋裝置施加在片梭上電磁力F相對于片梭尖端位置P的曲線，傳統類型的電磁引瑋裝置例如是文獻Mitsubish1、具有進一步伸長的線圈的Mitsubishi和Hi Imar所公開的電磁引瑋裝置。為了進一步簡化，附圖中僅示出了力F的正分量，這是因為如在Mirjalili文獻中所描述的那樣，顯然，在片梭超過相對于線圈的中心位置后的行進中，如果不切斷線圈的電力供應，那么將產生符號相反但是趨勢相同的電磁力。
[0027]在圖1的下部，片梭I示出為處于線圈2前方的等待位置。當激活線圈時，線圈在片梭上產生根據片梭隨后所在位置P而變化的電磁力F(如在圖1的上部示意性示出的)，電磁力的變化涉及從開始位置到片梭尖端到達對應于線圈進入區域的位置的快速增加、隨后為一段較為有限范圍內的最大值、以及此后突然的下降直到當片梭尖端位于線圈2的離開區域附近時恢復成零。
[0028]正如在上文中已經描述的，當評論S.A.Mirjalili的發表文章時，這種線圈布置方案因而僅在片梭和線圈之間的相對位置的有限范圍內、即在實踐中僅在線圈長度的第一部分中允許施加很大的吸引力。這種情況導致產生上文已經描述的顯著缺陷。
[0029]使用如圖2所示的具有更大長度的線圈2不改變上述電磁力F曲線在初始升高和最大峰值部分中的形狀，而是僅拉長了曲線的下降部分，在該區域中，電磁力仍然具有很小的值并且最終為零(當片梭完全位于線圈內時)；因此，該解決方案會導致系統效率的大程度惡化。
[0030]相反，如在更新的Hilmar文獻中提出并且如圖3所示的那樣，使用具有較短長度的線圈或者一系列線圈2雖然確保裝置具有更大的效率，但是會成比例地降低電磁力F的最大峰值，因此不允許在能夠用于織機機載的這類裝置的較為有限的空間中達到片梭I的所需投放速度。
[0031]在這種技術現狀中，在圖4中示意性示出的本發明所提出的解決方案提供使用多個線圈3，所述多個線圈沿著片梭的投放軌跡相繼地布置成串，這些線圈中的每一個均具有優選地為最優線圈的長度的整約數I/η的長度，所述最優線圈在靜止狀態下允許在某個片梭I上獲得所需電磁力，從而使所述線圈中因焦耳效應造成的功率損耗最小化。上述最優線圈的長度的范圍在片梭的鐵磁有效長度(active length)的30%至70%之間，優選地在片梭的鐵磁有效長度的40%至60%之間，更優選地等于該長度的一半。約數I/η(該約數的值確定單個線圈3的長度)能夠根據構造和經濟參數而被優化，在η的值的范圍例如在2至10之間、優選地在3至6之間的域中，這導致線圈3的長度因而明顯小于片梭I的長度。
[0032]根據本發明的一重要特征，替代如上述Hilmar現有技術那樣分別激活線圈，所述長度減小的線圈3隨后以多個線圈的組4的形式被相繼地激活，以便在片梭I上產生具有最優長度的線圈所產生的電磁吸引效果，而不受具有最優長度的線圈的典型缺陷的影響。
[0033]此外，隨著片梭I向前運動，根據片梭I所達到的位置，被激活的線圈的組4的位置也以每次一個線圈3、因此以非常漸進的方式相應地向前移動，并且利用這種同步性在片梭I上始終保持最大電磁力。因此，所述力F相對于片梭I的位置P的曲線呈在圖4的上部中示意性示出的形狀，因此系統始終在以最大效率、因此以最小能量浪費獲得電磁吸引力F的條件下工作。圖4示出了本發明的一實施例，其中針對線圈3的長度而采用的約數I/η是1/3，并且被同時激活的線圈的組4精確地包括3個線圈，使得每個被同時激活的線圈的組4在片梭上提供的性能與如上文限定的具有最優長度的線圈所提供的性能相同。
[0034]從上文陳述的內容顯而易見的是，當減小為確定線圈3的長度而選擇的約數I/η的值時，施加在片梭上的電磁力F的曲線從脈動趨勢變為越來越恒定的趨勢，而這面臨更高的裝置復雜性和成本。因此，簡單的優化計算允許針對每個單獨裝置或者織機類型限定所述約數的就整體經濟性而言的優選值。
[0035]為了適當地控制線圈3的相繼激活，沿著投放軌跡設置有位置傳感器5，所述位置傳感器布置在毗鄰的線圈3之間。由于線圈3具有減小的長度，因此傳感器5能夠以非常近的間距布置，使得片梭I的位置控制特別有效。傳感器5檢測片梭I在電磁引瑋裝置內的位置并且通過線路6將該位置用信號發送到電子控制CPU，所述傳感器根據本發明的特定實施例選自市面可獲得的多種類型的傳感器(光學傳感器、紅外傳感器、電容傳感器、感應傳感器等)中的一種。CPU從織機控制單元接收線圈3的供應電流的信號7，并且根據片梭I的位置激活功率級8，以便在隨后的線圈組4中相繼地供應該電流(每次移動一個線圈3)，以便在每一時刻都模擬相對于待加速的片梭I布置在理想相對位置中(即片梭尖端位于每個線圈組4的第一線圈3的入口附近)的具有最優長度的線圈的電磁力。因此，具有減小長度的線圈3的上述電子管理允許完成片梭I的投放并且使線圈中的焦耳效應所造成的能量損耗最小化，因此顯著遏制如此產生的熱量的處理問題，并且使系統的整體效率最大化。
[0036]對于用于管理線圈組4的相繼激活的CPU而言，還能夠添加圖5所示的閉環控制系統10。在這種情況中，替代上述已經預先限定的電流參考7，來自織機的時間t時的外部速度V或者位置S參考9到達控制系統10。換言之，根據織機到達的角位置或者根據設定的織機操作時間周期，這種外部參考9在任何時刻由織機的中央控制部更新。在框11中將這種參考信號9與傳感器5所檢測到的片梭I的實際位置進行比較，并且根據上述外部參考適當地調節發送到控制CPU的電流參考7，以便減緩或者加速片梭I。
[0037]因此，閉環控制裝置10允許使片梭遵循設定的運動規律，從而允許使單個線圈3所消耗的功率平等，同時考慮到由于片梭I具有低初始速度更長時間地激活第一線圈3。
[0038]來自織機的外部參考9能夠最終包括關于每次處理的單個瑋紗的具體信息，使得能夠在每個織機周期，根據被引入的特定瑋紗的要求來改變片梭的運動規律。
[0039]相較于用于片梭投放的已知電磁裝置，本發明的電磁裝置包括多個優勢，其中包括:
[0040]-降低整體成本，既包括制造成本也包括運行成本；
[0041 ]-高可靠性；
[0042]-高效性；
[0043]-瑋紗具有降低的機械應力和/或根據瑋紗類型的可控的機械應力；
[0044]-對片梭加速度曲線的控制；
[0045]-由于高投放方向性，減少使用片梭引導系統(鉤)、具有顯著編織缺陷的源；
[0046]-相對于劍桿織機(gripperloom)更高的工作頻率。
[0047]然而，應當理解的是，本發明不應被認為局限于上述具體布置方案，上述具體布置方案僅構成本發明的示例性實施例，在不背離本發明的由以下權利要求完全限定的保護范圍的前提下，不同的變型方案是可行的并且全部在本領域中技術人員可實現的范圍內。
【主權項】
1.一種片梭織機中的電磁引瑋裝置，其中片梭(I)通過由多個毗鄰的線圈(3)產生的電磁力而被投放到梭口中，所述多個毗鄰的線圈沿著片梭軌跡對齊并且在片梭運動過程中被相繼激活，其特征在于，所述線圈(3)以多個連續線圈的組(4)的形式被激活，并且與片梭(I)位置一致地，被激活的連續線圈的組(4)的位置以每次一個線圈(3)的方式相繼向前移動。2.根據權利要求1所述的電磁引瑋裝置，其中，每個單獨的連續線圈的組(4)的長度的范圍在片梭(I)的鐵磁有效長度的30%至70%之間、優選地在片梭的鐵磁有效長度的40%至60%之間。3.根據權利要求2所述的電磁引瑋裝置，其中，多個連續線圈的所述組(4)的整體長度基本等于所述片梭(I)的鐵磁有效長度的一半。4.根據權利要求1所述的電磁引瑋裝置，其中，所述線圈(3)中的每一個的長度對應于最優線圈的長度的約數1/n，所述最優線圈在靜止狀態下在片梭(I)上產生所需電磁力并且因焦耳效應造成的功率消耗最小。5.根據權利要求4所述的電磁引瑋裝置，其中，在所述約數I/η中，數η優選地是范圍在2至10之間、優選地在3至6之間的整數。6.根據權利要求5所述的電磁引瑋裝置，其中，同時激活的多個連續線圈的所述組(4)由η個線圈組成。7.根據前述權利要求中任意一項所述的電磁引瑋裝置，其中，當片梭(I)尖端位于所述組的第一線圈(3)的入口處時，開始對多個連續線圈的組(4)的激活。8.根據前述權利要求中任意一項所述的電磁引瑋裝置，其還包括布置在毗鄰的線圈(3)之間的多個位置傳感器(5)，所述位置傳感器適于檢測沿著所述線圈(3)內的路徑的片梭(I)位置，并且適于將所述片梭位置用信號發送到電子控制處理單元(CPU)，所述電子控制處理單元引起線圈組(4)的相繼激活。9.根據權利要求8所述的電磁引瑋裝置，其還包括閉環控制系統(10)，通過來自片梭織機并且取決于片梭織機的角位置或者設定的織機操作時間周期的在特定時間(t)的外部速度(V)或者位置(S)參考信號(9)來控制所述閉環控制系統，其中，(在11中)將所述外部參考信號(9)與所述位置傳感器(5)檢測到的片梭(I)的實際位置進行比較，并且根據所述外部參考信號(9)取得的值而適當地調節發送到所述電子控制處理單元(CPU)的用于所述線圈組(4)的相繼激活的電流參考信號(7)，以便減緩或者加速片梭(I)。
【文檔編號】D03D47/24GK106012242SQ201610195453
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月31日
【發明人】D·佩佐尼
【申請人】意達股份公司