CN101956256B - 自由端转子纺纱机的工位和用于操作该工位的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工位(2)和用于操作自由端转子纺纱机(1)的工位的方法，工位具有用于纺纱线(7)的纺纱转子(10)、用于驱动纺纱转子的电马达(24)以及用于提供电源电压的电源单元(22)，在电源电压故障的情况下电马达(24)可作为发电机操作，工位(2)具有绕线辊(11)的至少一个电驱动器(11a)以驱动纱线筒子(8)，并具有纱线抽出装置(16)的电控装置(16a)。根据本发明，电路布置(60)构造成在电源单元(22)的电源电压故障时将作为发电机操作以驱动纺纱转子(10)的电马达(24)的电能至少供给到绕线辊(11)的电驱动器(11a)和纱线抽出装置(16)的电控装置(16a)，并且使工位(2)的其他非必需的电负载(21)与电源断开。

Description

自由端转子纺纱机的工位和用于操作该工位的方法

技术领域

本发明涉及一种自由端转子纺纱机的工位，该工位具有用于纺纱线的纺纱转子、用于驱动该纺纱转子的电马达以及用于提供电源电压的电源单元，在所述电源电压故障的情况下所述马达可作为发电机操作，以便将电能供给到其控制装置和其轴承装置，所述工位具有绕线辊的至少一个电驱动器以驱动在其上卷绕纺成的纱线的纱线筒子、以及用于从所述纺纱转子抽出纱线的纱线抽出装置的电控装置。此外，本发明涉及一种用于操作该工位的方法。

背景技术

现有技术中早已知自由端转子纺纱机。这里将纤维条供给至自由端转子纺纱机的工位。纤维条首先开松成单纤维并且由气流输送到具有向内倾斜壁的迅速旋转的滚筒——纺纱转子，该纺纱转子的速度达到150,000rpm。由于加速度，纤维滑入位于纺纱转子的滑动壁的底部的凹槽。纤维在那里被收集直到达到纱线厚度，并且纤维通过枢轴中的喷嘴被轴向抽出，因此被旋转而形成纱线。然后将抽出的纱线卷绕到交叉卷绕筒子上。

DE102005035055A1公开了一种用于驱动自由端转子纺纱机的工位的纺纱转子的电马达。该电马达被磁性安装，因此非接触地安装，以便在出现高速时排除高摩擦损失。如果发生电源电压故障，则电马达被自动转换到发电机运行。结果，保证维持马达电路的控制机构，特别是磁性轴承装置。因而防止在电源电压故障时由于磁性轴承装置的突然故障而对转子的损害。纺纱转子的存储动能是有限的，因此，在发电机运行期间，转子的速度不断下降，这导致发电机运行中由电马达产生的功率下降。这导致当超过电马达的产生功率的极限值时不再保证磁性轴承功能和控制机构的操作。因此当降到极限值之下时，马达在应急运行轴承中被放下（set down）并且通过使马达绕组短路而完全减速。

如上所述，存储在纺纱转子中的动能是有限的。因此，假如电源电压故障，则仅向转子马达的控制机构和其磁性轴承装置提供电能。对自由端纺纱机的工位的其他电负载没有供电。假如电源电压故障，此时最重要的也是防止对转子纺纱机的损害。在这种类型的电压供给故障之后，不考虑再次启动。

假如通过电源电压的故障使工位突然地停止，则由步进马达驱动的抽出单元立即停止。结果，纺成的纱线留在工位中。在电源电压恢复之后，该剩余纱线可能在启动期间导致问题。假如纱线留在电子纱线传感器或纱线清除器的测量槽中，则有很大问题，因为在初始化电子设备时，假定测量槽是空的。然后初始化中的误差相应地导致后面测量中的误差。然而，围绕工位的机件卷绕的剩余纱线也会在启动期间导致问题。因而剩余纱线必须手工去除。由于这种类型的自由端转子纺纱机具有大量工位，并且这些工位通常都同时受电源电压故障影响，通过操作人员去除这种类型的剩余纱线意味着大量费用。

发明内容

因此本发明的目的在于改进普通工位的自动启动的可能性而没有额外支出。

为达到目的，电路布置构造成当电源单元的电源电压故障时将作为发电机操作以驱动纺纱转子的电马达的电能至少供给到绕线辊的电驱动器和纱线抽出装置的电控装置，并且使所述工位的其他不需要的电负载与电源（electric energy supply）断开。

本发明的第一方面提供一种自由端转子纺纱机的工位，该工位具有用于纺纱线的纺纱转子、用于驱动所述纺纱转子的电马达以及用于提供电源电压的电源单元，所述用于驱动所述纺纱转子的电马达可在所述电源电压故障的情况下作为发电机操作，以便将电能供给到其控制装置和其轴承装置，所述工位具有绕线辊的至少一个电驱动器以驱动纱线筒子，其中纺成的纱线卷绕在该纱线筒子上，所述工位还具有用于从所述纺纱转子抽出纱线的纱线抽出装置的电控装置，所述工位的特征在于，电路布置构造成在所述电源单元的电源电压故障时将作为发电机操作的所述用于驱动所述纺纱转子的电马达的电能至少供给到所述绕线辊的所述电驱动器和所述纱线抽出装置的所述电控装置，并且使所述工位的其他非必需的电负载与电源断开。

本发明的第二方面提供一种用于操作自由端转子纺纱机的工位的方法，该工位具有用于纺纱线的纺纱转子、用于驱动所述纺纱转子的电马达以及提供电源电压的电源单元，所述用于驱动所述纺纱转子的电马达在所述电源电压故障的情况下作为发电机操作，以便将电能供给到其控制装置和其轴承装置，其中电驱动器使绕线辊旋转以驱动纱线筒子，纺成的纱线卷绕在该纱线筒子上，并且纱线抽出装置通过电控装置启动以从所述纺纱转子抽出所述纱线，所述方法的特征在于，在所述电源单元的电源电压故障的情况下，将作为发电机操作的所述用于驱动所述纺纱转子的电马达的电能至少供给到所述绕线辊的所述电驱动器和所述纱线抽出装置的所述电控装置，并且使所述工位的其他非必需的电负载与电源断开。

由于根据发明的解决方案，在一方面，考虑有限的可用能量的情况，并且另一方面，仅当仍给相关的驱动器或者控制装置供应电压时，才可以从所述工位去除纱线。在电源故障时纤维条供给立即停止。如现有技术已知的，所述纺纱转子停止。因此不再纺纱线。仅从所述工位去除剩余的纱线。

根据依照本发明的所述工位的优选实施方式，所述控制装置构造成在电源电压故障时维持所述纱线抽出装置的运转和所述绕线辊的旋转，直到所述纱线卷绕到纱线筒子之上。根据该实施方式变型，所述纱线抽出和所述绕线辊的运行是连续的，类似于通过常规电压的正常运行。特别是，因为当前设计的转子纺纱机中的纱线抽出通常由步进马达驱动，其中该步进马达在电源电压故障时立即阻断，所以所述纱线抽出装置的进一步运行是重要的。另一方面，所述绕线辊或所述纱线筒子以类似于（即使在较小程度上类似于）所述纺纱转子的方式存储动能，因此纺纱转子首先继续旋转。为此，在没有根据本发明的解决方案的情况下，断线将立即出现并且剩余纱线将留在所述工位中。根据本发明的解决方案的能量需求较低。

所述绕线辊可以从其自己的动能至少部分地满足其能量需求。所述纱线抽出或所述驱动步进马达在任何情况下都仅为低驱动转矩而设计。

根据依照本发明的所述工位的另一个优选实施方式，所述纱线抽出装置包括纱线夹紧机构，控制装置构造成在电源电压故障时打开所述纱线夹紧机构，并且维持所述绕线辊的旋转，直到所述纱线已经卷绕到所述纱线筒子上。由于根据本发明的解决方案的该变型，因为所述纱线抽出装置的驱动不必进一步运行，而是仅需要打开所述纱线夹的短能量脉冲，然后所述纱线仅仅通过所述绕线辊的旋转被卷绕，所以能量需求可以进一步降低。

有利地，所述工位具有纱线位移装置，并且所述电路布置另外构造成在所述电源单元的电源电压故障时将作为发电机操作以驱动所述纺纱转子的所述电马达的电能供给到纱线导向装置，以便将所述纱线位移装置定位在中央位置。所述纱线因而也存放在所述纱线筒子的中央，并且因此在电源电压恢复后更容易被找到而进行再接头。

所述控制装置有利地构造成在所述电源单元的电源电压故障时控制通过所述电马达提供的用以驱动所述纺纱转子的电压。为此目的优选地可利用传感器，该传感器测量电源电压。因而电源电压故障被测出，并且所述控制装置可以控制所述电马达，使得提供的电压仅仅足以供给所述绕线辊驱动和所述纱线抽出。如此，最优地使用所述转子的动能。所述传感器在这种情况下定位成使得可以测量电源电压和通过所述马达提供的电压。

为达到目的，还提出一种用于操作自由端转子纺纱机的工位的方法，该工位具有用于纺纱线的纺纱转子、用于驱动该纺纱转子的电马达以及用于提供电源电压的电源单元，所述电马达在电源电压故障时作为发动机运行，其中电驱动器使绕线辊旋转以驱动纱线筒子，纺成的纱线卷绕在该纱线筒子上，并且纱线抽出装置通过电控装置启动以从所述纺纱转子抽出纱线，在所述电源单元的电源电压故障的情况下，作为发电机操作以驱动所述纺纱转子的所述电马达的电能被至少供给到所述绕线辊的所述电驱动器和所述纱线抽出装置的所述电控装置，并且使所述工位的其他非必需的电负载与所述电源断开。

根据依照本发明的所述方法的优选实施方式，在电源电压故障的情况下，维持所述纱线抽出装置的运转和所述绕线辊的旋转，直到纱线已经卷绕到所述纱线筒子上。

根据依照本发明的所述方法的另一个优选实施方式，在电源电压故障的情况下所述纱线抽出装置释放纱线，为此目的而打开纱线夹紧机构，并且维持所述绕线辊的旋转直到纱线已经卷绕到所述纱线筒子上。

在所述电源单元的电源电压故障的情况下，将作为发电机操作以驱动所述纺纱转子的所述电马达的电能有利地供给到纱线位移装置，以便将所述纱线位移装置转移到中央位置。

有利地，在所述电源单元的电源电压故障的情况下，控制通过所述电马达提供的用以驱动所述纺纱转子的电压。

附图说明

下面将在附图所示的实施方式的帮助下更详细地描述本发明，附图中：

图1示意性地示出自由端转子纺纱机的根据本发明的工位的侧视图；

图2示出具有电马达的根据本发明的工位的电路布置，该马达可以作为发电机操作以驱动纺纱转子。

具体实施方式

图1示出本身已知的、自由端转子纺纱机1的工位。这种类型的自由端转子纺纱机具有彼此紧邻布置成一排的大量相同的工位2，工位2在所有情况下均配备纺纱机构3和绕线装置4。在纺纱机构3中，送进纺纱罐5的纤维条6借助于纺纱转子10纺纱而形成线束（strand）7，该线束7缠绕在绕线装置4上以形成纱线筒子8。

开松辊15提供纤维条6，该纤维条6被供给到纺纱机构3。纺纱机构3在这种情况下具有纺纱转子10，该纺纱转子10被转子驱动器20驱动。

纱线抽出装置16从纺纱转子10或纺纱机构3抽出完全纺成的纱线7。纱线抽出装置16具有两个辊子17、18。辊子17被步进马达驱动。张紧辊18通过调整装置被压靠在辊子17上，因此两个辊子17和18形成纱线夹紧机构。假如辊子17被步进马达驱动，则其拖动辊子18，因此夹在辊子17、18之间的纱线7被向前输送并且从纺纱转子10抽出。步进马达和调整装置是纱线抽出装置16的电控装置16a的部件。电控装置16a具有控制装置16b以启动步进马达和调整装置。

此外，工位2在所有情况下都具有纱线位移装置19，该纱线位移装置19在横动到纱线筒子8时供给纱线7。

如所指出的，绕线装置4在所有情况下都配备用于可旋转地保持纱线筒子8的筒子架9和用于使该纱线筒子8旋转的绕线辊11。绕线辊11被电驱动器11a驱动，该驱动器具有马达和控制装置11b。

还设有工位所特有的吸嘴14。该吸嘴可枢转地安装，并且在纱线断开时沿纱线筒子的方向枢转以在纱线筒子8上收集线头。

图2示出自由端转子纺纱机的根据本发明的工位的电路布置60。直流电压电源单元22为转子驱动器20供给馈电电压，该转子驱动器20作为纺纱机构3的部件驱动纺纱转子10。另外的电负载21和32与电源单元22相连接。电负载32直接与电源单元22相连接，并且根据本发明由绕线辊11的电驱动器11a和纱线抽出装置16的电控装置16a形成。根据本实施方式，还设有纱线位移装置19。另一个电负载21不与电源单元直接连接，而是将开关布置在电源单元和负载21之间。在所示实施方式中开关构造为场效应晶体管30。

转子驱动器具有电压识别装置31，该电压识别装置31启动场效应晶体管30。只要电源单元22的馈电电压在允许公差范围内，场效应晶体管30就导通。电压识别装置31在这种情况下监控馈电电压并且相应地启动场效应晶体管。仅当馈电电压下降到允许值之下时，场效应晶体管30才阻断并且使负载21与电源断开。

此外转子驱动器具有转子马达24和电源电路23。电源电路23在所示的实施方式中由通过脉冲宽度调制控制的降压致动器25和反用换流器26组成。降压致动器25具有有源末级（active end stage）并且因此可以被反馈。反用换流器26在阻断操作中工作。

节点41和40形成电源电路23和降压致动器25的电压输入。由节点42和40形成的降压致动器的电压输出与反用换流器26的电压输出相连接。反用换流器26仅仅将降压致动器25的输出电压切换到转子马达24的相位43、44以及45。于是相位43、44以及45形成电源电路23的电压输出。

作为电源电路23的替代方案，如图2所示，也可以使用通过脉冲宽度调制操作的反用换流器。

降压致动器25由基本上执行速度调节的控制器27启动。为此目的，将理想速度和实际速度传给在接线50和51处的控制器27。此外，过电压传感器28和低电压传感器29影响控制器27。两个传感器28和29检测电源电路23的输入处的电压。在电源电压故障之后，低电压传感器29干预控制器27使得电压被调整，该电压仍允许负载32的可靠运行以及转子驱动器和其磁性轴承装置的控制。假如电源电压故障则过压传感器28是不重要的。该过压传感器28基本上用于避免转子制动期间的过压。

假如电压识别装置31检测到电源电压故障，那么不需要的负载21通过场效应晶体管30与电源单元22和转子驱动器20分开。转子驱动器20转变到发电机运行并且低电压传感器29控制电压，如上所述。绕线辊11的电驱动器11a和纱线抽出装置的电控装置16a继续由转子驱动器20供给电压。维持绕线辊11的旋转直到纱线7被从工位2去除。对于纱线抽出装置存在两个可能性。纱线抽出装置运输纱线7并且从纺纱转子10和工位2抽出剩余纱线，或者张紧辊18被从从动辊17提起。然后辊子17的步进马达停止其运行。

Claims (12)

1.一种自由端转子纺纱机（1）的工位（2），该工位（2）具有用于纺纱线（7）的纺纱转子（10）、用于驱动所述纺纱转子（10）的电马达（24）以及用于提供电源电压的电源单元（22），所述用于驱动所述纺纱转子（10）的电马达（24）可在所述电源电压故障的情况下作为发电机操作，以便将电能供给到其控制装置和其轴承装置，所述工位（2）具有绕线辊（11）的至少一个电驱动器（11a）以驱动纱线筒子（8），其中纺成的纱线（7）卷绕在该纱线筒子（8）上，所述工位（2）还具有用于从所述纺纱转子（10）抽出纱线的纱线抽出装置（16）的电控装置（16a），所述工位（2）的特征在于，电路布置（60）构造成在所述电源单元（22）的电源电压故障时将作为发电机操作的所述用于驱动所述纺纱转子（10）的电马达（24）的电能至少供给到所述绕线辊（11）的所述电驱动器（11a）和所述纱线抽出装置（16）的所述电控装置（16a），并且使所述工位（2）的其他非必需的电负载（21）与电源断开。

2.根据权利要求1所述的工位（2），其特征在于，所述控制装置（11b、16b、23、27、29）构造成在电源电压故障时维持所述纱线抽出装置（16）的运行和所述绕线辊（11）的旋转，直到所述纱线（7）被卷绕到所述纱线筒子（8）上。

3.根据权利要求1所述的工位（2），其特征在于，所述纱线抽出装置（16）包括纱线夹紧机构（17、18），并且所述控制装置（11b、16b、23、27、29）构造成在电源电压故障时打开所述纱线夹紧机构（17、18），并且维持所述绕线辊（11）的旋转，直到所述纱线（7）已被卷绕到所述纱线筒子（8）上。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的工位（2），其特征在于，该工位（2）具有纱线位移装置（19），并且所述电路布置（60）另外构造成在所述电源单元（22）的电源电压故障时将作为发电机操作的所述用于驱动所述纺纱转子（10）的电马达（24）的电能供给到所述纱线位移装置（19），以便将所述纱线位移装置（19）定位在中央位置。

5.根据权利要求1-3中的任一项所述的工位（2），其特征在于，所述控制装置（23、27、29）构造成在所述电源单元（22）的电源电压故障时控制通过所述用于驱动所述纺纱转子（10）的电马达（24）提供的电压。

6.根据权利要求4所述的工位（2），其特征在于，所述控制装置（23、27、29）构造成在所述电源单元（22）的电源电压故障时控制通过所述用于驱动所述纺纱转子（10）的电马达（24）提供的电压。

7.一种用于操作自由端转子纺纱机（1）的工位（2）的方法，该工位（2）具有用于纺纱线（7）的纺纱转子（10）、用于驱动所述纺纱转子（10）的电马达（24）以及提供电源电压的电源单元（22），所述用于驱动所述纺纱转子（10）的电马达（24）在所述电源电压故障的情况下作为发电机操作，以便将电能供给到其控制装置和其轴承装置，其中电驱动器（11a）使绕线辊（11）旋转以驱动纱线筒子（8），纺成的纱线（7）卷绕在该纱线筒子（8）上，并且纱线抽出装置（16）通过电控装置（16a）启动以从所述纺纱转子（10）抽出所述纱线（7），所述方法的特征在于，在所述电源单元（22）的电源电压故障的情况下，将作为发电机操作的所述用于驱动所述纺纱转子（10）的电马达（24）的电能至少供给到所述绕线辊（11）的所述电驱动器（11a）和所述纱线抽出装置（16）的所述电控装置（16a），并且使所述工位（2）的其他非必需的电负载（21）与电源断开。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述电源电压故障的情况下，维持所述纱线抽出装置（16）的运行和所述绕线辊（11）的旋转，直到所述纱线（7）被卷绕到所述纱线筒子（8）上。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述电源电压故障的情况下，所述纱线抽出装置（16）释放纱线，为此目的而打开纱线夹紧机构（17、18），并且维持所述绕线辊（11）的旋转，直到所述纱线（7）已被卷绕到所述纱线筒子（8）上。

10.根据权利要求7至9中的任一项所述的方法，其特征在于，在所述电源单元（22）的电源电压故障的情况下，将作为发电机操作的所述用于驱动所述纺纱转子（10）的电马达（24）的电能供给到纱线位移装置（19），以便将所述纱线位移装置（19）转移到中央位置。

11.根据权利要求7至9中的任一项所述的方法，其特征在于，在所述电源单元（22）的电源电压故障的情况下，控制通过所述用于驱动所述纺纱转子（10）的电马达（24）提供的电压。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在所述电源单元（22）的电源电压故障的情况下，控制通过所述用于驱动所述纺纱转子（10）的电马达（24）提供的电压。

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