用于將緯紗引入到片梭型織機(jī)中的電磁裝置的制造方法
【專利摘要】一種片梭織機(jī)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(chǎn)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(yùn)動過程中被相繼激活。線圈(3)以多個連續(xù)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(jī)中的電磁裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于將瑋紗引入到片梭型織機(jī)中的電磁裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]正如已知的那樣，片梭(projectile)織機(jī)與其它類型的織機(jī)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(dāng)質(zhì)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(yīng)于織機(jī)的右手側(cè))，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(dāng)?shù)倪B續(xù)傳送系統(tǒng)朝織機(jī)的投放側(cè)(通常在左手側(cè))返回。在投放側(cè)，單個進(jìn)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(jī)具有尤其在編織非常寬的織物方面的可見優(yōu)勢，其存在一些顯著缺陷。首先，存在機(jī)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(guān)。特別地，除了片梭受到的由投放構(gòu)件施加的脈沖推力所確定的問題之外，還存在設(shè)計(jì)一種產(chǎn)生足夠強(qiáng)但不過大的推力的適當(dāng)機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性。
[0005]GB2.003.198公開了一種傳統(tǒng)的投放裝置，其中旨在牢固地抵接在片梭后端上的投放構(gòu)件被支撐在由扭力桿驅(qū)動的操作桿上，所述扭力桿通過凸輪機(jī)構(gòu)循環(huán)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(yīng)力、以及在投放步驟中確定并控制片梭的運(yùn)動規(guī)律的機(jī)會而言，利用凸輪加載的扭力桿的系統(tǒng)是較為關(guān)鍵的機(jī)械部件。
[0007]實(shí)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(qū)動構(gòu)件控制，所以在片梭織機(jī)中出現(xiàn)一些典型的編織問題，尤其是瑋紗具有高初始應(yīng)力以及片梭沿梭口內(nèi)的整個行程具有基本不受控的行進(jìn)狀況。特別地，當(dāng)推力脈沖沒有完全對稱地發(fā)生在片梭上時，片梭軌跡受到側(cè)向振動，該側(cè)向振動由片梭在其中滑動的引導(dǎo)件控制，但這使投放的效率和規(guī)則性變差。
[0008]三菱電機(jī)(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(jī)械推力構(gòu)件達(dá)到最大設(shè)定投放速度，而是因片梭浸沒于其中的電磁場產(chǎn)生在片梭上的加速度而達(dá)到最大設(shè)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(chǎn)生，所述軌跡經(jīng)過線圈的內(nèi)部軸向空腔，以便在該軌跡周圍產(chǎn)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(shù)的了解已有數(shù)十年，但是迄今為止從未將該投放技術(shù)投入到實(shí)際應(yīng)用。在發(fā)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(tǒng)的詳盡的評論分析，其中，作者S.A.Mirjalili陳述了在Yazd大學(xué)(伊朗)的紡織工程系進(jìn)行的、針對通過電磁裝置對鐵磁材料制成的片梭進(jìn)行精確投放的研究的結(jié)果。
[0010]在該發(fā)表文章中，詳細(xì)論述了當(dāng)片梭到達(dá)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(yīng)電流。實(shí)際上，如果電流穩(wěn)定地保持在線圈中，那么片梭的穩(wěn)定平衡位置將精確地對應(yīng)于線圈的中心位置，在該位置，片梭將在圍繞該中心位置進(jìn)行一系列快速振動之后停止。
[0011]基于該發(fā)現(xiàn)，并且另一方面為了能夠?qū)崿F(xiàn)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(shí)現(xiàn)與機(jī)械投放的片梭的速度相當(dāng)?shù)钠笏俣取?br>[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(shè)置有單個片梭的織機(jī)，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(gòu)成?；谂c片梭速度和織機(jī)的主運(yùn)動的角坐標(biāo)相關(guān)的信息，微控制器連續(xù)激活所述線圈，以便加速或者相應(yīng)地制動片梭。沒有詳細(xì)公開發(fā)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(jìn)而相繼地發(fā)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(shí)際應(yīng)用中，上述現(xiàn)有技術(shù)所提出的解決方案都沒有給出令人滿意的結(jié)果。實(shí)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(nèi)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(dǎo)致因線圈中的焦耳效應(yīng)造成的極大損耗并且因此導(dǎo)致投放系統(tǒng)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(yán)重的線圈冷卻問題，此外還出現(xiàn)瑋紗具有很大機(jī)械應(yīng)力的問題。
[0016]在圖2中示意性示出的任何進(jìn)一步的線圈伸長在任何情況中均不會改進(jìn)這種情況，這是因?yàn)橐坏┢蟊旧硗耆幱诰€圈內(nèi)，因上文已經(jīng)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(qū)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(qū)段中的焦耳效應(yīng)，將產(chǎn)生更大的消耗。
[0017]最后，在Hilmar解決方案中，提出增加線圈數(shù)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(yīng)造成的損耗并且因此提高系統(tǒng)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(yè)應(yīng)用的角度看，仍然不能成功地將片梭加速到所需速度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]因此，本發(fā)明的目的在于提出一種片梭織機(jī)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(jù)需要沿著縱向區(qū)域?qū)ζ笫┘痈唠姶帕?，以便?shí)現(xiàn)片梭的所需最終速度，同時不產(chǎn)生系統(tǒng)具有低的電效率和瑋紗具有過大機(jī)械應(yīng)變的上述缺陷。
[0019]通過具有獨(dú)立權(quán)利要求1所限定的特征的片梭織機(jī)中的電磁引瑋裝置實(shí)現(xiàn)該目的。在從屬權(quán)利要求中限定了這種引瑋裝置的其它優(yōu)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(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述，根據(jù)本發(fā)明的片梭織機(jī)中的電磁引瑋裝置的其它特征和優(yōu)勢將變得更加明顯，所述優(yōu)選實(shí)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(xiàn)有技術(shù)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(yuǎn)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(jù)本發(fā)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(shí)施例，所述電磁引瑋裝置設(shè)置有對片梭位置的更為完備的控制。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為了更好地理解本發(fā)明，在圖1至圖3的視圖中，示意性示出了由傳統(tǒng)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(tǒng)類型的電磁引瑋裝置例如是文獻(xiàn)Mitsubish1、具有進(jìn)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(jìn)一步簡化，附圖中僅示出了力F的正分量，這是因?yàn)槿缭贛irjalili文獻(xiàn)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(jìn)中，如果不切斷線圈的電力供應(yīng)，那么將產(chǎn)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(dāng)激活線圈時，線圈在片梭上產(chǎn)生根據(jù)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(dá)對應(yīng)于線圈進(jìn)入?yún)^(qū)域的位置的快速增加、隨后為一段較為有限范圍內(nèi)的最大值、以及此后突然的下降直到當(dāng)片梭尖端位于線圈2的離開區(qū)域附近時恢復(fù)成零。
[0028]正如在上文中已經(jīng)描述的，當(dāng)評論S.A.Mirjalili的發(fā)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(nèi)、即在實(shí)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(dǎo)致產(chǎn)生上文已經(jīng)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(qū)域中，電磁力仍然具有很小的值并且最終為零(當(dāng)片梭完全位于線圈內(nèi)時)；因此，該解決方案會導(dǎo)致系統(tǒng)效率的大程度惡化。
[0030]相反，如在更新的Hilmar文獻(xiàn)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(jī)機(jī)載的這類裝置的較為有限的空間中達(dá)到片梭I的所需投放速度。
[0031]在這種技術(shù)現(xiàn)狀中，在圖4中示意性示出的本發(fā)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(yōu)選地為最優(yōu)線圈的長度的整約數(shù)I/η的長度，所述最優(yōu)線圈在靜止?fàn)顟B(tài)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(yīng)造成的功率損耗最小化。上述最優(yōu)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(yōu)選地在片梭的鐵磁有效長度的40%至60%之間，更優(yōu)選地等于該長度的一半。約數(shù)I/η(該約數(shù)的值確定單個線圈3的長度)能夠根據(jù)構(gòu)造和經(jīng)濟(jì)參數(shù)而被優(yōu)化，在η的值的范圍例如在2至10之間、優(yōu)選地在3至6之間的域中，這導(dǎo)致線圈3的長度因而明顯小于片梭I的長度。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的一重要特征，替代如上述Hilmar現(xiàn)有技術(shù)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(chǎn)生具有最優(yōu)長度的線圈所產(chǎn)生的電磁吸引效果，而不受具有最優(yōu)長度的線圈的典型缺陷的影響。
[0033]此外，隨著片梭I向前運(yùn)動，根據(jù)片梭I所達(dá)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(jìn)的方式相應(yīng)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(tǒng)始終在以最大效率、因此以最小能量浪費(fèi)獲得電磁吸引力F的條件下工作。圖4示出了本發(fā)明的一實(shí)施例，其中針對線圈3的長度而采用的約數(shù)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(yōu)長度的線圈所提供的性能相同。
[0034]從上文陳述的內(nèi)容顯而易見的是，當(dāng)減小為確定線圈3的長度而選擇的約數(shù)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?yōu)樵絹碓胶愣ǖ内厔荩@面臨更高的裝置復(fù)雜性和成本。因此，簡單的優(yōu)化計(jì)算允許針對每個單獨(dú)裝置或者織機(jī)類型限定所述約數(shù)的就整體經(jīng)濟(jì)性而言的優(yōu)選值。
[0035]為了適當(dāng)?shù)乜刂凭€圈3的相繼激活，沿著投放軌跡設(shè)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(nèi)的位置并且通過線路6將該位置用信號發(fā)送到電子控制CPU，所述傳感器根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)施例選自市面可獲得的多種類型的傳感器(光學(xué)傳感器、紅外傳感器、電容傳感器、感應(yīng)傳感器等)中的一種。CPU從織機(jī)控制單元接收線圈3的供應(yīng)電流的信號7，并且根據(jù)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(yīng)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(yōu)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(yīng)所造成的能量損耗最小化，因此顯著遏制如此產(chǎn)生的熱量的處理問題，并且使系統(tǒng)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(huán)控制系統(tǒng)10。在這種情況中，替代上述已經(jīng)預(yù)先限定的電流參考7，來自織機(jī)的時間t時的外部速度V或者位置S參考9到達(dá)控制系統(tǒng)10。換言之，根據(jù)織機(jī)到達(dá)的角位置或者根據(jù)設(shè)定的織機(jī)操作時間周期，這種外部參考9在任何時刻由織機(jī)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(shí)際位置進(jìn)行比較，并且根據(jù)上述外部參考適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)發(fā)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(huán)控制裝置10允許使片梭遵循設(shè)定的運(yùn)動規(guī)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(jī)的外部參考9能夠最終包括關(guān)于每次處理的單個瑋紗的具體信息，使得能夠在每個織機(jī)周期，根據(jù)被引入的特定瑋紗的要求來改變片梭的運(yùn)動規(guī)律。
[0039]相較于用于片梭投放的已知電磁裝置，本發(fā)明的電磁裝置包括多個優(yōu)勢，其中包括:
[0040]-降低整體成本，既包括制造成本也包括運(yùn)行成本；
[0041 ]-高可靠性；
[0042]-高效性；
[0043]-瑋紗具有降低的機(jī)械應(yīng)力和/或根據(jù)瑋紗類型的可控的機(jī)械應(yīng)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(dǎo)系統(tǒng)(鉤)、具有顯著編織缺陷的源；
[0046]-相對于劍桿織機(jī)(gripperloom)更高的工作頻率。
[0047]然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明不應(yīng)被認(rèn)為局限于上述具體布置方案，上述具體布置方案僅構(gòu)成本發(fā)明的示例性實(shí)施例，在不背離本發(fā)明的由以下權(quán)利要求完全限定的保護(hù)范圍的前提下，不同的變型方案是可行的并且全部在本領(lǐng)域中技術(shù)人員可實(shí)現(xiàn)的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種片梭織機(jī)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(chǎn)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(yùn)動過程中被相繼激活，其特征在于，所述線圈(3)以多個連續(xù)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(xù)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(jù)權(quán)利要求1所述的電磁引瑋裝置，其中，每個單獨(dú)的連續(xù)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(yōu)選地在片梭的鐵磁有效長度的40%至60%之間。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電磁引瑋裝置，其中，多個連續(xù)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(jù)權(quán)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(yīng)于最優(yōu)線圈的長度的約數(shù)1/n，所述最優(yōu)線圈在靜止?fàn)顟B(tài)下在片梭(I)上產(chǎn)生所需電磁力并且因焦耳效應(yīng)造成的功率消耗最小。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電磁引瑋裝置，其中，在所述約數(shù)I/η中，數(shù)η優(yōu)選地是范圍在2至10之間、優(yōu)選地在3至6之間的整數(shù)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電磁引瑋裝置，其中，同時激活的多個連續(xù)線圈的所述組(4)由η個線圈組成。7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的電磁引瑋裝置，其中，當(dāng)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(xù)線圈的組(4)的激活。8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)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(nèi)的路徑的片梭(I)位置，并且適于將所述片梭位置用信號發(fā)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(jù)權(quán)利要求8所述的電磁引瑋裝置，其還包括閉環(huán)控制系統(tǒng)(10)，通過來自片梭織機(jī)并且取決于片梭織機(jī)的角位置或者設(shè)定的織機(jī)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(huán)控制系統(tǒng)，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(shí)際位置進(jìn)行比較，并且根據(jù)所述外部參考信號(9)取得的值而適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)發(fā)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(fā)明人】D·佩佐尼
【申請人】意達(dá)股份公司