CN101634059A - 具有单独锭子驱动器的环锭纺纱机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有多个纺纱工位的环锭纺纱机,包括机架、环锭细纱机(4)、锭子导轨(3)、锭子单元(2)和单独电动驱动器(12),所述锭子单元具有锭轴(11)、锭杆(18)、纱线保持装置(9)和设置在每个纺纱工位的锭子导轨(3)上的锭盘(10),所述单独电动驱动器配置到设置在每个纺纱工位的锭子导轨(3)上的锭子单元(2)。本发明的区别在于,单独电动驱动器(12)设置在紧挨着锭子单元(2)的纺纱工位处,优选设置在锭子导轨(3)处,从所述单独电动驱动器(12)到所述锭轴(11)的转矩传输通过传动带(16)来完成,所述传动带由围绕设置在所述单独电动驱动器(12)上的齿轮(15)和所述锭子单元(2)的锭盘(10)来引导。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有多个纺纱工位(station)的环锭纺纱机,包括机架、环锭细纱机、锭子导轨、锭子单元和单独电动驱动器,所述锭子单元具有锭轴、锭杆、纱线保持装置和设置在每个纺纱工位的锭子导轨上的锭盘,所述单独电动驱动器配置到设置在每个纺纱工位的锭子导轨上的锭子单元。此外,本发明涉及一种环锭纺纱机构架工具包(ring spinning construction kit),具有第一、第二和第三构架工具包组件(construction kit components)。
背景技术
迄今为止通常经由一个中心驱动电动机来驱动环锭纺纱机的锭子。转矩经由中心轴分布到单独的锭子,该中心轴也称为绷簧轴,其沿纺纱机的纵向延伸。转矩从中心绷簧轴通过传动带提取并输送至锭子。传动带在锭子上由传动锭盘引导。一种已知的传动概念(concept)是4-锭子带传动。在此,每个机器侧上的两个锭子,也就是总共四个锭子借助共同的传动带和传动滑轮来被绷簧轴驱动。因此传动带相对于机器纵向从机器的第一侧横向延伸到第二侧。具有偏转轮的张紧装置确保传动带总是保持确定的最小张力以获得最佳转矩传输。
因此,如果单独的锭子被停止,例如为了调整纱线断裂,在锭子上会提供锭子制动器,这点是众所周知的。该锭子制动器具有制动表面,其压抵锭子并因而使锭子停止。相反地,继续驱动其它三个锭子的传动带没有停止,而是在固定锭盘上方空转。这种情况下,面向锭盘的挡板表面的粗糙度不应太大,不然挡板会发生过度磨损。另一方面,挡板表面的较低粗糙度也意味着转矩的不良传输,因为较低的摩擦会导致空转。
环锭纺纱机的进一步发展中的主要目的是节省操作能量、减少磨损和改进环锭纺纱机的功效。随着能量成本的增加,能量消耗的节省同样变得日益重要。
上述中心锭子驱动器相对于其能效来说带有一些缺陷。因此,中心锭子驱动器设有待驱动的高速移动的调速轮,其中该驱动器具有沿纺纱机的纵向长度延伸的绷簧轴和用于传动带的传动滑轮。此外,经由传动滑轮和偏转轮来引导以驱动锭子的传动带的使用会导致摩擦损耗。而且,例如由于锭子制动器而预定的挡板表面的不利摩擦值造成了次最优转矩传输。进一步地,必须时刻注意以确保最佳的带张紧,不然会发生纺纱质量问题以及高能耗。
另外的缺点同样是纱线断裂的情况下锭子驱动器不能单独停止。相反地,简单的锭子制动器确保阻止锭子,且传动带在固定锭盘上空转。这种类型的锭子制动器导致不必要的磨损和能耗。
关于能效的另一方面是所谓的管纱封装。已知旋转管纱上的空气卷绕会产生高能耗。因而已提出在环锭细纱机的下方封装管纱。由此,管纱上的空气卷绕可减少,且可大大降低能耗。然而,在带有传统中心锭子驱动器的环锭纺纱机中,不能在没有重新设计环锭纺纱机的情况下来实施这种管纱封装,因为众所周知的,封装不能经过锭盘和传动带被传送(routed)。举例来说,DE-A-197 02 678提出通过一定量的中间片来延长在锭盘和锭杆之间的锭子,从而管纱封装可以在环锭细纱机下方连续,当钢领板在较低位置时,借助于锭盘这种封装不会在其下端部发生移位。然而,即使是在这种情况下,仍通过中心驱动器来驱动锭子。
因此,已尝试在环锭纺纱机上提供多个单独的锭子驱动器来替代一个中心驱动器,也就是说,每个锭子具有一个特定的电动驱动器。这些已知概念的共同点在于电动机被结合到锭子中,即以简化的方式来说:转子位于锭轴上,而定子位于锭子的壳体部内。原则上,这样一种驱动器概念在技术上是可实施的。然而实际上,这种驱动器概念已被证明是昂贵且复杂的。因而,举例来说,具有一体的电动驱动器的新颖锭子单元必须使用相应的费用来开发。这种锭子单元的制造相应是昂贵的,因为其包含了环锭纺纱领域内的特殊制造,这种制造仅在环锭纺纱领域内被采用且相应地产量较小。也就是说,不能以相对较低的价格来获得大量制造的组件。在这里,大量制造意味着超出纺纱机构架需求的数量,因为相应的组件也被应用到纺纱机构架之外的其它技术领域。
因而,举例来说,EP-A-1 927 689描述了一种单独的锭子驱动器,其具有结合到锭子内的电动机,转子被安装在锭轴上,而锭子被安装在环绕锭轴的锭子壳体上。从而驱动轴和锭轴被组合在一个组件内。
上述单独的锭子驱动器不仅昂贵,而且具有其它缺点。如果锭子单元或相关控制器的电动机故障是明确的,那么问题是:是否带故障的锭子单元能够以合理的费用修复,或者是否整个锭子单元必须立即更换,随之而来的是相应的成本结果。此外,还会预先出现的问题是根据功率来设计这样的驱动器。因而,取决于待生产的纱线,纺纱机配备有不同尺寸的锭子,该锭子生产对应的不同尺寸的纱线筒子。因此,不同尺寸的锭子必须配备具有不同性能的电动机,通常这反过来就必然增加了部件的多样性并因而增加了成本。
一种选择是找出用于各种锭子尺寸的电动机设计中的折衷。由此部件的多样性会保持为较低,但同时不可能根据功率需求来最优化驱动器概念。
发明内容
因此,本发明的目的是提出一种环锭纺纱机和一种环锭纺纱机构架工具包,由此消除上述两种驱动器概念的缺点,且保持高程度的柔性,同时减少了制造成本。
所述目的是这样实现的,其中在紧挨着锭子单元的纺纱工位处,优选在锭子导轨上设置单独的电动驱动器,借助于围绕齿轮引导的传动带将转矩从单独的电动驱动器传输至锭轴,所述传动带设置在单独的电动驱动器上,且环绕锭子单元的锭盘。单独的电动驱动器的驱动轴优选平行于锭轴的旋转轴放置。
这里须注意的是,环锭纺纱机的框架中所公开的技术情况也同等地应用于下面进一步描述的环锭纺纱机构架工具包概念,并且环锭纺纱机构架工具包概念的框架中描述的情况只要适当,也可应用于所需求的环锭纺纱机。
相对于机器纵向,在横向上观察时,单独的电动驱动器可通过相应的机架(mounting)紧挨着锭子单元设置,或者设置在锭子单元前方或后方。该单独的驱动器优选刚性固定至锭子导轨或固定在锭子导轨上。然而,单独的电动驱动器还可刚性固定至机架的另一组件上。相关联的锭子单元固定在锭子导轨上。单独的驱动器的齿轮同心地连接至其驱动轴,其中齿轮还可被指定为带传动元件。
本文中的锭盘将被理解为意指锭子单元的部件,传动带通过该锭盘引导,且转矩通过该锭盘从传动带传输至锭轴。锭子的锭盘设置在锭子导轨的上方,优选设置在下方。齿轮优选以这样的方式设置,使得传动带在齿轮和锭盘之间被水平引导。在这种情况下,传动带没有偏移地被引导,因为电动机轴和锭轴的轴线彼此平行地设置。锭盘的直径可为15mm。由于本发明的锭盘优选不再环绕中间轴承,其可相应地具有小于传统锭盘的较小直径。
齿轮优选为带轮或带滑轮,也称为滑轮,传动带围绕齿轮被引导。齿轮相对于驱动电动机的驱动轴同心且固定地旋转设置。传动带本身优选为平带。在这种情况下,带轮或带滑轮在其圆周区域内具有平坦的带引导表面。通过摩擦连接相应产生力的传输。然而,传动带也可为齿形带。从而,带轮具有齿,且同样通过形状配合连接来产生力的传输。
传动带优选具有高摩擦系数。因此,传动带在主轴上所引导的传动带侧和锭盘上所引导的传动带侧都具有0.5μ至0.9μ的摩擦系数,尤其是0.7μ。因而在锭盘上所引导的传动带侧具有基本上高于迄今为止所使用的传动带的摩擦系数。这是因为现有的锭子制动被省却了,在锭子制动的情况下传动带会在固定锭盘上空转且生成临界摩擦热。
传动带的宽度优选为3mm至20mm,更优选为3mm至8mm,且尤其是最大为5mm。因而本发明的传动带被设计为基本上窄于现有的传动带。这是因为力的传输取决于带宽以及所述带和传动元件之间的摩擦因数。于是,因为所述摩擦因数是较高的,带宽可相应减少,同时保持了相同的力的传输。
张紧装置可被设置来预拉伸传动带,并确保运行过程中传动带的恒定张紧,以及因此而来的恒定的转矩传输。这种张紧装置可例如为连接至返回元件如弹簧的引导轮。然而,基本上,传动带的永久再张紧是不必要的,因为传动带仅驱动单独一个锭子,并因而是相对短的设计。
此外,可设置在安装的同时可将传动带张紧的装置。因此,举例来说,为了将驱动电动机和/或锭子紧固到机架或锭子导轨上,可设置一引导件,如滑动引导件或深孔引导件。在驱动电动机或锭子单元被固定在其确定位置之前,即彼此处于最佳距离时,该引导件预张紧传动带,以允许齿轮或单独的驱动器和/或锭盘或锭子单元的水平位移。
单独电动驱动器优选为具有转子和锭子的电动机,尤其是三相电动机。该三相电动机可为异步电动机、异步/同步电动机或同步电动机,如无刷直流电动机(BLDC)。如果电动机为异步电动机,多个锭子电动机优选由共同的变频器来控制。从而,举例来说,环锭纺纱机的所有电动机可由共同的变频器来控制。然而,例如也可使机器侧或一部分机器侧的所有电动机的每一个都通过共同的变频器来控制。也就是说,也可在环锭纺纱机上设置多个变频器。由于使用递升的转矩,可有利地采用频率例如为200Hz的三相电动机。
单独驱动器的驱动轴的轴线和锭轴的轴线的彼此距离优选为4cm至7cm,尤其是5cm至6cm。因此挡板长度优选为8cm至20cm,尤其是10cm至15cm。
在本发明的一优选改进中,设有可单独开启和切断或停止锭子驱动器的装置。对应的开关概念将在下文描述。
锭子单元本身被直接地或间接地刚性固定于锭子导轨上。在本发明的改进中,环锭细纱机具有设置在其上的环锭细纱管,其从环锭细纱机的下侧向下延伸,并包围环锭细纱机下方的管纱和锭杆。在这种情况下,环锭细纱管围绕环锭细纱机的管纱引导口。锭子单元在纱线保持装置和锭盘之间包括一中间元件,其以这样的方式设计,使得在较低环锭细纱位置时,环锭细纱管可被推至中间元件的上方,在更换管纱之前安装纱线夹紧件或包脚纱期间的最低环锭细纱位置时,环锭细纱管的下端位于锭盘上方。
纱线保持装置为将来自于牵伸装置的纱线在管纱下方保持于锭子上以更换管纱的装置。纱线保持装置可以是具有包脚纱部分的包脚纱装置,或可以是具有夹紧钳和相关联的包脚纱冠(underwinding crown)的夹紧装置。该纱线保持装置分别设置在锭杆下方和锭盘上方。
中间元件优选将其纵向范围和直径以这样的方式设计,使得在较低环锭细纱位置时,环锭细纱管可被推至中间元件的上方,中间元件的长度以这样的方式选择,使得在更换管纱之前安装纱线夹紧件或包脚纱期间的最低环锭细纱位置时,环锭细纱管的下端位于锭盘上方。
中间元件的长度Z优选为锭杆长度L的至少0.5倍,优选为至少0.7至0.9倍。这种情况下的锭杆为容置管纱管的锭子单元的一部分。因而中间元件的长度可例如为250mm至350mm。中间元件有利地由锭轴的细长的中间部分组成。该中间元件或锭轴的直径可为5mm至10mm,尤其是6mm至7mm。锭轴优选由钢或铝制成。锭轴可具有弯曲弹性,其允许纺纱操作过程中自由的锭子端例如高达1mm的偏转。锭子端的偏转主要由纺纱过程中的进动力产生。也就是说,借助于中间元件的弯曲弹性,中间元件通过相应偏转出其竖直位置而能够消减进动力并执行进动运动,从而在锭子轴承上尽可能地不作用有进动力。因此,对于供给有非常低轴承力的可变管纱的情况,锭子的进动运动是可能的。
锭子单元包括上锭子轴承和下锭子轴承,优选为球轴承或滚动轴承。两个轴承彼此以一定距离设置。它们优选都位于中间元件或纱线保持装置的下方,且在锭盘或锭子导轨的上方。
上锭子轴承和下锭子轴承优选由共同的封闭轴承壳体所收容,因而该轴承壳体围绕具有两个锭子轴承的锭轴的一部分。
根据第一种实施方式,下轴承被设置为与锭子导轨齐平或设置在锭子导轨上锭子单元的紧固高度处。上锭子轴承优选设置在锭子导轨上方。
根据第二种实施方式,下轴承被设置在锭子导轨的上方或锭子导轨的紧固高度上方。上锭子轴承同样对应设置在锭子导轨的上方并位于下轴承的上方。
锭子单元优选通过轴承壳体安装在锭子导轨上。中间元件从轴承壳体对应延伸至纱线保持装置或锭杆。
根据另一种紧固概念,锭子单元包括容置套筒,通过该容置套筒,也就是通过该容置套筒的端部,锭子单元被紧固于锭子导轨上。轴承壳体和中间元件由该容置套筒围绕。锭子通过轴承壳体紧固于容置套筒上,尤其是其内部。为了紧固,在容置套筒和轴承壳体之间可设有弹性紧固装置,其允许包括锭轴、轴承、轴承壳体、锭杆和锭子锭盘的上述单元相对于容置套筒移动。这种类型的设计例如示出在DE-A-10 2005 040 902的图1b和1c中。
锭子单元优选以这样的方式设计并安装在锭子导轨上,使得锭盘位于锭子导轨的下方。为此,锭子导轨分别包括用于引导穿过锭子单元的下部的穿孔或凹槽。
根据本发明的环锭纺纱机构架工具包概念包括一种环锭纺纱机构架工具包,其包括第一构架工具包组件和第二、第三构架工具包组件。
第一构架工具包组件是一种环锭纺纱机基体,其包含有多个纺纱工位,且具有机架、环锭细纱机和用于容置锭子单元的锭子导轨,多个相同且单独的电动驱动器设置在锭子导轨上,每个纺纱工位为待安装在纺纱工位的锭子单元配有分离的单独电动驱动器。
第二构架工具包组件包括不同尺寸的锭子单元,不同尺寸的锭子单元包括有不同长度和/或不同直径的锭杆。
第三构架工具包组件包括用于安装在单独电动驱动器的驱动轴上的齿轮,用以将来自单独电动驱动器的转矩传输至锭子单元的锭轴,该第三构架工具包组件包括不同直径的齿轮,用以提供不同的递升比率(step-up ratio),从而,取决于选择安装在第一构架工具包组件上的第二构架工具包组件的尺寸,可根据递升的比率配置具有特定直径齿轮的第三构架工具包组件,以获得在特定转速范围内具有最高可能功效的从单独电动驱动器到锭轴的最佳转矩传输。
从单独驱动器的驱动轴到锭轴的转速递升可经由单独驱动器上的一个或多个齿轮来产生。因此,第三构架工具包组件也可包括多个齿轮,其直径彼此配合,从而相对于锭轴保持特定的递升比率。
根据一种可选的方案,为了适应递升比率,还可使用不同直径的锭盘来替代齿轮或额外地增加锭盘。因此,环锭纺纱机构架工具包包括如上所述的第一构架工具包组件。第二构架工具包组件同样如上所述地包括不同尺寸的锭子单元。与上述方案不同的,第三构架工具包组件包括安装在锭子单元的锭轴上的锭盘,用以将转矩从单独电动驱动器传输到锭轴,该第三构架工具包组件包括具有不同直径的锭盘,用以提供不同的递升比率,从而,取决于选择安装在第一构架工具包组件上的第二构架工具包组件的尺寸,可为第二构架工具包组件配置具有特定直径锭盘的第三构架工具包组件,所述第三构架工具包组件根据递升的比率允许从单独电动驱动器到锭轴在特定转速范围内的最佳转矩传输。
这种情况下的构架工具包概念基于如下发现:
众所周知的,在粗纱生产过程中,形成的管纱大于生成细纱时形成的管纱。也就是说,管纱具有较大的直径和/或较长。锭子单元相应具有较大的尺寸。由于移动较大的质量,电动机必须相应地施加较高的转矩以驱动锭子。然而,另一方面,相比于细纱的生产,锭子以相对低的转速来运行。
在细纱生产过程中,情况正好相反。所生成的管纱较小。也就是说,管纱具有较小的直径和/或较短。锭子单元相应具有较小的尺寸。由于移动较低的质量,较低的驱动转矩足以驱动锭子。然而,另一方面,相比于粗纱的生产,锭子以相对高的转速来运行。
众所周知的,因为电动机的功率是由转矩和转速的乘积来获得,因此,比率级别的改变使得相同功率等级的驱动电动机可同时用于粗纱和细纱的生产。使用不同尺寸的齿轮和/或锭盘实现了递升比率上的变化。因此对于粗纱的生产来说,使用了较小的齿轮,借助于该齿轮可传输较高转矩而不会获得非常高的转速。相反,对于细纱的生产来说,使用了较大的齿轮,借助于该齿轮可传输较低的转矩,但可获得较高的转速。
因而,取决于所选择的锭子单元的尺寸以及最终的功率需求,锭子单元可设置具有至少一个特定尺寸的齿轮或锭盘的第三构架工具包组件,其可根据递升比率允许从驱动电动机到锭轴的最佳转矩和转速的传输。
然而,出于各种原因,不同的棉纱支数的生产需要不同的电动机功率。因此,举例来说,棉纱支数Ne40的生产需要最高的功率。因而锭子驱动器优选设计用于这种最高预期功率。
在本发明的一种改进中,环锭纺纱机构架工具包包括第四构架工具包组件,其包含特定尺寸的传动带,该传动带的尺寸与齿轮或锭盘的各个尺寸配合,并相应地与单独驱动器的驱动轴和锭轴之间的递升比率相配合。
这种具有相配的第一、第二、第三和第四构架工具包组件的环锭纺纱机构架工具包提供了一种在引言中所描述类型的纺纱机。
根据本发明的第一变例,独立于纺纱工位处所选择的锭子单元和所选择的递升比率,一个环锭纺纱机基体的单独驱动器分别具有相同功能和/或相同功率等级,甚至优选具有相同的制造类型。根据这种形式,在一个环锭纺纱机上生产不同的纱线。因此,在环锭纺纱机基体上使用了不同尺寸的锭子单元。然而,独立于所使用的锭子单元,根据这种形式的环锭纺纱机配备有统一的、相同结构的单独驱动器。因而环锭纺纱机只配备有一种驱动器类型,这在驱动电动机的采购成本上具有相应的积极作用。
对应于环锭纺纱机纺纱工位处的不同尺寸的锭子单元,具有不同尺寸的齿轮和/或锭盘的第三构架工具包组件被提供给每个纺纱工位用以不同的递升比率。
根据本发明的另一个变例,独立于环锭纺纱机基体的纺纱工位处所选择的锭子单元和所选择的递升比率,多个环锭纺纱机基体的单独驱动器分别具有相同功能和/或相同功率等级,甚至优选具有相同的制造类型。根据这种形式,在分离的环锭纺纱机上生产不同的纱线,但在同一个环锭纺纱机的所有纺纱工位处生产相同的纱线。因此,在这些环锭纺纱机基体上使用了不同的锭子单元。然而,独立于所使用的锭子单元,根据这种形式的所有这些环锭纺纱机配备有统一的、相同结构的单独驱动器。因而环锭纺纱机只配备有一种驱动器类型,这在驱动电动机的采购成本上具有相应的积极作用。
对应于分离的环锭纺纱机的不同尺寸的锭子单元,具有不同尺寸的齿轮和/或锭盘的第三构架工具包组件被提供给每个环锭纺纱机不同的递升比率,环锭纺纱机基体的纺纱工位分别包括相同尺寸的锭子单元,以及相应的相同第三构架工具包组件,该第三构架工具包组件具有相同尺寸的齿轮和/或锭盘用以相同的递升比率。
对于已描述的环锭纺纱机,可在环锭纺纱机基体的环锭细纱机上设置环锭细纱管,其在环锭细纱机的下方向下延伸,并在纺纱操作过程中包围环锭细纱机下方的管纱。
本发明的另一方面涉及一种开关概念,其用于开关单独锭子驱动器的三相异步电动机。众所周知,单独锭子驱动器的使用具有极大的优势,即锭子驱动器可例如在断纱或其它故障发生时被单独切断,由此不会损害其它纺纱工位。这通过中断各个纺纱工位的电路来实现。然而,如果仅仅中断电路,新的转矩不再生成,锭子电动机会持续运转一段时间,这取决于锭子电动机中的轴承和摩擦状态。因而,尽管中断了电流供给,锭子仍将继续旋转一段时间。可是,这种超限运转可能是不合需要的,尤其对于断纱后的立即接头来说更是如此。
因此,本发明另一方面的目的是提出一种控制器概念以切断锭子电动机,由此锭子电动机在被切断后以基本上缩短的超限运转达到停止。
为了实现这个目的,借助于三个相位的合适配线,在定子中提供了一种直流供给,其制动转子并使其停止。
根据本发明的环锭纺纱机的一种优选形式,单独电动驱动器包括异步电动机,其电动机端子U、V、W由三相电网的三个相位R、S、T供给。而且,为了在电动机被切断后制动驱动轴,设有在定子中生成直流供给的装置。此外,设有具有三个开关位置的开关装置,其用于开启、切断和制动异步电动机,该开关装置包括具有如下效果的开关方式:
-在开启位置,从三个相位R、S、T到电动机端子U、V、W形成电连接;
-在切断位置,两个相位R和S到电动机端子U和V的电连接被中断,如果合适,在相位T和电动机端子W之间形成电连接;
-在制动位置,优选通过触点使两个相位R和S到电动机端子U和V的电连接中断,在相位T和电动机端子W之间形成电连接,电动机端子U和W经由在两个相位R和T以及二极管上提取电压的变压器来形成直流电路,通过该直流电路可在定子中生成直流供给。
如果锭子是手动制动的,开关装置具有用于开启和切断的两个开关位置,以及用于制动异步电动机的触点位置,异步电动机通过触点来开关。这里的开关状态“制动”是单稳态的,即“制动”位置时的触点是不稳定的。
应意识到的是,相位的另一种组合也可导致相同的结果。因此其它可能的相位组合应被理解为包括在上述描述中。
开关装置可包括具有对应于上述开关状态的三个位置的手动开关。对该手动开关而言,可选地或额外地,开关装置的开关状态的设定还可经由控制器来产生,例如机械控制器。因此,举例来说,可设有断纱监控装置,当检测到断纱时,该监控装置经由相应的控制器启动开关状态“关闭”或“制动”。关于电动机制动的更多细节将结合随后的示例性实施方式作更详细的描述。
本发明的优点在于,由于锭子的单独驱动器,相比于传统的环锭纺纱机较少会发生传输损耗。因为锭子驱动器可单独切断,因而传动带不再在固定锭盘上空转,相比于传统的锭子制动,具有较高摩擦系数的传动带可用来获得相应更好的转矩传输。
进一步,相比于传统的锭子驱动器,可单独且非常简单地适用锭子驱动器的递升比率,而不包含任何大量的劳力。由于递升比率的选择性,可独立于所采用的锭子单元来分别使用结构相同的锭子电动机。因为锭子驱动器被设计为独立于锭子单元的分离的电动机,可使用常规可得的电驱动电动机,例如商业可得的和大批量成本效益生产的电动机。因此,小批量的特殊电动机的发展和生产是不必要的,这些电动机正如所描述的那样例如具有传统的完全一体的单独锭子驱动器,从而,这就在成本上具有积极效果。
此外,使用带有中间元件的锭子单元可采用管纱封装。而且,根据进一步的功能,中间元件允许锭子上部受限的横向偏转以补偿进动力。
附图说明
随后,下文将参照附图更详细地描述本发明,其中:
图1a示出了锭子单元的横截面,其中带有相连的位于环锭纺纱机上的单独驱动器;
图1b示出了图1a的细节“A”;
图2a示出了用于锭子电动机的电子电动机制动器的电路图;
图2b示出了根据图2a的电路图,增设有断纱检测器和通过断纱信号控制的开关装置。
具体实施方式
根据图1a和1b的锭子单元2包括锭杆18、锭轴11、容置于封闭的锭子轴承壳体21内的上锭子轴承22和下锭子轴承23,以及在锭子轴承壳体21的下方,以旋转方式固定连接到锭轴11的锭盘10。此外,在锭盘或上锭子轴承22与纱线夹紧装置8、9之间,锭子单元2具有一中间元件,其为锭轴11的一部分11a。在锭杆18上放置有纱线管19,其上堆积有纱体20。锭子单元2通过锭子轴承壳体21刚性紧固在锭子导轨3上,锭盘10位于锭子导轨3的下方。为此,锭子单元2借助于锭子轴承壳体21被引导穿过锭子导轨3上的穿孔。从牵伸装置(未示出)输送的纱线17以已知的方式经由设置在环锭细纱机4上且由环6和转子5组成的装置(system)卷绕,以形成管纱。
从环锭细纱机4的下方向下延伸的环锭细纱机管7被固定至环锭细纱机4。也就是说,环锭细纱机管7被固定至环锭细纱机的下方。当环锭细纱机4被引导进入下方位置以例如用于安装包脚纱时,环锭细纱机管7被推至中间元件11a的上方。
锭子电动机12被刚性固定至锭子导轨3的竖直后壁13上。当然,锭子电动机也可以类似于锭子单元的方式被配置到锭子导轨的水平平面上或固定到机架的另一组件上。
锭子电动机12包括旋转地固定连接至带滑轮15的电动机轴14,带滑轮也被称为滑轮。带滑轮15和锭盘10环绕有传动带16,从而彼此可操作地连接。电动机轴14的传动转矩经由带滑轮15、传动带16和锭盘10传输到锭轴11。
应当意识到的是,所描述的配置也可应用于不包含中间元件11a的锭子单元。
图2a示出了一种开关概念40,其用于切断和停止为三相异步电动机的锭子电动机。锭子电动机44的电动机端子U、V、W在操作过程中,即处于开关状态“开启”(1)时由三相电网的三个相位R、S、T供给。开关装置43提供了具有三种开关状态的手动开关:上述开关状态“开启”(1)、开关状态“关闭”(0)以及单稳态开关状态“制动”(B)。在开关状态“关闭”时,电动机端子U和V与关联相位分离。因此,没有电流流过,且锭子电动机44中不再产生驱动转矩。然而,转子和随同转子的电动机轴继续以所谓的超限运转旋转,直至产生的摩擦力使电动机停止。
为了消减或消除超限运转,众所周知的,对锭子电动机采用了电子制动。为此,提供了一变压器41,其从相位R和相位T提取交流电压并将其减少至较低的交流电压。经过变压器转换后的交流电压被施加到通过单稳态开关状态“制动”连接至电动机端子U的线45。通过线45,交流电流流经二极管42,并被转换为流经锭子电动机44的定子的直流电流,且用作制动电流。
于是停止状态更快地实现,其中电动机端子U通过单稳态开关状态“制动”经由线45连接至变压器41。由此直流电压电路47闭合,其中直流电流经由二极管42和电动机端子U流至电动机端子W,并经由相位T从电动机端子W流回至变压器47。在这种情况下流经定子的直流电流促成锭子电动机的制动。
变压器可以例如为所谓的自耦变压器。此外,可以为多个纺纱工位设置共同的变压器,以为特定锭子生成制动电流。这种情况下,该变压器被设计用于所期望的最大数量的同步锭子制动。
图2b同样示出了一种根据图2a的开关概念,其用于切断和停止为三相异步电动机的锭子电动机。图2b的实施方式与图2a的实施方式的区别在于额外设置了具有第二开关单元62的断纱检测器60,当断纱发生时,该检测器生成信号,并经由集成的控制器将信号转换为开关指令。
由此,图2b仅示出了增设有断纱检测器60和另一个控制连接到检测器的第二开关单元的开关装置143。图2b中没有图释的其它特征可从图2a和后附描述中得知。
开关装置143包括可手动操作的第一开关单元61,其具有三种开关状态:为双稳态开关位置的上述开关状态“开启”(1)和开关状态“关闭” (0),以及单稳态开关状态“制动”(B)。
因而开关装置143包括可通过控制器操作的第二开关单元62,其同样具有三种开关状态:开关状态“开启”(1)、开关状态“关闭”(0)以及开关状态“制动”(B)。这里的开关状态不是通过手动生成,而是经由控制信号生成。当断纱或其它故障发生时,断纱检测器60将信号送至集成的控制器(这里没有更详细地示出)。控制器将断纱信号生成控制信号,使第二开关单元62从开关状态“开启”(1)转换为开关状态“关闭”(0),或经由开关状态“制动”(B)从开关状态“开启”(1)转换为开关状态“关闭”)(0)。因此锭子驱动器即可以手动方式经由第一开关单元61来切断,亦可以受控的方式经由第二开关单元62来基于断纱或故障信号切断。
相关的配线可从图2b中得知。因为在第二开关单元62中没有设置触点开关,所以设置了三个开关点。第一开关点位于相位S处,用于中断/形成与相位S的电连接。第二开关点位于相位R处,用于中断/形成与相位R的电连接。第三开关点位于线45上,用于中断/形成与变压器的电连接,该变压器用于启动开关状态“制动”(B)。
当第一和第二开关位置(相位R和S)的相位R和S连接,而第三开关点处的连接中断时,第二开关单元62中呈现开关状态“开启”。当第一和第二开关位置(相位R和S)中的电连接中断时,呈现开关状态“关闭”。此外,当第三开关点处形成电连接时,呈现开关状态“制动”。
Claims (15)
1、具有多个纺纱工位的环锭纺纱机,包括机架、环锭细纱机(4)、锭子导轨(3)、锭子单元(2)和单独电动驱动器(12),所述锭子单元(2)分别设置在每个纺纱工位的锭子导轨(3)上,并具有锭轴(11)、锭杆(18)、纱线保持装置(9)和锭盘(10),所述单独电动驱动器(12)配置到分别设置在每个纺纱工位的锭子导轨(3)上的所述锭子单元(2),
其特征在于,
所述单独电动驱动器(12)设置在紧挨着所述锭子单元(2)的纺纱工位处,优选设置在所述锭子导轨(3)处,从所述单独电动驱动器(12)到所述锭轴(11)的转矩传输通过传动带(16)来完成,所述传动带围绕设置在所述单独电动驱动器(12)上的齿轮(15)和所述锭子单元(2)的锭盘(10)来引导。
2、根据权利要求1所述的环锭纺纱机,其特征在于,所述齿轮为带轮(15),所述传动带为平带(16)。
3、根据权利要求1或2所述的环锭纺纱机,其特征在于,所述环锭细纱机具有设置在其上的环锭细纱管(7),该环锭细纱管从所述环锭细纱机(4)的下侧向下延伸,并包围环锭细纱机(4)下方的所述锭杆(18),所述锭子单元(2)在所述纱线保持装置(9)和所述锭盘(10)之间包括中间元件(11a),该中间元件(11a)以这样的方式设计,使得在较低环锭细纱位置时,所述环锭细纱管(7)可被推至所述中间元件(11a)的上方,在更换管纱之前安装纱线夹紧件期间的最低环锭细纱位置时,所述环锭细纱管(7)的下端位于所述锭盘(10)的上方。
4、根据权利要求3所述的环锭纺纱机,其特征在于,所述中间元件(11a)的长度(Z)为所述锭杆(18)的长度(L)的至少0.5倍,优选是至少0.7至0.9倍,且所述中间元件(11a)由所述锭轴(11)的中间部分组成。
5、根据权利要求1-4任一项所述的环锭纺纱机,其特征在于,所述单独电动驱动器包括异步电动机(44),其电动机端子U、V、W由三相电网的三个相位R、S、T供给,并且,为了在电动机被切断后制动驱动轴,设有在定子中生成直流供给的装置,以及具有三个开关位置的开关装置(43),所述开关装置(43)用于开启(1)、切断(0)和制动(B)异步电动机,该开关装置(43)包括具有如下效果的开关方式:
-在开启位置,从三个相位R、S、T到电动机端子U、V、W形成电连接;
-在切断位置,两个相位R和S到电动机端子U和V的电连接被中断;
-在制动位置,两个相位R和S到电动机端子U和V的电连接被中断,在相位T和电动机端子W之间形成电连接,电动机端子U和W经由在两个相位R和T以及二极管(42)上提取电压的变压器(41)来形成直流电路,通过该直流电路可在定子中生成直流供给。
6、环锭纺纱机构架工具包,包括第一构架工具包组件以及第二和第三构架工具包组件,所述第一构架工具包组件是一种环锭纺纱机基体,其包含有多个纺纱工位,且具有机架、环锭细纱机(4)和用于容置锭子单元(2)的锭子导轨(3),多个相同且单独的电动驱动器(12)设置在所述锭子导轨(3)上,每个纺纱工位配有一个分离的单独电动驱动器(12)用于待安装在纺纱工位的锭子单元(2),所述第二构架工具包组件包括不同尺寸的锭子单元(2),不同尺寸的锭子单元(2)包括有不同长度和/或不同直径的锭杆(18),所述第三构架工具包组件包括用于安装到单独电动驱动器(12)的驱动轴(14)上的齿轮(15),用以将转矩从单独电动驱动器(12)传输至锭子单元(2)的锭轴(11),所述第三构架工具包组件包括不同直径的齿轮(15),用以提供不同的递升比率,从而,依靠选择安装在所述第一构架工具包组件上的所述第二构架工具包组件的尺寸,可配置具有特定直径的齿轮(15)的第三构架工具包组件,所述第三构架工具包组件根据递升比率允许在特定转速范围内从单独电动驱动器(12)到锭轴(11)的最佳转矩传输。
7、环锭纺纱机构架工具包,包括第一构架工具包组件以及第二和第三构架工具包组件,所述第一构架工具包组件是一种环锭纺纱机基体,其包含有多个纺纱工位,且具有机架、环锭细纱机(4)和用于容置锭子单元(2)的锭子导轨(3),多个相同且单独的电动驱动器(12)设置在所述锭子导轨(3)上,每个纺纱工位配有一个分离的单独电动驱动器(12)用于待安装在纺纱工位的锭子单元(2),所述第二构架工具包组件包括不同尺寸的锭子单元(2),不同尺寸的锭子单元(2)包括有不同长度和/或不同直径的锭杆(18),所述第三构架工具包组件包括用于安装到锭子单元(2)的锭轴(11)上的锭盘(10),用以将转矩从单独电动驱动器(12)传输到锭轴(11),所述第三构架工具包组件包括具有不同直径的锭盘(10),用以提供不同的递升比率,从而,依靠选择安装在所述第一构架工具包组件上的所述第二构架工具包组件的尺寸,可为所述第二构架工具包组件配置具有特定直径的锭盘(10)的第三构架工具包组件,所述第三构架工具包组件根据递升比率允许在特定转速范围内从单独电动驱动器(12)到锭轴(11)的最佳转矩传输。
8、根据权利要求6或7所述的环锭纺纱机构架工具包,其特征在于,所述环锭纺纱机构架工具包包括第四构架工具包,其分别具有不同尺寸的传动带(16),所述传动带的尺寸与所述齿轮(15)或所述锭盘(10)的各个尺寸配合,并相应地与所述单独驱动器(12)的驱动轴(14)和所述锭轴(11)之间的递升比率相配合。
9、根据权利要求6-8任一项所述的环锭纺纱机构架工具包,其特征在于,独立于纺纱工位处的所述第二构架工具包组件和所选择的递升比率,一个环锭纺纱机基体的那些单独驱动器(12)分别具有相同功能类型和相同功率等级,优选具有相同制造类型。
10、根据权利要求6-9任一项所述的环锭纺纱机构架工具包,其特征在于,独立于环锭纺纱机基体的纺纱工位处所选择的第二构架工具包组件和所选择的递升比率,所有环锭纺纱机基体的那些单独驱动器(12)分别具有相同功能类型和相同功率等级,优选具有相同制造类型。
11、根据权利要求6-10任一项所述的环锭纺纱机构架工具包,其特征在于,具有不同尺寸的锭子单元(2)的第二构架工具包组件和具有不同尺寸的齿轮(15)或锭盘(10)的第三构架工具包组件被设置在环锭纺纱机基体的纺纱工位上用以不同的递升比率。
12、根据权利要求6-12任一项所述的环锭纺纱机构架工具包,其特征在于,具有不同尺寸的锭子单元(2)的第二构架工具包组件和具有用以不同递升比率的齿轮(15)或锭盘(10)的第三构架工具包组件被提供给多个环锭纺纱机基体,环锭纺纱机基体的纺纱工位分别包括相同尺寸的锭子单元(2),以及相应的相同的第三构架工具包组件用以相同的递升比率。
13、根据权利要求6-12任一项所述的环锭纺纱机构架工具包,其特征在于,所述环锭纺纱机基体的环锭细纱机(4)具有设置在其上的环锭细纱管(7),其在环锭细纱机(4)的下方向下延伸,并在纺纱操作过程中包围环锭细纱机(4)下方的锭杆(18),所述锭子单元(2)包括纱线保持装置(9),尤其是纱线夹紧件或包脚纱装置,锭子单元(2)在纱线保持装置(9)和锭盘(10)之间包括一中间元件(11a),所述中间元件(11a)以这样的方式设计,使得在较低环锭细纱位置时,环锭细纱管(7)可被推至中间元件(11a)的上方,在最低环锭细纱位置时,环锭细纱管(7)的下端位于锭盘(10)的上方。
14、根据权利要求13所述的环锭纺纱机构架工具包,其特征在于,所述中间元件(11a)的长度(Z)为所述锭杆(18)的长度(L)的至少0.5倍,优选是至少0.7至0.9倍,且所述中间元件(11a)由所述锭轴(11)的中间部分组成。
15、用于根据权利要求1-5任一项所述的纺纱机生产的根据权利要求6-14任一项所述的环锭纺纱机构架工具包。
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