制動噴射織機中的緯紗的方法
2023-04-24 04:50:36 4
專利名稱：制動噴射織機中的緯紗的方法
技術領域：
本發明涉及制動噴射織機中的緯紗的方法，也涉及用於實施按照相應類別的獨立權利要求的前序的本發明方法的噴射織機。
背景技術：
已知曉所謂的ABS制動器被應用於噴射織機中，特別是應用於空氣噴射織機中，用於緯紗的受控的制動。在本申請的內容中，ABS代表自動的緯紗制動裝置。其目的是避免緯紗的過載，所述過載特別是由緯紗的突然制動，例如由紗線存貯器的止動銷引起的。ABS制動以可移動的箍元件的形式來實現，所述可移動的箍元件具有兩個或三個偏轉點。制動力受到由制動的箍元件引起的緯紗偏轉的影響。所述箍元件通常可轉動地支在軸頸上，並與驅動器例如磁線圈或電機，有效地連接，同時所述驅動器信息傳導地與合適的控制系統連接，以控制和/或調節所述驅動器。
在先有技術的ABS制動器中，發生的箍元件偏轉與時間成線性關係，例如達到所述箍元件的最大預定偏轉，以後它線性地返回原始位置。
在本申請的內容中，術語「線性的」(對時間)涉及移過的距離，並且用來表示以下事實所考慮的例如制動元件或緯紗的物體的速度在局部方向至少是恆定的，以及距離-時間線圖在局部方向至少是線性增大或減小的。這種局部的末尾的通常特點是速度突然變化，這就是說，在距離--時間線圖中的尖銳「扭結點」。以相應的方式，「非線性的」表示以下事實所考慮物體的加速度不為零，因此其距離--時間線圖也是非線性的。就原理而論，速度的突然變化，就是說距離--時間線圖的尖銳扭結點，原則上以非線性的運動序列自然地上升。
這種位置的預定傾斜的缺點是箍元件偏轉在時間上經常是線性變化而與制動階段無關。其結果是在制動階段的初始，例如緯紗速度仍非常高時，會精確地引起較大的緯紗應力。因此緯紗在折返點，就是說，在所述箍元件運動反向時，突然受拉。通過這個非均勻的緯紗被拉，事實上在噴射織機中重複發生緯紗斷裂。
發明內容
因此本發明的目的是推薦制動緯紗的一種改進方法，使得在緯紗中產生的應力保持為最小。
與滿足這個目的的本發明內容有關的方法及設備的特徵就是各相應類別的獨立權利要求的特徵。附屬的各權項涉及本發明的特別有益的各實施例。
因此根據本發明提出了制動織機中的紗線的一種方法，在所述方法中制動元件被帶入與緯紗接觸，依據預定的距離--時間線圖利用驅動器使所述制動元件移動，因此，根據位置函數使緯紗被制動元件所偏轉，並且根據制動曲線而使緯紗被制動，其特徵在於所述位置函數與緯紗的所述制動曲線是匹配的。
制動曲線就是緯紗的速度--時間線圖。為了達到理想的制動效果，緯紗的位置函數，就是說，制動期間緯紗的偏轉--時間線圖，必須與預定的制動曲線相匹配。因此制動期間由制動元件產生的緯紗偏轉的時間線圖，與先有技術的方法是相反的，至少在某些制動階段是非線性的。相反，為了達到理想的制動效果由此實現理想的緯紗引導(導緯)，緯紗的偏轉速度持續地與其制動曲線相匹配。
由於在制動元件作用點處，即在制動元件摩擦緯紗點處的緯紗上的摩擦力，通常非線性地取決於緯紗速度，造成了緯紗的偏轉按照位置函數可有利地成為非線性的。一方面先有技術的制動元件以恆定速度移出靜止位置，而另一方面，緯紗的制動元件的支承表面以這樣一種方式來構成緯紗也線性地或接近線性地被偏轉。在制動階段的初始具有很高速度的緯紗由此受到非必要的高應力。術語「靜止位置」將被理解成意味著制動元件未被偏轉時的位置，即制動元件不與緯紗接觸時的位置。與先有技術的方法相反，緯紗例如可在制動階段的開始通過根據本發明的方法以低速度被移出所述靜止位置，而後緯紗的偏轉速度持續地增大。在本申請的內容中，術語「制動階段」應被理解為意味著制動元件與緯紗接觸時的工作狀態。因此制動階段開始時由緯紗高速度引起的作用在緯線上的大摩擦力從而制動力，可通過合適的控制系統和/或制動元件的結構被匹配以便將緯紗速度降低到實際的緯紗速度。
工作狀態中作用在緯紗上的應力常常大致地分為兩組一方面是制動應力，另一方面是動態應力。在本發明的內容中，制動應力可被理解為當制動元件的運動方向也改變時，至多是其方向的指向改變的應力。動態應力是在制動過程中可持續地改變其方向或其方向指向，例如由整個振蕩系統的性質造成的。例如它們可能是隨機的或者多多少少是周期振蕩的。術語「振蕩系統」在下文中將被理解為意味著具有噴射織機及制動元件的機械系統。
通常在制動過程中產生的制動應力，尤其包括通過例如在緯紗不平坦表面處的制動元件的摩擦產生的摩擦力，和緯紗穿過的偏轉點處產生的力。其中制動元件本身屬於偏轉點。所有這些外力導致緯紗中的拉伸力，依次它又產生與從外部作用的所述各力相反的反作用力。隨著緯紗速度的降低，這些力可逐漸變小，並在緯紗停頓時基本消失。
動態應力，即是特別在制動過程期間由緯紗中產生的振蕩造成的各力。它們(各力)導致緯紗中的動態拉伸力。
通過緯紗的這個集中應力產生的這些拉伸力，在最壞的情況下，在超過特定的閾值時導致緯紗斷裂。
為實現減小應力，根據本發明對制動應力及動態應力採取了相應的合適措施通過在制動階段的開始時使緯紗的偏轉速度緩慢增加，達到這種狀態特別是在開始時作用在緯紗上的制動應力不會變得過大。通過這點，動態力，即應力自然也被減下來。
通過選擇制動元件的距離--時間線圖中的路徑變化，使這個線圖是平滑的，就是說，基本沒有轉折點，振動系統的振蕩性質被顯著地改善。通過以這種方式實施制動元件的移動來避免應力峰值，應力峰值應被理解為簡單地說它們在緯紗處或多或少地產生大幅度的機械拉伸力，這一般是通過振蕩作用產生的，例如說是共振，並且是例如由衝擊、抖動、搖動或摩擦過程或振蕩引起的。
應該清楚地指出這一點可以不同方式來獲得距離--時間線圖。例如，制動元件的距離--時間線圖可在控制裝置中直接地被確定，同時通常需要通過緯紗偏轉的預定位置函數的轉換來建立正確的距離--時間線圖。制動元件的幾何特性的這個轉換特別地也可能是決定性的。然而，這樣的位置函數對於在緯紗處產生的應力是極端重要的，因為它建立了與緯紗中的各力的直接關係。
距離--時間線圖的非對稱性被特別有利地安排成這樣開始時制動元件被緩慢地移出靜止位置，而在末尾時被快速地移入靜止位置。在制動過程的時間優化過程中，距離--時間線圖被特別有利地安排成這樣當緯紗被移出靜止位置而進入最大位置時，出現了減速的主導部分。一旦實現了這點，緯紗可被快速地移回靜止位置中。此處應當再次注意當考慮動態應力時，在運動中有利地連續發生移動而沒有抖動。
紗線應力可進一步減小，因為被帶入與緯紗摩擦接觸的制動元件的表面被構造成這樣力不在單個點上被傳輸，而是被分布在整個表面上。通過這點，產生的摩擦熱也較好地分布在整個緯紗上。
避免幹擾應力的其它可能性由控制系統保證，不會超過來自作用在緯紗上的制動元件的最大力。在此情況下，理想地，不需要預先確定製動元件的距離--時間線圖，例如由MC控制系統確定的數學函數的形式。例如可能只用調節器的控制取代對制動元件的控制。然後例如依靠傳遞至制動元件的紗線反作用力來使制動元件發生偏轉。然後可由經制動元件驅動器的電流和/或經由緯紗反作力的測量值去進行調節。當然制動元件偏轉的整個過程最好還是在沒有吹風和抖動的情況下實現。
在一個實踐中特別有關的實施例中，緯紗在初始制動階段被制動元件根據位置函數所偏轉，以持續增大的速度從靜止位置進入第一位置，並在最後制動階段以持續減小的速度從第二位置被返回進入靜止位置。
在另一個示例性實施例中，在中間制動階段緯紗被制動元件根據位置函數移出第一位置進入最大位置，並移出最大位置返回至第二位置。在這過程中，中間制動階段的開始及末尾處的轉變這樣進行速度的上升或下降在轉變時不突然變化。
在其它的優先示例性實施例中，緯紗的位置在中間制動階段的整個預定時間周期中基本保持不變。這意味著整個預定的時間周期中緯紗的位置變化保持在預先確定的容差範圍內。主要根據紗線的連續性及紗線速度決定允許位置變化的範圍。
在實踐中特別重要的一個示例性實施例中，緯紗的位置函數被預設成是非對稱的，例如是雙曲線切線函數，特別是複合雙曲線切線函數。制動元件具有合適幾何外形時，制動元件的距離--時間線圖也可能例如是雙曲線切線函數。即，在此情況下，制動元件的距離--時間線圖與緯紗的位置函數相互間是成比例的或接近成比例的。
為了根據本發明以簡單方式體現位置函數的特點，可特別有利地使用雙曲線切線函數。即，在它的協助下，根據本發明的各特徵可被特別有利地再現。
在一個特定的示例性實施例中，設置了用於控制制動元件驅動器的控制裝置。此處的控制裝置指所有合適的控制器和調節器，例如從工業控制技術中得知的MC控制系統。
當然通過制動元件形狀的合適設計也可以實現位置函數，如下面將進一步描述的。
制動元件的移動可通過馬達來實現，特別是電機，或磁鐵，特別是電磁鐵，或機械驅動器。在本申請的內容中，電機包括例如所有的直流電機、交流電機、三相電機、線性電機及步進電機。機械驅動器例如可以這樣一種方式實現制動元件通過織機的主驅動軸而被驅動。這種相對地不複雜的驅動常常完全可在伺服驅動概念標題下的文獻中找到。舉例說，制動元件的距離--時間線圖及因此的位置函數，幾乎可以任何需要的方式，經過具有非固定傳動比的傳動裝置，例如凸輪傳動裝置、狹義上的偏心傳動裝置，而與各有關要求相適應。
作為以上的替代，可為制動元件的驅動運動提供一種簡單的距離--時間線圖，為此可使制動元件的幾何形狀被選擇成能實現緯紗偏轉的所需位置函數。
此外，本發明包括噴射織機，特別是空氣噴射織機，它含有制動緯紗的制動元件，同時制動元件被構造及布置成可被帶入與緯紗接觸以及根據可預先確定的距離--時間線圖而被驅動。在此裝置中，緯紗可根據位置函數被制動元件偏轉，緯紗可根據制動曲線而被制動。此處的噴射織機被設計成使位置函數可與緯紗的制動曲線相匹配。
明顯的是，上面描述的根據本發明的噴射織機的示例性實施例的列舉以及所描述的變型是未窮盡的，而所列舉的變型可被結合於任何合適的形式中。
本發明將在下面參考各附圖更詳細地加以解釋，它們不是按比例畫的，它們是圖1是本身為已知的噴射織機的示例性實施例，所述噴射織機具有根據本發明的制動元件；圖2a是先有技術的制動元件的距離--時間線圖；圖2b是得自圖2a的緯紗偏轉的位置函數；圖3a是具有結合的制動元件距離--時間線圖的緯紗的制動曲線；圖3b是根據本發明的位置函數的示例性實施例；圖4是箍制動元件的示例性實施例；圖5是箍制動元件的示例性實施例；圖6是具有表面摩擦結合面的箍制動元件的示例性實施例；圖7a是具有擴大的幾何形狀特徵的、根據圖4的制動元件；以及圖7b是具有擴大的幾何形狀特徵的、根據圖7a的另一個制動元件。
具體實施例方式
下面以標號1標示根據本發明的方法，方法1被用於制動噴射織機中的緯紗，特別是空氣噴射機中的緯紗。
圖1顯示了這種空氣噴射織機10的一部分，它本身是已知的，它具有根據本發明的制動元件2和根據本發明的控制裝置4。它主要包含紗線筒子，自筒子6起適當長度的緯紗3被纏繞在存貯圓筒5上；制動元件2；輔助噴管7及主噴管8。工作時，來自存貯圓筒5的緯紗3穿過制動元件2在兩個噴管7及8中被加速，然後沿筘9通過梭口。此外，顯示了制動元件2的驅動器21。噴射織機10的緯紗引導(導緯)的細節本身是已知的，因此不需要更詳細的解釋。梭口的圖釋和噴射織機的其它部件本身是已知的，為清晰起見已被省略。
圖2a顯示了距離--時間曲線22′，它是根據先有技術的方法1′設計的，並且根據方法1′使制動元件被移動。時間直線地繪在橫坐標上，而距離直線地繪在縱坐標上。這種距離--時間線圖22′的特點是運動的轉折點。制動元件的運動的進行與時間成線性關係，即整個線圖各部分的速度是恆定的。例如制動元件被帶出靜止位置111′上升至最大的預定偏轉121′而後再返回到靜止位置111′中。如已解釋的，這種位置的傾斜狀特性曲線的缺點是箍偏轉與時間的關係經常是線性地變化而與制動階段無關。其結果是，當例如緯紗速度仍非常高時，在制動階段的初始就肯定地引起較大的緯紗應力。同樣在轉折點處，即當箍元件移動方向突然反向時，緯紗突然被消除了應力。通過這種非均勻的緯紗加載，實踐中在織機中可連續地發生緯紗斷裂。
圖2b顯示了緯紗偏轉的位置函數23′，它來源於圖2a顯示的距離--時間線圖22′。時間直線地繪在橫坐標上，而緯紗的位置繪在縱坐標軸上。距離--時間線圖22′，即制動元件偏轉的距離--時間線圖，和位置函數23′，即緯紗偏轉，彼此是成比例的。對於制動元件這個比例性可假定來自元件繞軸線轉動的該制動元件的函數，造成緯紗例如在朝轉動軸線的方向不會滑離很遠。
圖3a簡略地顯示了緯紗3的制動曲線31。時間直線地繪在橫坐標上，而在縱坐標上，一方面是緯紗3的位置函數23，另一方面是緯紗3的速度。位置函數23用虛線標示。所標示的線圖僅被理解為示例性方式的，而在實踐中可有其它形狀。如可清楚地看到的，位置函數23是與緯紗3的制動曲線31是相匹配的。即，如在先有技術中那樣，緯紗3的位置函數23並不獨立於緯紗3的制動曲線31的線圖。
圖3b顯示了緯紗偏轉的位置函數23和相應的速度--時間線圖24，位置函數23是按照根據本發明的方法1設計的。時間直線地繪在橫坐標上，而速度及距離直線地繪在縱坐標上。位置函數23用實線圖釋，而速度--時間線圖用虛線標示。緯紗3移入的各特徵位置用它們的標號表徵在縱坐標上。
在初始制動階段11，緯紗3以持續增大的速度偏轉離開靜止位置111，上升至並進入第一位置112。然後，緯紗3在中間制動階段13被移出第一位置112進入最大位置113，並返回移出最大位置113進入第二位置121。在最終制動階段12，緯紗3以持續減小速度從第二位置121返回到靜止位置111。有決定意義的是位置函數23中所有的距離變化都具有連續的及平滑的特性，這點與先有技術的圖2b顯示的位置函數23′正相反，特別是在初始制動階段11和最終制動階段12中，並且如已經聯繫圖2所描述的，在線圖的部分和/或具有轉折點的部分上不是線性的運動。此處圖釋的位置函數23是雙曲線切線。
圖4顯示了本身在先有技術中就已知的制動元件2，制動元件2被構造成箍元件，並且它可按照根據本發明的方法1通過此處未顯示的控制裝置4來控制。緯紗3在兩個外偏轉點16處被偏轉一次，在可移動的箍15上被偏轉兩次。在這些偏轉點處還經常產生最大的緯紗加載。自然所述箍也可被設計成只具有一個或多於兩個偏轉點的簡單杆。箍15的轉動軸17的一個或兩個端部可被支在軸頸上。滿足制動元件2的函數的方式主要是由於下述事實在緯紗3上的各偏轉點處作了摩擦功和變形功。緯紗3的運動能量通過摩擦的及彎曲應力的作用被轉變為熱，而緯紗3通過這些作用失去其能量。制動元件2的驅動器21通過磁鐵，特別是電磁鐵，馬達，特別是電機，或機械驅動器而起作用。
圖5顯示了另一個制動元件2，它同樣信息傳輸地連接於此處未顯示的控制裝置4，並且可按照本發明的方法1加以控制。它在此處被設計成叉形元件，而叉形元件151的轉動軸線171位於緯紗3的正常方向。叉形元件151的形狀自然可被改變。此處轉動軸線171的一個或兩個端部也可被支在軸頸上。叉形元件的驅動器21可通過類似圖4中討論過的示例性實施例方式的類似驅動器而起作用。
圖6顯示了用於實施根據本發明的方法1的制動元件2的另一個示例性實施例，用於進一步改善圖4及圖5圖釋的制動元件2的制動性能。因為被挑選用作制動元件152的形狀保證了緯紗3的廣闊支承表面，點狀發生的高幅度應力被減小並相反產生了相對小幅度的應力，所述相對小幅度的應力在緯紗的寬範圍上作用。通過這個裝置產生了較低的最大應力，由此實際上排除了緯紗3的扯斷。自然制動元件2的所有偏轉點，例如說偏轉點162，它們的形狀可以這樣一種方式改造使點狀產生的高幅度應力被減小。制動元件2的驅動器21可通過與圖4中的各驅動器相同或類似的驅動器起作用。
下面的兩圖高度簡化地概略圖釋制動元件2，當制動元件2例如以線性的或以非線性方式產生偏轉時，制動元件2實現了令人印象深刻的非線性位置函數23。
圖7a簡略地顯示了處於非偏轉狀態的箍元件153，對於所述箍元件153，它能在繞轉動軸線173的各部分內以恆定速度被移動，並且它的幾何結構可以這樣一種方式設計使緯紗3按照根據本發明的位置函數23進行偏轉。緯紗3可在箍元件153上移動，由此，產生具有平滑轉變的本發明的位置函數23，如圖3b中所圖釋。
圖7b簡略地顯示了根據圖7a的另一個箍元件154。通過此處以示例性方式顯示的箍元件154的複雜的幾何形狀，可預設更複雜的緯紗3的位置函數23。
因此有可能應用根據本發明的方法來實現改善ABS制動器的控制，使得緯紗處產生的應力被減小。在距離--時間線圖中，在制動元件的初始制動階段，制動元件以持續增大的速度被偏轉移出靜止位置而進入第一位置，並在最終的制動階段以持續減小的速度被攜帶返回靜止位置。通過根據本發明的方法，制動元件例如可在制動階段的初始以低速度被移出靜止位置，然後持續增大速度。通過制動元件的合適控制，在制動階段開始時在緯紗上的較大摩擦力從而較大的制動力-它是由緯紗的高速度引起的-可與具有減小的緯紗速度的即時緯紗速度相匹配。
權利要求
1.制動噴射織機中的緯紗(3)的方法，其中制動元件(2)被帶入與緯紗(3)接觸，制動元件(2)通過驅動器(21)按照可預先確定的距離--時間線圖被移動，使得緯紗(3)按照位置函數(23)被制動元件(2)偏轉，緯紗(3)按照制動曲線(31)被制動；其特徵在於位置函數(23)與緯紗(3)的制動曲線(31)是相匹配的。
2.根據權利要求1的方法，其特徵在於緯紗(3)在初始制動階段(11)中按照位置函數(23)被制動元件(2)以持續增大的速度從靜止位置(111)偏轉進入第一位置(112)，在最終制動階段(12)中以持續減小的速度從第二位置(121)被返回靜止位置(111)。
3.根據權利要求1的方法，其特徵在於在中間制動階段(13)中，緯紗(3)被移出第一位置(112)而進入最大位置(113)，並向回移出最大位置(113)而進入第二位置(121)。
4.根據前述各權利要求中任一項的方法，其特徵在於在預定的時間周期上，在中間制動階段(13)中，緯紗(3)的位置基本保持不變。
5.根據前述各權利要求中任一項的方法，其特徵在於制動元件的距離--時間線圖在至少部分方向上線性地被預先確定。
6.根據前述各權利要求中任一項的方法，其特徵在於緯紗(3)的位置函數(23)是非對稱的位置函數。
7.根據前述各權利要求中任一項的方法，其特徵在於緯紗(3)的位置函數(23)，在至少一個制動階段中由實數的或複數的三角位置函數預先確定。
8.根據前述各權利要求中任一項的方法，其特徵在於位置函數(23)是雙曲線切線函數。
9.根據前述各權利要求中任一項的方法，其特徵在於制動元件(2)是由馬達，特別是由電機，或由磁鐵，特別是由電磁鐵，或由機械驅動器移動的。
10.噴射織機，特別是空氣噴射織機(10)，它包括制動緯紗(3)的制動元件(2)，制動元件(2)被構造及布置成使它能被與緯紗(3)接觸並能按照可預先確定的距離--時間線圖由驅動器(21)移動，緯紗(3)被制動元件(2)按照位置函數(23)偏轉，並且制動元件(2)可按照制動曲線(31)制動緯紗(3)，其特徵在於位置函數(23)可與緯紗(3)的制動曲線(31)相匹配。
11.根據權利要求10的噴射織機，設置了用於控制和/或調節驅動器(21)的控制裝置(4)，利用控制裝置(4)可以這樣一種方式控制驅動器(21)在初始的制動階段(11)中，緯紗(3)可以持續增大的速度從靜止位置(111)被偏轉進入第一位置(112)，並可在最終的制動階段(12)中以持續減小的速度從可預先設定的第二位置(121)被返回靜止位置(111)。
12.根據權利要求10或權利要求11的噴射織機，磁鐵，特別是電磁鐵，馬達，特別是電機，或機械驅動器被設置成制動元件(2)的驅動器(21)，同時制動元件(2)被設置成弓元件或可扭轉的叉形元件。
全文摘要
本發明涉及制動噴射織機(10)中的緯紗(3)的方法(1)，在所述方法(1)中制動元件(2)被帶入與緯紗(3)接觸，同時制動元件(2)被驅動器(21)按照可預先確定的距離－－時間線圖移動，使得緯紗(3)被制動元件(2)按照位置函數(23)偏轉，所以緯紗(3)按照制動曲線(31)被制動，其特徵在於位置函數(23)與緯紗(3)的制動曲線(31)相匹配。
文檔編號D03D47/30GK1782154SQ200510125160
公開日2006年6月7日 申請日期2005年11月21日 優先權日2004年11月22日
發明者W·西格爾, H·-D·斯科爾 申請人:蘇爾特克斯股份公司