CN101343802A - 用于多臂机的换档离合器的控制装置 - Google Patents

Abstract

一种用于多臂机的换档离合器(11)的控制装置(53)，包括由电磁体(37)驱动的选择指状物(28)。选择指状物刚性连接到具有弯曲电枢节段和直电枢节段的电枢(47)。弯曲电枢节段与磁路的适当弯曲的磁极(45)一起形成空气间隙(48)，其优选不受选择指状物枢转位置的影响。电磁体(37)的另一个磁极(46)优选形成直的空气间隙(49)，其是可变的且尺寸是选择指状物枢转位置的函数。由于存在杠杆比，梯形间隙的最大宽度充分小于选择指状物(28)外端在其两个选择位置之间的路径。枢轴中心(32)和可变空气间隙(49)之间的距离(A)充分小于选择指状物(28)的长度。

Description

用于多臂机的换档离合器的控制装置

技术领域

[0001]本发明涉及用于控制多臂机的换档离合器的控制装置，该多臂机例如被用于驱动织机的综框(或称综轴)。

背景技术

[0002]这种多臂机包括换档离合器，其带有例如已示于文献DE 69701619T2中的控制装置。控制装置包括被驱动以便进行振动的携载件。在携载件上配备了被枢转地支撑的换档指状物。在第一枢转位置，该指状物致动一个摇杆臂，同时第二摇杆臂保持不活动。在其第二枢转位置，选择指状物致动了第二摇杆臂，同时第一摇杆臂保持不活动。摇杆臂被用于控制换档离合器，以限定偏心驱动的特定综框是否执行(半)旋转。

[0003]提供了电磁体用于使换挡指状物运动，换挡指状物包括被铰接到选择指状物的电枢。电枢的自由端抵靠在电磁体上，于是界定出了一个三角形的空气间隙。选择指状物的致动对抗着压缩弹簧的力而产生，所述压缩弹簧推动选择指状物远离电磁体而进入到两个换挡位置之一。如果电磁体对抗着压缩弹簧的力而吸引电枢，那么该选择杆枢转到它的其它可能的枢转位置。

[0004]这种设计需要相很少的运动部分和相对高的磁场强度。

发明内容

[0005]因此，本发明的目的在于提供简单的并且同时是改进了的用于多臂机换挡离合器的换挡装置。

[0006]该目的通过根据权利要求1的控制装置来实现：

[0007]根据本发明的控制装置包括携载件，其在工作期间以振动方式被驱动。这样，使得所述携载件可执行短致动行程。这样，致动行程可描述直线运动或枢转运动。

[0008]在携载件上或者在携载件处，选择指状物被支撑，以便可绕枢轴中心枢转。枢轴中心例如被配置为销，该销延伸穿过选择指状物的孔。导磁电枢由软磁材料组成，软磁材料例如铁、填充有铁粉的塑料材料、或铁氧体。在选择指状物附近，电磁体被静止地支撑在携载件上，所述电磁体具有两个磁极。第一磁极界定了与电枢的空气间隙，所述空气间隙被配置为圆弧并且以相对于枢轴中心的恒定半径R弯曲。第二磁极界定了空气间隙，其尺寸是选择指状物枢转运动的函数。空气间隙的尺寸由电枢表面和第二磁极表面之间的距离限定。

[0009]优选地，电枢被紧邻枢轴中心布置，以致由选择指状物枢转运动引起的空气间隙的尺寸改变保持最小。因此，电磁体在其工作行程开始时就已经表现出巨大的吸引力，这使得选择指状物被迅速加速并且能够以高动态方式切换。此外，可使用相对强的复位弹簧，以使得复位行程也能在短的换挡周期内完成。

[0010]根据本发明的控制装置包括很少的活动部件，即仅仅一个选择指状物和仅仅一个单轴承。该轴承限定了选择指状物的枢轴中心。因此，仅仅产生最小的摩擦。由于两个空气间隙的至少一个具有弯曲，因此可避免在选择指状物被枢转例如进入到其不工作的位置时磁阻增加，而这又有益于吸引力的增加。

[0011]使用根据本发明的控制装置，可以实现特别短的换挡时间，从而实现织机的高旋转速率。

[0012]弯曲的第一空气间隙优选被配置为恒定空气间隙，其不受选择指状物枢转运动的影响。这样，所述空气间隙的磁阻将保持为常数，而不论选择指状物的枢转位置处于何处。关于第二空气间隙的尺寸，第二空气间隙(电枢表面到第二磁极表面的距离)优选是选择指状物枢转位置的函数，以使得第二空气间隙的磁阻是选择指状物枢转位置的函数。优选地，第二空气间隙的起始点所具有的距枢轴中心的半径与第一空气间隙的半径具有基本相同的长度。该空气间隙从该点开始可延伸为一个平行间隙或梯形间隙，延伸方向与弯曲的第一空气间隙大致相切。

[0013]该配置是简单、耐用和有效的。

[0014]虽然在前述实施例中的第二空气间隙关于其间隙长度是可变的，使得当选择指状物被电磁体吸引时缩短了所述间隙，从而减少了磁阻，但是也可以将第二空气间隙配置为使其长度保持不变。当选择指状物枢转时，由于空气间隙面积增加或减少，因而磁阻改变。这例如可应用到第二空气间隙，尽管如上文所解释的，第一空气间隙的长度和面积可独立于选择指状物的枢转位置。然而，也可以使第一空气间隙依赖于选择杆的枢转位置，从而使所述间隙限定的磁阻依赖于选择杆的枢转位置，从而例如产生更大的驱动扭矩。

[0015]参考一个简单的实施例，选择指状物与一个弹簧装置相关联，该弹簧装置将所述选择指状物推入到一个不起作用的位置。电磁体抵抗着(或称逆着)弹簧装置的力将选择指状物吸引到另一枢转位置。可为选择指状物的两个枢转位置提供止动装置。例如，用于选择指状物在电磁体没有被赋能时所处的那个枢转位置的止动装置可以是振动衰减缓冲器。用于选择指状物在电磁体被赋能时所处的吸引位置的止动装置可以是电枢抵靠于其上的电磁体的磁极。为了避免磁附着效应，磁极可设置有塑料膜或另一衰减隔层。

[0016]还可以将止动装置配置为合适的抵接表面，这些抵接表面被设置在换档杆上，这些换档杆由选择指状物选择致动。这提供了下述优点，即：自动地确保了选择指状物在它的两个备选枢转位置与两个换档杆中相应的一个适当地啮合。此外，还能保证电枢与电磁体的磁极不接触，从而避免前面所述的附着效应。

[0017]还可以将两个电磁体分配给选择指状物，这两个电磁体都被布置为使得表现出的驱动效果处于相同方向，从而通过使驱动扭矩加倍来减少换档时间。然而，也可以提供以相反方向工作的电磁体，所述磁体被交替赋能，以将选择指状物枢转到一个位置或另一个位置。该实施例提供了下述优点，即：选择指状物两个枢转方向的两个换档时间都必须是基本相同的。

[0018]根据附图、说明书和子权项，可获得有利实施例的额外细节。说明书和附图被限制为对本发明的实质性方面、元件及各种情况进行说明。根据附图，其它细节是显而易见的。

附图说明

[0019]附图示出了本发明的示例性实施例。附图中：

图1是带有轴驱动器的综框的示意图；

图2示出了离合器组件，其是轴驱动器的一个部件，包含有根据本发明的控制装置；

图3是出体育一个运动阶段的离合器组件的控制装置的示意性放大图；

图4示出了处于另一运动阶段的与图3一致的控制装置；

图5是该控制装置的一个改进实施例的示意图；以及

图6-8是根据本发明的控制装置的额外实施例的图示表达。

附图标记：

1综框

2箭头

3多臂机

4联接件

5连杆机构

6，7连接杆

8，9角杆

10轴

11离合器组件

12摇杆

13，14突出部

15，16凹进部

17滚轮

18，19换档杆

20，21枢轴

22，23弹簧装置

24携载件

25箭头

26杆

27盘式凸轮

28选择指状物

29延伸部

30，31杆臂

32枢轴中心

33销

34箭头

35，36抵接表面

37电磁体

38弹簧装置

39压缩弹簧

40支墩

41磁芯

42，43分支

44线圈

45，46磁极

47电枢

48，49空气间隙

R半径

50止动装置或行程限制装置

51缓冲器

52支墩

53控制装置

A距离

54凹进部

具体实施方式

[0020]图1示出了织机的综框1，所述综框在工作期间执行振动纵向运动，这由箭头2来标示。多臂机3被用作驱动器，所述多臂机包括振动联接件4，其用作输出装置，以便通过具有连接杆6、7和角杆8、9的连杆机构来驱动综框1。多臂机3将中轴10的旋转转换为振动联接件4的振动运动。这是通过偏心轮和盘式凸轮来实现的，而这些偏心轮和盘式凸轮又是通过可换档的离合器组件11来驱动的，如图2所示。离合器组件11例如包括由旋转盘支撑并具有一个或多个突出部13、14的摇杆12，其中突出部13、14与离合器盘上的相应凹进部15、16相关联。为了实现突出部13、14与凹进部15、16的啮合和脱离，摇杆12包括换档滚轮17，以绕开换档杆18、19的相应换档表面，换档杆18、19被支撑成可绕枢轴20、21枢转。示意性地示于图2中的弹簧装置22、23被用于相对于彼此弹性地偏压换档杆18、19。被连接的这些盘在换档杆18、19的相应换档表面之间转动，这些盘中的至少一个支撑着摇杆12。

[0021]此外，离合器组件包括执行箭头25所示振动运动的携载件24。为了实现这一振动运动，盘式凸轮27可经由杆26来驱动所述携载件，而所述盘式凸轮则由轴10驱动。

[0022]选择指状物28被枢转地支撑在携载件24上，所述选择指状物具有在朝向换挡杆18、19的方向中突出的延伸部29。这样，使得选择指状物28与换挡杆18、19的杆臂30、31相互作用，以交替地使一个或另一个换挡杆18、19远离这些在换挡杆18、19间运动的盘枢转，这种枢转与携载件24的运动循环相一致。

[0023]为此，选择指状物28被支撑在携载件24上，以便能够绕枢轴中心32(可包括连接到携载件24的销33)枢转，这是显而易见的，特别是可参见图3的更加详细的图示。在图3中以箭头34来表现选择指状物28的枢转运动。延伸部29交替地压靠在杆臂30的抵接表面35或杆臂31的抵接表面36上。抵接表面35、36在杆臂30、31的末端界定了凹进部。所述表面可被弄圆，以界定出在枢转运动期间与延伸部29之间的低摩擦滚动啮合。在不工作的位置，杆臂30、31被定位成彼此接近地相对。设置在所述杆臂末端处的两个凹进部界定了一个共享空间，延伸部29在来回运动期间可穿过该共享空间，以交替地与抵接表面35或抵接表面36相啮合，抵接表面36与所述抵接表面35之间仅由一个间隙分离开。

[0024]紧邻枢轴中心32或销33，携载件24支撑着电磁体37，电磁体37被布置为专门使选择指状物28运动，例如，抵抗着弹簧装置38的力使选择指状物28运动。弹簧装置38可包括各种元件。在本示例性实施例中，所述弹簧装置被配置为压缩弹簧39，其一端抵靠着选择指状物28，而另一端抵靠着设置在携载件24上的支墩40。

[0025]电磁体37具有优选由铁、铁氧体或其它软磁材料组成的磁芯41以及两个分支42、43，两个分支42、43在一端彼此连接并且是磁路的一部分。分支42、43中的至少一个支承有磁线圈44。磁极45、46形成于分支42、43的末端上。第一磁极45由绕枢轴中心32的圆弧形端面界定。分支43上的第二磁极46可以是平面。

[0026]刚性地支撑在选择指状物28上的是电枢47，其优选由软磁导磁材料(例如，铁或铁氧体)构成。在第一磁极45附近，电枢47设置有圆弧形弯曲的表面，所述表面具有相对于枢轴中心32的恒定半径。此外，电枢47的相应弯曲的外侧在圆周方向上延伸超过磁极45的末端。在电枢47和磁极45之间有狭窄的空气间隙48，其弯曲成圆弧形，所述空气间隙具有相对枢轴中心32的恒定半径R。

[0027]电枢47的优选为直线形的分支延伸到具有例如平末端表面的第二磁极46。相应地，电枢47在此区域中具有一个平面，并且界定了与第二磁极46的空气间隙49。该空气间隙的长度，电枢47相对表面与磁极46表面的距离是选择指状物28枢转位置的函数。，这一位置在选择指状物28处于图3左手侧位置抵抗着弹簧装置38的力与杆臂30啮合时，处于其最小值或者为零。这一位置在选择指状物28枢转到图3右手侧并与杆臂31啮合时，处于其最大值。

[0028]选择指状物28可与止动装置或行程限制装置50相联系。这还可包括设置在选择指状物28上的声音衰减缓冲器51，并且可包括设置在携载件24上的合适的支墩52。缓冲器51和/或支墩52可由振动抑制衰减材料(例如，显示出高内摩擦的合成材料)构成。携载件24、分配给所述携载件的驱动器、以及选择指状物28和电磁体37形成了用于离合器组件11的控制装置53。该控制装置53操作过程如下：

[0029]在工作期间，携载件24进行振动运动，如箭头25所示。在这一运动的过程中，基于所述携载件所处的枢转位置，延伸部29触撞到抵接表面35或抵接表面36。当电磁体37没有被赋能时，弹簧装置38将选择指状物28推入到不工作的位置。所述选择指状物枢转到使缓冲器51抵靠支墩52的位置。现在，当携载件24向下运动时，延伸部29触撞到杆臂31的抵接表面36。在该状态下，空气间隙48表现出固定的阻抗，其是所述间隙长度和宽度的函数。空气间隙49表现出的磁阻基本上为选择指状物28的位置的函数，所述磁阻具有因第二磁极46到电枢47的距离造成的两个值中的较大值。

[0030]在携载件24振动的过程中，当它处于远离杆臂30、31的上部位置时，电磁体37可被赋能(或称激励)。现在磁极46吸引电枢47，从而使选择指状物28枢转到如图4所示的在左边的位置；并且空气间隙49以及相对的电枢表面和磁极表面的距离减少。相反地，空气间隙48保持不变。现在，空气间隙49的磁阻呈现为两个值中较低值。现在，当携载件24向下运动时，延伸部29推动抵接表面35并使换档杆18枢转，如图4所示。然后，延伸部29与杆臂30的抵接表面35相啮合。

[0031]由于第一空气间隙48的磁阻保持不变(与选择指状物28的枢转位置无关)，因此任何对开放空气间隙49磁场的过多弱化都会受到反作用。因此，电磁体37具有相对高的初始磁场强度，因而能够非常迅速地加速选择指状物28。以下因素对此也是有帮助的，即：第二磁极46开始点距枢轴中心32的距离A(图4)基本上对应或相等于半径R。

[0032]本说明书涉及本发明的示例性实施例，其允许多种修改。例如，除了设置在选择指状物28一侧的止动装置或行程限制装置50，还可以在相反侧提供相应的止动装置或行程限制装置。或者，也可以省去止动装置或行程限制装置50。这在携载件24的行程很小以至于延伸部29从不全部运动出由抵接表面35、36界定的凹进部时，特别可能发生。在这种情况下，那些大致平行于延伸部29延伸的抵接表面35、36的部分可用作止动装置或行程限制装置。

[0033]此外，电磁体37的磁极46可用作止动装置或行程限制装置。在此情况下，当电磁体37处于吸引模式且选择指状物28因此枢转时，空气间隙49的长度变动至零。在磁极46和/或电枢47上，可以提供非磁性间隔元件，例如由塑料材料、黄铜、铝等制成的间隔元件，以在电磁体47被激励时保持剩余的空气间隙。

[0034]图5示出了一个改进的实施例；关于其解释，引用了上文所作的描述且使用了相同的附图标记。此外，根据图5的控制装置53包括了第二电磁体37′，其与刚性地连接到选择指状物28的电枢47’相关联。以这种方式设计的枢轴驱动装置被的构造方式与包括电枢47和电磁体37的驱动装置相同。使用相同的但带有撇号的附图标记引用了上文所作的描述，上文所作的描述类似地适用于本实施例。两个驱动装置(电磁体37和电枢47以及电磁体37’和电枢47′)被布置成以相同方式驱动。当它们的电磁体37、37’被赋能时，两个驱动装置产生了与弹簧装置38的力相反的扭矩。

[0035]然而，参考另一个改进的实施例，省去弹簧装置38也是可行的。图6显示了这种控制装置53。参考该装置，携载件24支撑着包括电磁体37和电枢47的驱动装置，如已结合前面的实施例所描述过的。此外，提供了第二驱动装置，所述装置包括电磁体37”和电枢47”。以相对于首先提到的驱动装置镜像对称的方式来设计最后提到的驱动装置，除此以外，可适用上文的描述。首先提到的驱动装置(图6中左边)使选择指状物28顺时针方向转动，同时，第二提到的驱动装置(图6中右边)使选择指状物28逆时针方向转动。通过对线圈44或44”交替赋能，从而实现了选择指状物28的来回枢转。

[0036]尽管上述示例实施例解释了用于选择指状物28的驱动装置，由此通过空气间隙长度的改变来获得选择指状物28的驱动力，但根据图7和8的实施例显示了使用空气间隙面积大小的改变来驱动选择指状物28的例子。由于构造和功能与上述实施例类似或相同，因此使用相同的附图标记并且引用了上文的描述。

[0037]参考图7中的示例性实施例，形成在第一磁极45上的第一空气间隙48也与选择指状物28的位置无关。而且，第二空气间隙49现在被弯曲为具有半径R。然而，电枢47仅仅覆盖了磁极46的一部分，由此这种覆盖会随着选择指状物28的枢转而增加或减少。空气间隙面积相应地变化。在相对侧上，提供了空气间隙49’，所述间隙的尺寸以与空气间隙49尺寸相反的方向改变。电枢47从磁极46通过磁极45直到磁极46”延伸。当图7中的左线圈44被赋能时，选择指状物28以逆时针方向枢转，这是由于产生自磁路的磁力具有使电枢47和磁极46之间的覆盖增加的趋势。因此，当仅仅右线圈44”被赋能时，选择指状物28以顺时针方向枢转。磁力的工作原理可被增强，因为磁极46的表面和磁极46”的表面以及电枢47的表面具有凹进部和隆起。因而表面具有齿状表面构型，由此隆起或齿的形状可以是矩形、梯形或具有不同的形式。通过提供齿状表面，作用在电枢47的枢轴中心外侧的磁力线数目增加，从而增强了电枢47的扭矩。

[0038]图8示出了基于图7实施例的另一个改进实施例，但在该例中，省去了右线圈44”。此外，电枢47在磁极45附近具有凹进部54，以使得电枢47现在将仅仅部分地覆盖磁极45和磁极46。因此，空气间隙48以及空气间隙49可以相同方式改变。当线圈44被赋能时，由磁路产生的磁力必然增大了电枢47对磁极45的覆盖以及电枢47对磁极46的覆盖。因此，选择指状物28枢转到右边。同样，可用弹簧装置38进行复位。

[0039]用于被设计为多臂机的换档离合器11的离合器组件的控制装置53包括选择指状物28，其通过电磁体37来驱动。选择指状物刚性地连接到具有弯曲电枢节段和直电枢节段的电枢47。弯曲电枢节段与磁路的适当弯曲的磁极45一起共同形成了空气间隙48，其优选不受选择指状物枢转位置的影响。电磁体37的另一个磁极46形成了优选是直的空气间隙49，所述空气间隙是可变的，而且具有的尺寸是选择指状物枢转位置的函数。由于存在杠杆比，梯形间隙的最大宽度充分小于选择指状物28外端在其两个选择位置之间的路径。在枢轴中心32和可变空气间隙49之间的距离充分小于选择指状物28的长度。

Claims (10)

1.一种用于多臂机的换档离合器(11)的控制装置(53)，其特征在于包括：

携载件(24)，

选择指状物(28)，其被支撑在所述携载件(24)上，以便能绕枢轴中心(32)枢转，所述选择指状物(28)包含导磁电枢(47)，

电磁体(37)，其静止地支撑在所述携载件(24)上并具有带两个磁极(45、46)的磁芯(41)，

由此，第一磁极(45)与所述电枢(47)一起限定了第一空气间隙(48)，所述空气间隙被弯曲成圆弧形式，所述圆弧具有相对于所述枢轴中心(32)的恒定半径(R)，以及

由此，第二磁极(46)与所述电枢(47)一起限定了第二空气间隙(49)，所述空气间隙具有的尺寸是所述选择指状物(28)的枢转运动的函数。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述第一空气间隙(48)被配置为恒定空气间隙，其不受所述选择指状物(28)枢转运动的影响。

3.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述第二空气间隙(49)具有的间隙长度是所述选择指状物(28)枢转运动的函数，由此所述间隙长度将被测定为所述第二磁极(46)和所述电枢(47)之间的距离。

4.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述第二空气间隙(49)具有梯形横截面。

5.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述第二空气间隙(49)具有的间隙宽度是所述选择指状物(28)枢转位置的函数，由此所述间隙宽度将在所述磁极(46)和所述电枢(47)的表示所述空气间隙(49)平行边界的表面间测定。

6.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述选择指状物(28)与弹簧装置(38)相关联，以在所述电磁体(37)未被赋能时，抵抗着所述电磁体(37)的力偏压所述选择指状物，并将所述选择指状物推入到不工作的位置。

7.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述选择指状物(28)与止动装置(50)相关联，以在所述电磁体(37)被赋能时，将所述选择指状物保持在规定的工作位置。

8.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述选择指状物(28)与第二电磁体(37’、37”)相关联，以驱动所述选择指状物。

9.根据权利要求8所述的控制装置，其特征在于，所述第二电磁体(37’、37”)以与第一电磁体相同的驱动方向来驱动所述选择指状物(28)。

10.根据权利要求8所述的控制装置，其特征在于，所述第二电磁体(37’、37”)以与第一电磁体(37)不同的驱动方向来驱动所述选择指状物(28)。

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