設有緯線卷繞轉筒和受反饋控制的緯線制動裝置的紗線饋送器的制造方法
【專利摘要】紗線饋送器，其轉筒(12)上卷繞有紗線(Y)，紗線適于應下游的紡織機要求退繞。被動緯線制動裝置(22)向紗線(Y)施加預定受控制動動作。設置在被動緯線制動裝置(22)下游的受控的緯線制動裝置(24)設有第一系列梳狀布置叉頭(36)和以交替構造插到第一系列叉頭(36)之間的第二系列梳狀布置叉頭(40)。紗線(Y)以鋸齒形在兩個系列的叉頭(36,40)之間延伸，并且通過摩擦從其接納制動動作，制動動作根據叉頭的相對位置改變強度。馬達(46)相對于第一系列叉頭驅動第二系列叉頭(40)，以調節制動動作強度。張力傳感器(50)測量從轉筒(12)退繞的紗線(Y)的張力并且產生對應張力信號(T)。控制單元(CU)基于張力信號(T)反饋控制馬達(46)，以使紗線(Y)張力穩定在期望水平。
【專利說明】設有緯線卷繞轉筒和受反饋控制的緯線制動裝置的紗線饋送器
[0001]本發明涉及一種設有緯線卷繞轉筒和受反饋控制的緯線制動裝置的紗線饋送器。
[0002]如已知的，普通的紗線饋送器包括在其上卷繞有紗線的轉筒，該紗線適于在諸如針織機或織布機的普通紡織機請求時退繞。在進入紡織機之前，從轉筒退繞的紗線經過控制紗線張力的緯線制動裝置。
[0003]在EP 0 707 102中，緯線制動裝置包括截錐形中空構件，該中空構件由彈簧的星形組件彈性偏置而抵靠于轉筒的輸送端，彈簧的內端錨定于截錐形構件的小端，而彈簧的外端錨定于環形支承件，該環形支承件在受到由馬達驅動的螺旋機構控制時軸向可動。從饋送器退繞的紗線被擠壓在轉筒和截錐形中空構件之間，由此通過摩擦接納制動動作。驅動螺旋機構的馬達受反饋環控制，該反饋環根據從設置在緯線制動裝置下游的張力傳感器接收的信號來調節由緯線制動裝置施加于紗線的制動作用，以保持從轉筒退繞的紗線的張力基本上恒定在預定水平上。
[0004]諸如EP 0 707 102中公開的已知反饋受控的緯線制動裝置的缺點在于，這些緯線制動裝置在針織過程中僅能產生相對較弱的制動力，例如約20cN(厘牛頓)。然而，對于本領域技術人員來說已熟知的是，對于某些應用、諸如在針織圓機中“墊紗(lay-1n yarn)”的插入來說，需要更高的紗線饋送張力(高達100-200 cN)。目前，所謂的“主動式”紗線饋送器用于紗線卷繞在以與下游機器同步的速度轉動的轉筒上的此類應用中；然而，本領域中已熟知這種系統不適于例如提花工藝的某些應用。
[0005]因此，本發明的主要目的是提供一種紗線饋送器，該紗線饋送器具有轉筒和受反饋控制的緯線制動裝置，該緯線制動裝置能夠相對于上述類型的已知系統將明顯更大的制動力施加于紗線。
[0006]以上目的和其它優點將在下述描述中變得更加顯而易見，它們通過一種具有權利要求1中所述特征的紗線饋送器來實現，而各從屬權利要求記載了本發明的其它有利的、但次要的特征。
[0007]現在將參照借助附圖中的非限制性例子示出的幾個較佳的、非排它性的實施例來更詳細地描述本發明，在附圖中:
[0008]圖1是根據本發明的紗線饋送器的輸送端部的關于轉筒軸線的軸向剖視圖；
[0009]圖2是包含到圖1的紗線饋送器內的緯線制動裝置的部件的側視示意圖；
[0010]圖3是示出包含到根據本發明的第一替代實施例的紗線饋送器內的緯線制動裝置的立體圖；
[0011]圖4是以放大比例來隔離地示出圖3的緯線制動裝置的部件的立體圖；
[0012]圖5是從不同角度并且以放大比例示出圖3的緯線制動裝置的細節的立體圖；
[0013]圖6是處于第一操作構造的圖3的緯線制動裝置的側視圖；
[0014]圖7是處于第二操作構造的圖3的緯線制動裝置的側視圖；
[0015]圖8是示出包含到根據本發明的第二替代實施例的紗線饋送器內的緯線制動裝置的立體圖；
[0016]圖9是單獨示出圖8的緯線制動裝置的一些互連部件的立體圖；
[0017]圖10是處于第一操作構造的圖8的緯線制動裝置的關于馬達軸線的軸向剖視圖；
[0018]圖11是處于第二操作構造的圖8的緯線制動裝置的軸向剖視圖；
[0019]圖12是包含到圖1的紗線饋送器內的緯線制動裝置的另一部件的示意性軸向剖視圖；
[0020]圖13是示出根據本發明的較佳實施例的紗線饋送器的操作的方框圖；
[0021]圖14是示出包含到根據本發明的第三替代實施例的紗線饋送器內的緯線制動裝置的局部立體圖，該第三替代實施例相對于圖1和圖2的實施例關于圖13中所示的操作有所改進；
[0022]圖15是圖14的緯線制動裝置的局部側視圖。
[0023]參照上述各圖，紗線饋送器10包括有紗線Y卷繞于其上的轉筒12。在收到來自諸如針織圓機(未示出)的普通紡織機的請求時，紗線從轉筒12退繞，然后經過支承于連接到轉筒12的臂20上的紗線制動組件，并且最終饋送到紡織機。
[0024]制動組件包括傳統類型的被動緯線制動裝置22以及受反饋控制的緯線制動裝置24，被動緯線制動裝置22適于在轉筒的輸送端12a處將不受控的預定制動動作施加于從轉筒12退繞的紗線，而受反饋控制的緯線制動裝置24適于將經調節的制動動作施加于來自被動緯線制動裝置22的紗線，以將紗線張力穩定于期望水平。
[0025]被動緯線制動裝置22以本身已知的方式包括截錐形中空構件26，該中空構件被彈性偏置而以其內表面抵靠于轉筒12的輸送端12a。截錐形中空構件26通過諸如27的彈簧的星形組件同軸支承于轉筒12，這些彈簧的內端27a錨定于固定到截錐形構件26的小端的環28，并且其外端27b錨定于環形支承件29，該環形支承件在受到包含于臂20內的螺旋機構30控制時軸向可動。螺旋機構30可通過捏手部34手動操作，以調節由截錐形中空構件26施加于轉筒12的壓力以及因此調節施加于退繞紗線Y的制動力，該紗線Y被擠壓在轉筒12和截錐形中空構件26之間。
[0026]根據本發明的受控緯線制動裝置24包括第一系列的四個梳形布置的叉頭36以及第二系列的三個梳形布置的叉頭40，第一系列的叉頭36以與紗線的行進方向成直角的方式從旋到臂20上的支承件38水平突出，而第二系列的叉頭40以交替構造插在第一系列的叉頭36之間，并且附連到滑動件42，該滑動件錨定到步進直線致動器46的操作桿44，該致動器的軸線與由第一系列的叉頭36限定的平面成直角。從轉筒12退繞的紗線Y以鋸齒形結構可滑動地插在第一系列的叉頭36和第二系列的叉頭40之間，并且在行進時紗線通過摩擦而受到制動作用，根據由如下公式定義的指數關系，該制動作用根據與紗線配合的叉頭部分的角度范圍來變化:
[0027]F 引出=F 引入 eu (N D ，
[0028]其中，Fgia是引出紗線的張力，Fgl入是可由被動緯線制動裝置22手動調節的引入紗線的張力，μ是紗線與叉頭36、40之間的摩擦系數，N是叉頭總數，而α是與紗線配合的叉頭部分的角度范圍(圖2)，該角度范圍取決于第二系列的叉頭40相對于第一系列的叉頭36的位置，而該位置又取決于步進直線致動器46的操作桿44的位置χ(圖2)。
[0029]將控制單元CU (在圖1中僅示意示出)編程為根據從設置在受控的緯線制動裝置24下游的張力傳感器50接收的張力信號T、通過反饋來控制步進直線致動器46，以保持從轉筒12退繞的紗線的張力基本上恒定在期望水平上。張力傳感器50設有包括微處理器μ P的電路接口 52，張力傳感器通過該電路接口與控制單元⑶通信，這兩個部件均接納于安裝到臂20的自由端的外殼54內。
[0030]有利地，控制單元⑶通常編程為僅在存在從轉筒退繞的紗線時(這種情況表征下游的紡織機正在運動)啟用張力的反饋控制，并且在紗線靜止時不啟用該反饋控制。
[0031]然而，如上所述，本發明特別適于紗線饋送張力相對較高的應用場合，諸如是“墊紗”的插入(一種用來例如用于覆蓋墊子的紗線類型，這種紗線不被針按壓(mashed)、而是簡單地插入織物作為填料)。在此情況下，對于本領域技術人員來說已熟知，如果例如為了維修而使機器長時間停機，則紗線易于緩慢地從轉筒退繞，并且由于紗線本身的特性還會松弛。如此膨開的紗線會容易與針織機的針卡住，從而造成這些針在針織機的下一次啟動時卡塞或者甚至斷裂，由此造成對機器和織物的破壞。當紗線數目增大時這種風險會增加，這是因為紗線饋送張力減小、針織機的針距增大等。
[0032]為了解決該問題，控制單元CU有利地設有會在請求時啟用的ALWAYS_L00P操作模式，在該操作模式下，即便紗線沒有退繞、即當下游針織機閑置時，反饋控制環也總在工作。由此，在針織機停機并且紗線由此易于松弛的情況下，控制環將加強由受控的緯線制動裝置施加的制動作用以恢復預定的紗線饋送張力。如此張緊的紗線即便處于靜止也將不易于從轉筒退繞和松弛。
[0033]圖13是示出關于上述ALWAYS_L00P操作模式的控制單元⑶的操作的方框圖。
[0034]在方框70處，控制單元⑶檢查是否啟用了操作模式ALWAYS_L00P。如果(ALWAYS_LOOP = = 1)，則在方框74處通過反饋、通常通過比例-積分-微分控制TENS_PID來控制張力，該比例-積分-微分控制適于補償參考張力TENS_REF和測得的張力TENS之間的差值。如果并未啟用操作模式ALWAYS_L00P，則控制單元CU在方框72處檢查紗線退繞速度UNW_SP是否高于最小速度MIN。如果紗線退繞速度UNW_SP高于最小速度MIN，張力在方框74處受反饋控制。如果紗線退繞速度UNW_SP不高于最小速度MIN，則該程序在方框76處停止。
[0035]將控制單元CU編程為執行步進直線致動器46的反饋控制落入本領域技術人員的知識范圍內，并且因此不在本文中詳細討論。
[0036]如圖12中所示，步進直線致動器46以本身已知的方式一般包括中空圓筒形本體46a,該本體容納面向轉子46c的多個定子繞組46b,該轉子46c同軸地支承于本體46a內。將轉子46c用鍵固定到螺母46d，該螺母可轉動地支承于軸承46e上并且與螺桿(對應于圖1和2的操作桿44)配合，通過引導裝置(未示出)將該螺桿引導為相對于本體46a作軸向滑動。換言之，步進直線致動器46由步進轉動馬達和傳動裝置構成，傳動裝置將轉子46c的轉動轉換成操作螺桿的平移運動。
[0037]如各圖中所示，所有叉頭36、38較佳地具有圓柱形輪廓并且直徑彼此相等。此外，所有叉頭36、38有利地由陶瓷材料制成，由此摩擦系數根據紗線類型通常在0.2到0.3范圍內。
[0038]在被動緯線制動裝置22和受控的緯線制動裝置24之間，紗線Y穿過附連到臂20的第一紗線引導孔眼56。此外，紗線Y還穿過第二紗線引導孔眼58和第三紗線引導孔眼60，這些孔眼在張力傳感器的傳感端50a的上游和下游分別附連到張力傳感器50的外殼54。
[0039]操作時，首先通過手動調節被動緯線制動裝置22來設定紗線饋送張力的最小水平。受控的緯線制動裝置24將由被動緯線制動裝置22施加的制動作用放大為使紗線饋送張力基本上穩定在期望水平，該期望水平如本領域技術人員將理解的那樣可比通過已知的受控緯線制動裝置所能實現的最高張力水平大得多。特別是，已發現將引出紗線Y的張力F
關聯到角度α的指數關系允許由紗線制動組件施加的制動動作如在說明書的【背景技術】部分中引用的某些應用場合所要求的那樣在O到200cN及以上的范圍內調節。
[0040]圖3-7示出根據本發明的第一替代實施例的受控的緯線制動裝置。受控的緯線制動裝置24包括第一系列的六個梳形布置的弧形叉頭，這些叉頭附連到支承板138。
[0041]第一系列的叉頭由兩個梳構成，每個梳設有從基部136a’、136b’ 一體突出的三個叉頭136a、136b，叉頭通過基部并排附連到支承板138的肩部138a。支承板138支承擺動托架142，該擺動托架繞第一軸線Al鉸接在兩個臂138b、138c之間。擺動托架142支承第二系列的六個梳形布置的叉頭，這些叉頭關于第一系列的叉頭136a、136b沿相反方向呈弧形，并且以交替構造插入到第一系列的叉頭之間。第二系列的叉頭也由兩個并排的梳140a、140b構成，這些梳與附連到支承板138的梳136a、136b相同。
[0042]擺動托架142可經由下文將更詳細描述的扭矩倍增裝置在步進馬達146的控制下擺動，以在圖6和7中分別所示的兩個末端極限位置之間改變第二系列的叉頭140a、140b相對于第一系列的叉頭136a、136b的位置。
[0043]步進馬達146固定到支承板138，支承板的軸線A2與托架142的鉸接軸線Al成直角。在此實施例中，扭矩倍增裝置包括由圓柱形構件152構成的凸輪，該圓柱形構件同軸地用鍵固定到馬達146的驅動軸144。圓柱形構件152具有形成于其外表面上的帶輪廓凹槽154，該凹槽可滑動地與由桿158支承的銷156配合，該桿158在相對于軸線Al錯開的位置從托架142徑向突出。
[0044]在文中所示實施例中，凹槽154具有螺旋形輪廓,該輪廓繞圓柱形構件152的軸線具有恒定螺距。然而，該輪廓可改變，以改變緯線制動裝置的打開/關閉動作。例如，螺距可沿圓柱形構件152的縱向部分減小，以在緯線制動裝置的對應行程部分內加強調節制動力的精度。
[0045]圖8-11示出根據本發明的第二替代實施例的受控的緯線制動裝置224，其與之前實施例的區別僅在于扭矩倍增裝置。由此，與之前實施例共同的部件的描述將不作贅述。
[0046]在此實施例中，扭矩倍增裝置包括曲柄252，該曲柄用鍵固定到馬達246的驅動軸244。曲柄252具有圓柱形承座251，該承座具有相對于馬達246的軸線A4成角度Θ傾斜并且在托架242的鉸接軸線A5上的點P處與其相交的軸線A3。托架242設有第一銷253，該第一銷的軸線A6設置成與托架242的鉸接軸線A5成直角并且在點P處與其相交。第一銷253與設有第二銷257的襯套255可樞轉地配合，該第二銷以直角徑向向外突出并且與圓柱形承座251可樞轉地配合。實踐中，銷的上述系統提供十字接頭，該十字接頭的一個分支傾斜鉸接到曲柄而另一分支鉸接到托架。由此，還在此情況下，馬達的轉動使托架242和第二系列的叉頭240a、240b在圖10和11中分別示出的兩個末端極限位置之間擺動，這種振蕩的幅度為2 Θ。
[0047]圖14和15示出受控的緯線制動裝置324的另一實施例，該受控的緯線制動裝置相對于圖1和2的第一實施例在上述ALWAYS_L00P操作模式的可能使用方面有所修改。
[0048]在此實施例中，受控的緯線制動裝置324包括第一系列的四個梳形布置的固定叉頭336和第二系列的三個梳形設置的叉頭240，第二系列的叉頭以交替構造插到第一系列的叉頭336之間并且附連到滑動件342。滑動件342錨定到步進直線致動器346的操作桿344，其軸線設置成與由第一系列的叉頭336限定的平面成直角。在此實施例中，滑動件342具有與其附連的紗線鎖定構件347，紗線鎖定構件呈具有兩個凹部347’、347〃的波浪形板的形狀，這些凹部適當地成形為在與紗線配合的區域內與第一系列的兩個內叉頭配合或包圍這兩個內叉頭，而緯線制動裝置處于其最大制動位置。由此，在針織機靜止的情況下，一旦達到最大制動位置，紗線保持被夾持或者鎖定在紗線鎖定構件347和兩個內固定叉頭之間，由此以甚至更大的確定性來防止紗線在紗線饋送器和下游機器之間的區域內松弛(以及由此膨大)。
[0049]當然，設有紗線鎖定構件的相同方案可應用于諸如文中所述的受控的緯線制動裝置的其它實施例，其中，僅作出對于本領域技術人員來說顯而易見的變化。
[0050]這里已描述了本發明的一些較佳實施例，但本領域的技術人員當然可在權利要求的范圍內作出許多修改。例如，盡管在本說明書中總是參照步進電機，但可采用呈直線/轉動構造的不同類型的馬達、特別是無刷電動機。此外，在第一實施例和最后實施例中，直線致動器的操作桿還可關于紗線的行進方向傾斜設置、例如沿橫向設置，假定操作桿在能逐步改變與紗線配合的叉頭部分的角度范圍的方向上移位。此外，固定叉頭和可動叉頭的數目可根據要求增大或減小，以分別增大或減小施加于紗線的平均制動作用。盡管陶瓷由于其高耐磨性而理解為較佳的材料，但叉頭的材料也可改變，例如可采用硬化鋼。當然，將角度α與致動器上游和下游的紗線的張力關聯起來的上述公式可例如應用于文中所述的實施例，其中，至少在與紗線配合的區域內，所有叉頭具有圓柱形輪廓且直徑相等，并且彼此等間距，以使角度α對于所有叉頭來說均相同。然而，關于文中發現的信息，本領域技術人員將容易找到應用于其它幾何形狀的公式，其中，例如叉頭具有不同直徑和/或彼此間距不等。此外，在各種實施例中可動叉頭通過這些傳動裝置和/或扭矩倍增裝置連接到電動機，而這些傳動裝置和/或扭矩倍增裝置可由其它傳統系統來代替，例如，可由本領域技術人員設想的不同類型的基于齒輪的系統或者杠桿系統。
【權利要求】
1.一種紗線饋送器(10)，包括: -轉筒(12)，紗線(Y)卷繞于所述轉筒上，所述紗線適于在收到來自下游紡織機的請求時退繞，以及 -被動緯線制動裝置(22)，所述被動緯線制動裝置設置成在所述紗線(Y)從所述轉筒(12)退繞時施加預定的受控制動動作， 其特征在于，它還包括: -受控的緯線制動裝置(24)，所述受控的緯線制動裝置設置在所述被動緯線制動裝置(22)下游，并且設有 -第一系列的梳狀布置的叉頭(36)， -第二系列的梳狀布置的叉頭(40)，第二系列的叉頭以交替構造插到第一系列的叉頭(36)之間，所述紗線(Y)以鋸齒狀結構可滑動地插到兩個系列的叉頭(36，40)之間，以通過摩擦從其接納制動動作，所述制動動作的強度根據所述第二系列的叉頭(40)相對于所述第一系列的叉頭(36)的位置而改變，以及 -馬達(46)，所述馬達可操作地連接成使所述第二系列的叉頭(40)相對于所述第一系列的叉頭(36)運動，以通過摩擦調節所述制動動作的強度， -張力傳感器(50)，所述張力傳感器設置在所述受控的緯線制動裝置(24)下游，以測量從所述轉筒(12)退繞的所述紗線(Y)的張力并且產生對應的張力信號(T)，以及 -控制單元(CU)，所述控制單元連接成基于所述張力信號(T)來反饋控制所述馬達(46)，以使所述紗線(Y)的張力基本上穩定在期望水平上。
2.如權利要求1所述的紗線饋送器，其特征在于，所述第二系列的叉頭(40)附連到桿(44)，將所述桿引導為在受到所述馬達(46a，46b，46c)的控制時通過轉動到平移的轉換裝置(44, 46d)作軸向滑動。
3.如權利要求1所述的紗線饋送器，其特征在于，所述第二系列的叉頭(140，240)附連到托架(142，242)，所述托架在受到所述馬達(146，246)的控制時通過扭矩倍增裝置繞鉸接軸線(A1，A5)擺動。
4.如權利要求3所述的紗線饋送器，其特征在于，所述扭矩倍增裝置包括凸輪(152，154)，所述凸輪附連到所述馬達(146)的驅動軸(144)，并且與配合構件(156)可操作地配合，所述配合構件在相對于托架的鉸接軸線(A1，A5)錯開的位置附連到所述托架(142)。
5.如權利要求4所述的紗線饋送器，其特征在于，所述凸輪由圓柱形構件(152)構成，所述圓柱形構件同軸地用鍵固定到所述馬達(146)的所述驅動軸(144)，并且具有位于其外表面上的帶輪廓凹槽(154)，所述配合構件由銷(156)構成，所述銷與所述帶輪廓凹槽(154)可滑動地配合。
6.如權利要求5所述的紗線饋送器，其特征在于，所述凹槽(154)具有繞所述圓柱形構件(152)的軸線為基本上螺旋形的輪廓。
7.如權利要求3所述的紗線饋送器，其特征在于，所述扭矩倍增裝置包括十字接頭，所述十字接頭的一個分支繞與所述馬達(246)的軸線(A4)相交的傾斜軸線(A3)鉸接到曲柄(252)，并且另一分支繞與支承件(242)的鉸接軸線(A5)成直角的軸線(A6)鉸接到所述支承件(242)，所述曲柄用鍵固定到所述馬達(246)的驅動軸(244)。
8.如權利要求3到7中任一項所述的紗線饋送器，其特征在于，所述第一系列的叉頭和所述第二系列的叉頭具有相反弧形的輪廓。
9.如權利要求1到8中任一項所述的紗線饋送器，其中，所有叉頭(36，40)彼此等間距，并且至少在與紗線接觸的區域內具有直徑相同的圓柱形輪廓，其特征在于，將所述控制單元(CU)編程為基于如下公式來控制所述馬達(46):
P — P ? Ii (N-1) α P引出—P引入e， 其中，Fgia是引出紗線的張力，F引人是引入紗線的張力，μ是紗線與所述叉頭(36，40)之間的摩擦系數，N是叉頭總數，而α是與紗線配合的叉頭部分的角度范圍。
10.如權利要求1到9中任一項所述的紗線饋送器，其特征在于，所述被動緯線制動裝置(22)包括基本上截錐形的中空構件(26)，所述中空構件被偏置而以其內表面通過支承件(29)抵靠于所述轉筒(12)的輸送邊緣(12a)，所述支承件通過彈性裝置(27)連接到所述基本上截錐形的中空構件(26)，并且在手動調節裝置(30，34)控制時軸向可動，以調節由所述基本上截錐形的中空構件(26)施加于所述轉筒(12)的壓力。
11.如權利要求1到10中任一項所述的紗線饋送器，其特征在于，所述馬達是步進電機。
12.如權利要求1到11中任一項所述的紗線饋送器，其特征在于，所述控制單元(CU)通常編程為在紗線從所述轉筒退繞時啟用所述反饋控制，并且在所述紗線靜止時不啟用反饋控制，并且還設有操作模式(ALWAYS_LOOP)，即便紗線靜止，所述操作模式也能在總是啟用所述反饋控制的請求時啟用。
13.如權利要求12所述的紗線饋送器，其特征在于，它包括紗線鎖定構件(347)，所述紗線鎖定構件附連到所述第二系列的叉頭(340)，并且設置成在與所述紗線配合的區域內與所述第一系列中的至少一個叉頭(336)配合，而所述受控的緯線制動裝置處于最大制動構造，由此所述紗線被夾持在所述紗線鎖定構件(347)與所述第一系列的所述至少一個叉頭(336)之間。
14.如權利要求13所述的紗線饋送器，其特征在于，所述紗線鎖定構件(347)具有至少一個凹部(347’，347")，所述至少一個凹部適當地成形以部分包圍所述第一系列的所述至少一個叉頭(336)，而所述受控的緯線制動裝置處于所述最大制動構造。
【文檔編號】B65H59/38GK104326308SQ201410344435
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年7月18日 優先權日:2013年7月22日
【發明者】B·喬治, P·吉奧瓦尼 申請人:愛吉爾電子股份公司