CN107667066B - 用于卷绕多个细长元件的系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于将多个细长元件(12，14)在基本相同的张力下同时卷绕在单个工字轮(16)上的系统(10)，包括一个摆臂(18)和作用在摆臂(18)上且与每个细长元件(12，14)的张力的总和平衡的一组致动器(22)。系统(10)进一步包括一个或多个平衡臂(26，40)：第一平衡臂(26)被附接至摆臂(18)，其他平衡臂(如果有的话)被附接至第一平衡臂(26)。每个平衡臂(26)可在平衡臂轴(28)上枢转。第一组的一个或多个换向滑轮(30)被定位在第一平衡臂轴(28)的一侧且第二组的一个或多个换向滑轮(32)被定位在所述第一平衡臂轴(28)的另一侧。换向滑轮(30，32)中的每个滑轮引导要卷绕的细长元件(12，14)。

Description

用于卷绕多个细长元件的系统
技术领域
本发明涉及用于将多个细长元件在基本相同的张力下同时卷绕在单个工字轮上的系统。
背景技术
用于将诸如丝、缆绳或帘线之类的多个细长元件卷绕在一个工字轮上的组件和设备是本领域已知的。然而，多个细长元件从这种单个工字轮上的退绕可能引起困难，并且细长元件的例如在双捻机中的后续加捻可能导致不可接受程度的断裂和加工性能问题。
退绕困难和后续加捻期间的加工性能问题和断裂可能归因于细长元件在其卷绕期间直径的变化，或者可能归因于细长元件在其卷绕期间变得缠结的事实，或者可能归因于细长元件尽管同时卷绕在相同工字轮上但在工字轮上取不同长度的事实。退绕操作期间的其他困难归因于卷绕操作期间各细长元件上的不同张力。根据胡克定律，在第一独立细长元件上的张力比第二独立细长元件上的张力增大的情况中，较少材料的第一单独细长元件将被卷绕，因为该第一单独元件变得更长。
另外，张力测量、特别是在线张力测量是昂贵的。
现有技术GB1164983B公开一种用于将多个细长元件卷绕在一个工字轮上的方法，借此其旨在保持细长元件的卷绕长度基本彼此相等，尽管细长元件的直径有一些变化。用来获得基本相同长度的解决方案是，利用增大的直径来增大细长元件中的张力以便减小卷绕直径以及利用减小的直径来减小细长元件中的张力以便增大卷绕直径。分离梳安装在卷绕工字轮的上游以便避免相邻细长元件的缠结。但是该现有技术具有其缺陷。细长元件之间的张力差异可能引起退绕过程期间的退绕困难。
现有技术EP0780333A公开一种用于将多个细长元件卷绕在工字轮上的组件，其中细长元件中的张力被保持基本恒定且相等。为了获得恒定且相等的张力，组件包括以下部件：一组可独立驱动的绞盘，针对要卷绕的每个单独细长元件，有一组绞盘；单个工字轮，多个细长元件要卷绕在单个工字轮；第一监测装置，用于测量多个细长元件的子组的各单独细长元件的张力；第一控制装置，用于单独操纵驱动子组的细长元件的绞盘的旋转速度，使得所述张力基本保持恒定并且基本彼此相等。在丝卷绕在工字轮上之前，使用梳来防止丝彼此缠结和彼此跳过。但是该现有技术也具有其缺陷。在该组件中，各细长元件的张力由单独的张力臂(dancer arm)来测量和控制。因为各张力臂的制造、组装和校准上的差异，所以在细长元件之间出现张力差异。
发明内容
本发明的目的是避免现有技术的缺陷。
本发明的另一目的是提供一种将两个或更多细长元件以基本相等的张力卷绕在一个工字轮上的系统。
本发明的又一目的是卷绕多个细长元件使得所有细长元件具有恰好相同的长度。
本发明的更具体的目的是避免每个细长元件使用一个摆臂或张力臂。
本发明的一般目的是避免使用太多张力控制。
根据本发明，提供有一种用于将多个细长元件在基本相同的张力下同时卷绕在单个工字轮上的系统。系统包括仅一个摆臂，和作用在摆臂上且与每个细长元件的张力的总和平衡的一组致动器。系统进一步包括一个或多个平衡臂：第一平衡臂被附接至摆臂，其他平衡臂(如果有的话)被附接至第一平衡臂。每个平衡臂可在平衡臂轴上枢转。第一组的一个或多个换向滑轮被定位在对应于第一平衡臂的(第一)平衡臂轴的一侧。第二组的一个或多个换向滑轮被定位在第一平衡臂轴的另一侧。第一组和第二组的一个或多个换向滑轮中的每个滑轮引导要卷绕在单个工字轮上的细长元件。
术语“将…在基本相同的张力下同时卷绕”意味着所有细长元件每个细长元件在给定时间在基本相同的张力下被卷绕。这些术语不意味着卷绕所有细长元件被时的张力随时保持恒定。目的是在工字轮上的每个细长元件上具有基本相同的长度。
术语“细长元件”是指其纵向尺寸比横截面尺寸大超过一百倍。细长元件的常见示例是圆的或扁平的钢丝，例如高碳和低碳钢丝、钢帘线、纺织纱线等。
由系统卷绕的细长元件的数量可以是两个、三个、四个、五个、六个或更多。
优选地，仅有一个致动器作用在摆臂上。该致动器可以是弹簧、气压缸、液压缸或配重。
在系统的特定实施例中，平衡臂被设计成使得，平衡臂将来自致动器的力分成在细长元件中的每个上的相等的张力。
在系统的实施例中，系统可以包括用于测量摆臂的位置的摆传感器。
系统还可以包括用于测量平衡臂的位置的一个或多个平衡臂传感器。
在优选实施例中，系统包括用于直接测量换向滑轮的位置的换向轮传感器。在这种轮传感器的情况中，不需要平衡臂传感器。轮传感器的优点在于它们更便宜、它们不需要像平衡臂传感器一样精确并且它们的信号不必经过计算。
在适于卷绕两个细长元件的实施例中，系统具有一个平衡臂、也被称为“第一平衡臂”，第一平衡臂具有被定位在摆臂上的第一平衡臂轴。第一换向滑轮被定位在第一平衡臂的一侧并且第二换向滑轮被定位在第一平衡臂的另一侧。
在适于卷绕三个细长元件的实施例中，系统具有第一平衡臂，第一平衡臂具有被定位在摆臂上的第一平衡臂轴。系统进一步具有第二平衡臂，第二平衡臂具有在第一平衡臂的一侧上的第二平衡臂轴。第一换向滑轮被定位在第二平衡臂的一侧，第二换向滑轮被定位在第二平衡臂的另一侧。第三换向滑轮被定位在第一平衡臂的另一侧。
在适于卷绕四个细长元件的实施例中，系统具有第一平衡臂，第一平衡臂具有被定位在摆臂上的第一平衡臂轴。系统进一步具有第二平衡臂，第二平衡臂具有在第一平衡臂的一侧上的第二平衡臂轴。第一换向滑轮被定位在第二平衡臂的一侧，第二换向滑轮被定位在第二平衡臂的另一侧。系统还具有第三平衡臂，第三平衡臂具有在第一平衡臂的另一侧上的第三平衡臂轴。第三换向滑轮被定位在第三平衡臂的一侧，第四换向滑轮被定位在第三平衡臂的另一侧。
在系统的优选实施例中，对于每个平衡臂，平衡臂轴与被定位在相关平衡臂上的换向滑轮的转动轴一致。
附图说明
现在将参照附图更详细地描述本发明。
图1示出根据本发明将两个细长元件卷绕在一个工字轮上的系统。
图2示出图1的一部分的放大图。
图3示出用于将三个细长元件卷绕在一个工字轮上的系统的放大图。
图4示意性示出卷绕两个细长元件的系统的优选实施例。
图5示意性示出卷绕四个细长元件的系统的优选实施例。
具体实施方式
图1和图2示意性示出用于将第一丝12和第二丝14卷绕在单个卷收工字轮16上的系统10的设置。系统具有可围绕摆臂轴20枢转的单个摆臂18。弹簧22充当摆臂18上的致动器。摆传感器24测量摆臂18的位置。作用在第一丝12和第二丝14两者上的力的总和等于弹簧22的力。
第一且唯一的平衡臂26可围绕被定位在摆臂18上的第一平衡臂轴28枢转。第一平衡臂26的一端是引导第一丝12的第一换向滑轮。第一平衡臂26的另一端是引导第二丝14的第二换向滑轮32。传感器34测量第一平衡臂26的位置。
仅参见图2，A1是将第一换向滑轮30的转动轴与第一平衡臂轴28连接的线。A2是将第二换向滑轮32的转动轴与第一平衡臂轴28连接的线。A是线A1与线A2之间的角度。如将相对于图4说明的，A优选接近180°，例如在150°与210°之间变化、例如在160°与200°之间并且最优选等于180°。
以相同的张力并因此以相同长度来将两个丝12、14卷绕在工字轮16上的各种控制策略或算法是可能的。可能的示例是遵循以下方针。第一丝12来自第一拉丝机(未示出)并且第二丝14来自第二拉丝机(未示出)。
主控制系统可以考虑第一拉丝机的绞盘。第一拉丝机的最后一个下游绞盘的转动速度可以确定工字轮16的转动速度。
在如图1中所示的位置中，即，当摆臂18水平且换向滑轮30和32具有相同高度时，系统处于平衡位置，其中第一丝12具有由弹簧22施加的力的一半，并且第二丝14具有力的另一半。
一旦从该平衡位置的偏离，摆传感器24和用于第一平衡臂26的传感器34就会检测到该偏离。来自传感器24和传感器34的信号接着输入用于计算调节第二丝14的最后一个下游绞盘的转动速度的计算信号。
图3图示出用于卷绕三个丝12、14和38的系统36。第二平衡臂40通过其第二平衡臂轴42定位在第一平衡臂的一端上。第二平衡臂40在一端具有第一换向滑轮30并在其另一端具有第二换向滑轮32。引导着第三丝38的第三换向滑轮45被定位在第一平衡臂轴26的另一端。传感器44可以监测第二平衡臂40的位置。B1连接第一换向滑轮30的轴与第一平衡臂轴28。B2连接第三换向滑轮45的轴与第一平衡臂轴28。B是B1与B2之间形成的角度。优选地，B在从160°到200°的范围，更优选地B等于180°。
图4示出用于卷绕两个丝12和14的优选系统46。与图1和图2的实施例的差异在于，换向滑轮30、32的转动轴与第一平衡臂轴28一致。换言之，图2的角度A是180°。该系统的优点在于，丝12和14两者上的张力总是自动相等，即使第一平衡臂26已转动或枢转远离其在图4上示出的水平位置。所以，在这里不需要进一步的张力控制系统。测量换向滑轮32的位置的传感器34在该处用于第二丝14放线速度控制。
图5示出用于将四个丝12、14、38和52同时卷绕在单个工字轮上的优选系统50。第一平衡臂26经由其第一平衡臂轴28被定位在摆臂18上。第二平衡臂40通过其第二平衡臂轴42被定位在第一平衡臂26的一端上。第二平衡臂轴在一端具有第一换向滑轮30并在其另一端具有第二换向滑轮32。第三平衡臂54通过其第三平衡臂轴55被定位在第一平衡臂26上。第三平衡臂54在其一端具有引导第三丝38的第三换向滑轮45，并在其另一端具有引导第四丝52的第四换向滑轮56。传感器58可以测量第四换向滑轮54的位置。
系统可对卷绕弹性场具有有限伸长率的多个细长元件有用，细长元件例如为金属单丝、金属丝、金属帘线、钢丝、钢帘线、铜丝…这些细长元件优选地具有的弹性模量E超过50.000MPa、例如超过100.000MPa、例如超过150.000MPa。系统对卷绕诸如合成单丝或纺织纱线之类的更有弹性的细长元件也有用。
附图标记列表
10 用于卷绕两个丝的系统
12 第一丝
14 第二丝
16 卷绕有丝的单个工字轮
18 摆臂
20 摆臂轴
22 作为致动器的弹簧
24 摆传感器
26 第一平衡臂
28 第一平衡臂轴
30 第一换向滑轮
32 第二换向滑轮
34 用于第一平衡臂的传感器
A1 通过第一换向滑轮的轴和第一平衡臂轴的线
A2 通过第二换向滑轮的轴和第一平衡臂轴的线
A A1与A2之间的角度
36 用于卷绕三个丝的系统
38 第三丝
40 第二平衡臂
42 第二平衡臂轴
44 用于第二平衡臂轴的传感器
45 第三换向滑轮
B1 第一换向滑轮的轴与第一平衡臂轴之间的线
B2 第三换向滑轮的轴与第一平衡臂轴之间的线
B B1与B2之间的角度
46 用于卷绕两个丝的优选系统
50 用于卷绕四个丝的优选系统
52 第四丝
54 第三平衡臂
55 第三平衡臂轴
56 第四换向滑轮
58 用于第三平衡臂的传感器

Claims (10)

1.一种用于卷绕多个细长元件的系统，用于将所述多个细长元件在基本相同的张力下同时卷绕在单个工字轮上，
所述系统包括一个摆臂，
所述系统进一步包括一组致动器，所述一组致动器作用在所述摆臂上并且与每个细长元件的张力的总和平衡，
所述系统进一步包括一个或多个平衡臂，第一平衡臂被附接至所述摆臂，在存在其他平衡臂的情况下，所述其他平衡臂被附接至所述第一平衡臂，
每个平衡臂在平衡臂轴上可枢转，
第一组的一个或多个换向滑轮被定位在第一平衡臂轴的一侧，
第二组的一个或多个换向滑轮被定位在所述第一平衡臂轴的另一侧，
所述第一组和所述第二组的一个或多个所述换向滑轮中的每个滑轮对将被卷绕在所述单个工字轮上的细长元件进行引导。
2.根据权利要求1所述的系统，
其中仅有一个致动器。
3.根据权利要求2所述的系统，
其中所述平衡臂被设计成，使得所述平衡臂将来自所述致动器的力分成在所述细长元件中的每个细长元件上的相等张力。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，
其中所述系统进一步包括用于测量所述摆臂的位置的摆传感器。
5.根据权利要求1所述的系统，
其中所述系统进一步包括用于测量所述平衡臂的位置的一个或多个平衡臂传感器。
6.根据权利要求1所述的系统，
其中所述系统进一步包括用于测量所述换向滑轮的位置的换向轮传感器。
7.根据权利要求1所述的系统，
所述系统适于卷绕两个细长元件，
所述系统具有第一平衡臂，
被定位在所述第一平衡臂的一侧的第一换向滑轮，以及被定位在所述第一平衡臂的另一侧的第二换向滑轮。
8.根据权利要求1所述的系统，
所述系统适于卷绕三个细长元件，
所述系统具有第一平衡臂，所述第一平衡臂具有在所述摆臂上的第一平衡臂轴，
所述系统具有第二平衡臂，所述第二平衡臂具有在所述第一平衡臂的一侧上的第二平衡臂轴，
所述系统具有在所述第二平衡臂的一侧的第一换向滑轮和在所述第二平衡臂的另一侧的第二换向滑轮，
所述系统进一步具有在所述第一平衡臂的另一侧的第三换向滑轮。
9.根据权利要求1所述的系统，
所述系统适于卷绕四个细长元件，
所述系统具有第一平衡臂，所述第一平衡臂具有在所述摆臂上的第一平衡臂轴，
所述系统具有第二平衡臂，所述第二平衡臂具有在所述第一平衡臂的一侧上的第二平衡臂轴，
所述系统具有第三平衡臂，所述第三平衡臂具有在所述第一平衡臂的另一侧上的第三平衡臂轴，
所述系统具有在所述第二平衡臂的一侧的第一换向滑轮和在所述第二平衡臂的另一侧的第二换向滑轮，
所述系统进一步具有在所述第三平衡臂的一侧的第三换向滑轮和在所述第三平衡臂的另一侧的第四换向滑轮。
10.根据权利要求1所述的系统，
其中对于每个平衡臂，所述平衡臂轴与附接至相关平衡臂的换向滑轮的转动轴一致。
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