CN1159200C - 用于对一根向前运行的纱线进行可变地制动的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对一根运行的纱线(Y)进行选择性制动的装置，其包括有一个受控的纱线制动装置(1)，该纱线制动装置(1)具有至少两个制动构件(B，B’)，后者能够通过一个可调节的确定制动作用的力的弹性压靠在一起。纱线(Y)在所述制动构件之间运行。所述装置还包括有一个用于使得制动作用暂时变为零的致动器(M1)，一个与所述第一致动器(M1)连接在一起的控制装置(C)，以及一个用于对制动力进行调节的装置。根据本发明，仅在制动作用消失的情况下，借助于一个第二致动器(M2)对所述调节装置进行驱动，其中所述第二致动器(M2)也被连接在一个控制装置(C)上。

Description

用于对一根向前运行的纱线进行可变地制动的装置及方法

本发明的技术领域

本发明涉及一种用于织机中对向前运行的纱线进行可变化地制动的受控纱线制动装置，和一种对穿经该受控纱线制动装置的纱线进行可变化地制动的方法。

对现有技术的描述

一个受控纱线制动装置最好被用在一个剑杆织机或者一个片梭织机中，来在被插入到造织梭口中的纱线上产生一个预定的纱线张力分布，这种纱线张力分布对于一个最优化的插入循环来说是非常重要的。纱线的张力分布会在插入循环中发生变化。在一个剑杆织机中，比如，最好是在插入操作刚开始时首先强有力地进行制动操作，接着在后续的送纬剑(a bringer gripper)加速时间段内减小或者消除这种制动作用，并在从送纬剑向引纬剑(a taker gripper)传送纱线的时间段内再次强有力地进行制动操作，随后至少在引纬剑加速时间段内减少或者消除这种制动作用，并且最后在插入操作的最后时间段内再次强有力地进行制动操作，直至插入的纱线被从引纬剑中释放开。

从EP-A-0524429中知晓了这样一种受控纱线制动装置，该制动装置要么根本就不进行制动操作，要么仅利用一个单一的由一调节装置所设定的制动力的值来进行制动操作。虽然所述的制动力也可以在调节装置中进行手动选取，但是，由于插入循环的时间短暂，因此在同一个循环中不可能对所述制动力进行进一步变化。由于对于所有的操作时间段来说制动力均是相同的，因此就必须采用一个折衷方案，从而导致所述制动作用对于一个操作时间段来说太微弱，但对于另外一个操作时间段来说则又太强劲。因此利用一个变化的制动作用来在一个插入循环的不同操作时间段内对纱线进行制动非常重要。

在实际操作中可以得知，为了满足一个插入循环中不同操作时间段所需的不同制动作用，可以利用一个致动器来改变一个受控纱线制动装置的制动作用，比如借助于一个能够快速响应的步进马达。由于一个插入循环的持续时间相当短暂，并且由于其功能决定于致动器的惰性，因此其可以持续相对较长的时间，直至所述制动作用真正变为零或者实际存在，或者相应得以调节的力完全起作用。时常发生这种情况，即在制动作用变为零之后仍然存在有所不希望存在的滞留制动作用，或者说在起动制动作用之后却无法及时地得到所需的制动作用。总而言之，要么是将太多的制动能量施加给了纱线，要么是在织机中主轴的预定时间点或者预定旋转角度位置上所得到的实际制动作用太微弱。

对本发明的概述

本发明的任务在于提供一种在开头部分中所述类型的装置，该装置不仅结构简单，而且能够在各个插入循环中产生一个最优化的时控式纱线张力分布，并且还在于提供一种方法，利用该方法，可以在各个插入循环内获得一个最优化的纱线张力分布。

根据本发明，提供了一种用于织机中对一根向前运行的纱线进行可变化地制动的受控纱线制动装置，包括有：至少两个制动构件，它们在一个决定着制动作用的强度的可调节的力的作用下、相互弹性压靠在一起，所述纱线穿经所述的两个制动构件之间；一个第一致动器，用于暂时性地将所述制动作用变为零；一个控制装置，所述第一致动器连接在该控制装置上；以及一个用于对所述力进行调节的调节装置，其特征在于：当制动作用在所述第一致动器的作用下变为零时，所述调节装置可以仅仅借助于一个第二致动器驱动，并且所述第二致动器也被与一个控制装置连接在一起。

根据本发明，还提供了一种用于在一个纱线插入循环中对一根穿经一个受控纱线制动装置而进入到一个织机中的纱线进行可变化地制动的方法，所述纱线制动装置包括有至少两个制动构件，所述纱线在这两个制动构件之间向前运行，并且这两个制动构件在一个力的作用下相互弹性压靠在一起，其中所述力决定着制动作用的强度，所述纱线制动装置还包括有一个第一致动器，用于使所述制动作用变为零，和一个调节装置，用于对所述力的值进行调节，在一个纱线插入循环中，所述制动作用至少经历一次变为零和再次产生的过程，其特征在于：在所述第一致动器已经使得制动作用变为零的同时，决定着所述制动作用的所述力的值利用一个第二受控致动器进行调节。

当制动作用变为零时，所述装置中的第二致动器仅用于改变决定着制动作用的力。因而，所需的制动作用可以在织机中主轴的某一时间点或者某一角度位置处精确地获得，随后，在该位置处，由第一致动器快速地产生制动作用。由于具有制动作用的操作阶段之间的时间段被用来改变所述的力，并且由于第一致动器能够极其快速地产生和消除制动作用，因此可以在纱线中获得一个最优化的张力分布。这样就会产生这样一个事实，即所述第一和第二致动器分别用于完成两个任务，即产生或消除所述制动作用和对所述力进行改变。

就方法方面而言，仅利用制动作用完全消失的操作时间段来对所述力进行改变非常重要。这样就能够避免在后续需要完全制动作用的操作时间段内发生所述力延迟变化的缺点。

最好，所使用的第二致动器是一个电动式、电磁式、压电式、机电式、气动式或者液压式致动器。所述致动器利用制动作用为零的时间段来对所述力进行改变。相反，第一致动器则用于快速地产生和消除(仅通过接通和断开)所述制动作用。

在优选的实施例中，两个致动器均被连接在一个共用的控制装置上。所述控制装置适合于在第一致动器已经将制动作用变为零时仅对第二致动器进行控制。

尤其有益的是，将所述第二致动器用在一个所谓的窗口-薄板型纱线制动装置(window-lamella-yarn brake)中，用以改变所述弹性薄板与对置的螺杆(a counterstay bolt)之间协作时的接触压力。所述螺杆上具有窗口，该窗口用于使得制动作用变为零。第二致动器可以被以一种简单的方式进行控制，这是因为当由所述对置的螺杆或第一致动器消除和产生制动作用时，该对置的螺杆或者第一致动器的预定旋转位置能够被精确地得知。对置的螺杆可以仅具有一个圆周窗口，或者也具有多个圆周窗口。对置的螺杆随后与第一致动器一同工作，仅沿一个旋转方向以连续的方式前后转动。

可选择地，当制动作用变为零时，所述第二致动器可以被用在受控的条带式制动装置或者盘式制动装置中对力进行改变。但是，一个先决条件是，第一致动器必须能够足够快地产生和消除制动作用。

窗口-薄板型纱线制动装置中的弹性薄板可以被设置在一个可旋转地被支撑的承载支架上，该承载支架的旋转位置(与弹性薄板本身所固有的力一起)决定着制动力。第二致动器形成了一个用于所述支架的旋转驱动装置。在这种情况下，第二致动器应该被设计成能够自动地保持在与预定的力相对应的旋转位置上。

在所述控制装置中，可以存储有多个用于所述支架的不同旋转位置，以便能够经由第二致动器来选择性地实施。所述不同的旋转位置代表着制动作用中的不同的力。

可选择地，所述控制装置可以包括有一个逻辑驱动限制系统，用于阻止第二致动器对所述力进行改变，直至制动作用在第一致动器的作用下变为零。

在另外一个可选择实施例中，所述第二致动器可以在至少两个位置之间进行前后调节，这两个位置分别代表着预定的力值或者力值之间的一个预定比值。尽管如此，所述预定的力值或者所述力值之间的比值也可以受控得以改变。

最好，用于对所述力进行调节的调节装置还带有一个手动调节器。在这种情况下，甚至在一个插入循环内，所述力可以如同在常规的窗口-弹性薄板型纱线制动装置中那样进行手动调节。

最好，所述第二致动器是一个合闸磁铁(a switching magnet)，一个旋转螺线管，一个永磁马达，一个步进马达，一个LAT电动马达(小角度旋转电动马达)，一个液压马达或一个气动马达。这些类型的致动器足够可靠，因为第二致动器可以具有比第一致动器更低的响应特性，这是因为第二致动器可以在一个插入循环内利用制动作用变为零的时间段来对所述力进行改变。实际上，在大多数情况下力的变化量均相对较小。

如果在所述控制装置中包括有一个微处理器，决定着制动作用的力甚至可以经由所述第二致动器而逐步地变化。

对附图的简要说明

下面将借助于附图对本发明的若干实施例进行描述，在附图中：

附图1是一个受控纱线制动装置的透视图，此时该受控纱线制动装置处于工作状态，并且带有起作用的制动作用。

附图2是附图1的一个剖视图，此时所述受控纱线制动装置处于对决定着制动作用的力进行调节的工作状态，并且此时的制动作用为零，而

附图3是一个曲线图，示出了用在一个剑杆织机或者片梭织机上由附图1和2中所示出的纱线制动装置的工作特性。

对优先实施例的详细描述

在附图1和2中，一个受控纱线制动装置1包括有一个U形托架2，在该U形托架2的一个支脚3上设置有一个用于纱线Y的入口4。在另一个支脚6中，设置有一个与开口4呈一直线的退绕导纱眼7。最好，纱线制动装置1被置于一个仅以虚线示出的导纱装置F的下游，但位于一个对纱线Y进行纺织的织机W的上游。织机W最好是一个片梭织机、剑杆织机或者抛射体引纬织机。

托架2的底部9被承载在一个位于支脚3附近的柱状支架10(athorn-like holder)上。该支架10被可旋转地支撑。其旋转位置可以利用一个调节装置E进行调整。在所示出的实施例中，调节装置E包括有一个第二致动器M2，该第二致动器M2用于形成一个用于支架10的旋转驱动和定位装置，并且要么被固定在托架2上，要么被固定在一个支架17上。可选择地，所述调节装置E可以额外装配有一个未示出的手动调节器，以允许相对于第二致动器M2对支架10进行手动旋转，或者相对于托架2对第二致动器M2连同支架10一起进行手动调节。

由弹性材料制成的弹性薄板14的一个端部被螺钉13固定在支架10上。取而代之，弹性薄板14的所述端部也可以被俘获在带有一个纵向插槽的支架10中。弹性薄板14中指向退绕导纱眼7的那个端部坐靠在一个对置的螺杆15上。对置的螺杆15可旋转性地设置在托架2中，并且大致平行与支架10进行延伸。弹性薄板14形成了第一个制动构件B，而对置的螺杆15则是第二个制动构件B′。在预定的力的作用下，所述弹性薄板弹性支承在对置的螺杆15的圆周上。借助于第二致动器M2和/或，如果有，还可以借助于已经提及过的调节装置E中的手动调节器，来对所述的力进行调节。纱线Y沿弹性薄板14与对置的螺杆15之间的一条预定纱线通道向前行进。弹性薄板14中指向退绕导纱眼7的那个端部，可以适当地向外弯曲，以便在纱线制动装置1中利用夹持作用对纱线Y进行制动，该制动操作主要仅发生在弹性薄板14与对置的螺杆15之间的接触区域内。

对置的螺杆15被有效地与一个位于支架17中的第一致动器M1连接。该第一致动器M1比如是一个能够沿某一旋转方向步进式旋转的永磁马达，或者是一个能够在两个预定的旋转位置之间前后转动的永磁马达。第一致动器M1是一个用于对置的螺杆15的非常快速响应旋转驱动装置。在所示出的实施例中，旋转的范围比如可以为90度至180度。

对置的螺杆15被设置成在其圆周的一部分上带有一个窗口19，该窗口19由其横剖面上的一个缩减部分形成。在窗口19的两个轴侧，由对置的螺杆15的横剖面形成了光滑的圆环形分型面20、21，该分型面20、21又形成了用于弹性薄板14的圆柱形支撑面。根据附图1和2，由对置的螺杆15横剖面的缩减部分所形成的窗口19沿其圆周方向延伸约90度，并且带有凹入该螺杆15圆周表面中的一个中凸形的底部22和刀刃状或者圆形过渡部分23。

织机W包括有一个用于控制纱线插入操作的控制装置CU。所述控制装置CU相应地，比如，经由另外一个电子控制系统C，与所述第一致动器M1，即用于对置的螺杆15的旋转驱动装置连接起来，并且还与所述第二致动器M2连接起来，形成一个用于远程控制和驱动的调节装置E、以对支架10或者力进行调节，通过利用该调节装置E，可以将制动构件B、B′相互弹性压靠在一起。

用于将弹性薄板14压靠到对置的螺杆15上的力可以由第二致动器M2进行改变。该操作同样也可以借助于合适的共用控制系统C而得以完成。控制程序被编制成能够使得当第一致动器M1已经将对置的螺杆15转动到附图2中所示的旋转位置上从而使得制动作用为零时，至少仅有第二致动器M2的驱动处于工作状态，从而使得所述纱线可以自由地穿过窗口19。在附图1中所示的位置上，制动作用起作用并且其强度由第二致动器M2进行调节。

如果需要改变决定着即将到来的制动作用的力，那么这种操作可以在纱线制动装置1中制动作用起作用的两个操作时间段之间的时间段内进行，即在制动作用为零时进行。当对置的螺杆15处于附图2中所示旋转位置上时，所述操作可以通过对支架10进行选择性旋转而得以实现，以使得纱线Y在没有任何制动作用或者仅有非常小的制动作用的条件下穿过窗口19，与此同时弹性薄板14承载在分型面20、21上。

力的变化量还可以通过使得托架2中的支架10发生横向移动来进行调节。在这种情况下，第二致动器M2被设计成为支架10的一个横向移动驱动装置。

在附图1和2中所示出的窗口-弹性薄板型纱线制动装置仅是受控纱线制动装置的一个非限制性实施例。用于改变所述力的功能性原理通常适合于所有类型的纱线制动装置，其中借助于所述的力，两个制动构件可以在一个插入循环中被相互压靠在一起；在所述功能性原理中，即使在插入循环中，制动作用也可以在第一致动器的作用下快速地出现和消失，只要取消制动作用的时间足够长；以使得第二致动器在启动制动作用之前具有足够的时间来改变所述的力。这就意味着根据本发明的构想还可以用于盘式制动装置、条带式制动装置或者甚至可以用于双薄板式制动装置，其中由所述第一致动器快速地使得制动作用产生和消失，与此同时，当制动作用消失时由第二致动器来改变决定着相应制动作用的力。

附图1指示出了如何由控制系统C向所述第一致动器M1输出指令i-或者i+，来使得其消除或者产生制动作用，和如何在需要对决定着制动作用强度的力进行改变的时候向第二致动器M2输出控制命令(-)或(+)。最好，这种操作结合如控制装置CU处的角度符号所示出的所述织机(仅示意性示出)的预定旋转角度而得以实现。

附图3用于示出如何利用一个片梭织机W中的受控纱线制动装置1来获得预定的纱线拉伸力分布。在该片梭织机W的一个插入循环中，纱线Y首先由一个送纬剑传送到基本上为造织梭口的中央处，并随后将纱线Y移送给一个引纬剑，并由该引纬剑牵引着穿过所述造织梭口，并且最后被所述引纬剑释放开。在附图3所示图表(纱线拉伸力f与织机W从0度至360度的旋转角度关系的图表)中的三个阴影区域用于表示带有起作用的制动作用的操作时间段，而中间没有阴影的区域则用于表示制动作用变为零的操作时间段。

在插入操作的开始阶段，由第二致动器M2对制动作用的强度进行调整，以便能够产生一个纱线拉伸力f1。接着，所述第一致动器M1接收指令i-，并且将制动作用变为零。此时所述纱线制动装置1处于附图2所示的位置上并且没有进行制动操作。

在一个预定的角度位置处，所述第一致动器M1接收到指令i+。该致动器M1将快速地产生由经过调整后的值f1所确定的制动作用，该制动作用的起动过程基本上没有任何延迟。所述制动作用在第一阴影区域上延续，直至所述控制系统C向第一致动器M1发出指令i-。随后，第一致动器M1可以说是突然间使得制动作用变为零。与此同时，第二致动器M2将会接收到信号(+)，并且在角度位置x1处开始进行旋转，来将所述力从值f1增大到值f2。值f2在角度位置x2处达到，或者最迟在这样一个角度位置处达到，即在该角度位置处所述第一致动器M1将再次接收到指令i+而进入到第二阴影区域中，在该第二阴影区域中再次产生制动作用。此时，制动作用的新的强度由值f2来确定，该值f2将一直持续，直至所述第一致动器M1在另外一个角度位置处接收到指令i-，并且突然间将制动作用变为零。随后，在角度位置x3处，第二致动器M2再次将值f3调整到值f1(或者其它的值)，以使得该值f1(或者所述的其它值)在角度位置x4处出现。一旦第一致动器M1接收到指令i+，并且再次产生制动作用，在第三阴影区域中产生的制动作用的值为f1，直至最终通过向所述第一致动器M1发出指令i-而使得制动作用再次变为零。随后，所述纱线制动装置1将备用于下一插入循环，以便比如利用值f1来开始下一插入循环。

附图3示出了与所述第一致动器M1为了产生和消除制动作用而快速转换相比，所述致动器M2可以利用比第一致动器M1更长的时间或者更宽的相应角度范围来对所述力进行改变。这就能够获得一个用于纱线Y的相对优化的张力分布，但却无需向第二致动器M2施加明显的控制作用。

对于抛射体引纬织机(未示出)来说，将需要另外一种不同于附图3中所示用于片梭织机的张力分布。但是，在抛射体织机的情况下，在各个插入循环或者织机循环(至少一个操作时间段)中也存在有这样的操作时间段，即在这些操作时间段内制动作用必需为零。随后，所述力将可以很容易地进行精确变化，来用于即将到来的制动作用时间段，该制动作用时间段在第一致动器M1再次产生制动作用时开始起动。

最好在第一次使得制动作用变为零之后，并且在下一次产生制动作用之前来实施所述力的变化。但是，这两种调节操作也可以多少有些相互重合，以便产生这样一个张力分布，对于这种张力分布来说，在附图3中所示阴影区域的平整顶部带有次要的或者根本不存在的制动作用。

在利用所述纱线制动装置的大多数情况下，利用第二致动器M2来仅对两个不同的力值进行调整或者在两个力值之间进行前后转换，已经是足够的了。但是，也可以使得所述第二致动器M2以一种连续的方式来产生预定的曲线形力分布，并且可以使得所述的力分布与由第一致动器M1所产生的曲线形力分布相重合。对相应的力值进行调整可以由所述控制系统C来独立完成。但是，也可以利用调节装置中的手动调节器来实现预定的基本调节。这就意味着所述第二致动器M2要么在所述控制系统的控制下实现所有必需的调节操作，要么仅仅转换操作，与此同时，基本调节通过手动调节来实现。

Claims (10)

1.用于织机(W)中对一根向前运行的纱线(Y)进行可变化地制动的受控纱线制动装置(1)，包括有：至少两个制动构件(B，B′)，它们在一个决定着制动作用的强度的可调节的力的作用下、相互弹性压靠在一起，所述纱线(Y)穿经所述的两个制动构件(B，B′)之间；一个第一致动器(M1)，用于暂时性地将所述制动作用变为零；一个控制装置，所述第一致动器(M1)连接在该控制装置上；以及一个用于对所述力进行调节的调节装置，其特征在于：当制动作用在所述第一致动器(M1)的作用下变为零时，所述调节装置(E)可以仅仅借助于一个第二致动器(M2)驱动，并且所述第二致动器(M2)也被与一个控制装置(C)连接在一起。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述第二致动器(M2)是一个电动式、电磁式、压电式、机电式、气动式或者液压式致动器。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述第一和第二致动器(M1，M2)均被连接在一个共用的控制装置(C)上。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述制动构件(B，B′)由一个弹性薄板(14)和一个对置的螺杆(15)形成，所述弹性薄板(14)通过一个平坦的薄板表面与所述对置的螺杆(15)的圆柱形外周表面接触，所述对置的螺杆(15)可以借助于所述第一致动器(M1)绕其纵轴进行旋转，并且该对置的螺杆(15)在其外周表面的一部分上具有至少一个凹陷，构成了一个圆周窗口(19)，用于至少在所述对置的螺杆(15)的一个当所述窗口(19)位于所述弹性薄板(14)的平坦表面下方时的旋转位置处、将所述制动作用变为零，所述弹性薄板(14)由调节装置(E)保持着与所述对置的螺杆接触，并且所述第二致动器(M2)至少与所述调节装置(E)连接在一起。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于：所述弹性薄板(14)被设置在一个被可旋转承载的支架(10)上，该支架(10)的旋转位置决定着所述力的值，并且所述第二致动器(M2)是所述支架(10)的一个旋转驱动装置。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述控制装置(C)包括有一个用于所述第二致动器(M2)的逻辑驱动限制装置，以使得当通过将所述窗口(19)定位于所述弹性薄板(14)的平坦表面的下方所述第一致动器(M1)已经将制动作用变为零时，仅有所述第二致动器(M2)被驱动。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述第二致动器(M2)可以分别利用信号(+和-)来在至少两个位置之间进行前后调节，所述位置分别代表着所述力的预定值或者所述力值之间的预定比率。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述调节装置(E)还包括有一个手动调节器。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述第二致动器(M2)是一个合闸磁铁、一个永磁马达、一个旋转螺线管、一个步进马达、一个LAT电动马达、一个气动马达、或者一个液压马达。

10.用于在一个纱线插入循环中对一根穿经一个受控纱线制动装置(1)而进入到一个织机中的纱线(Y)进行可变化地制动的方法，所述纱线制动装置(1)包括有至少两个制动构件(B，B′)，所述纱线(Y)在这两个制动构件(B，B′)之间向前运行，并且这两个制动构件(B，B′)在一个力的作用下相互弹性压靠在一起，其中所述力决定着制动作用的强度，所述纱线制动装置还包括有一个第一致动器(M1)，用于使所述制动作用变为零，和一个调节装置(E)，用于对所述力的值进行调节，在一个纱线插入循环中，所述制动作用至少经历一次变为零和再次产生的过程，其特征在于：在所述第一致动器(M1)已经使得制动作用变为零的同时，决定着所述制动作用的所述力的值利用一个第二受控致动器(M2)进行调节。

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