CN1174539C - 用包括转子和接收转子的定子的电机形成纱罗织边的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用一个电机形成一纱罗织边的装置。本发明要解决的技术问题是提供一种旋转织边扭绞机,其功率密度高,并可以迅速地变换旋转方向。电机包括转子和接收该转子的定子壳体,转子至少具有两个绞纱引导孔,并带有多个轴向定向的磁极,转子具有两个设置在径向上的磁铁环,这两个磁铁环分别具有多个磁铁块,一个磁铁环上的磁铁块与另一个磁铁环上的磁铁块彼此错开,定子壳体沿轴向从两侧接收转子,定子壳体上具有带相应绕阻的铁芯,其端部朝向转子的磁极。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用一个电机形成一个纱罗织边(Dreherkante)的装置,所述电机包括一个转子和一个接收该转子的定子,转子至少具有两个绞纱引导孔,转子还带有多个轴向定向的磁极。
背景技术
在EP 674031中公开了一种用于织机的所谓旋转织边扭绞机,其具有一个设计为转子的环,该环被接收在一个设计成定子的壳体内。该环也称之为盘,其具有两个用于使绞纱穿过的引导孔。此外,现有技术中的这种环沿径向,即,在其外周边上设置若干磁铁,这些磁铁与设置在定子壳体内的叠钢片组配合。通过转子在壳体内的旋转,使由转子引入两导纱孔中的绞纱彼此捻在一起,每次加捻形成一根纬纱。用这种装置形成一绞纱的工作方式已经充分公知。
如上所述,这种公知的用于形成一纱罗织边的装置设计成电机,电机的磁铁沿切向分布在转子的周边,定子带有与此相对应的叠钢片组,这种装置的特点是,在转动惯量很大时转矩却很小。这在下述情况下是不利的,亦即,当将这种装置用于形成一全纱罗织边时,在转过预定的圈数之后,转子必需反向,以便消除在绞纱输入侧绞纱彼此的扭绞。由于在现代化的织机中,对于每英寸纬纱很高的情况,这种转向只有很少的时间,所以要求电机在小转动惯量的情况下具有很高的转矩。
DE 29713723.9公开了一种开头所述的那种旋转织边扭绞机,其具有一个定子和一个转盘,转盘的一侧上带有磁铁,这些磁铁朝向定子,装配在转盘本身上。因此,在盘的一侧,即,朝向定子的一侧可以看到轭铁。
由美国专利US-PS 3700942已知一种电机,它的转子的两侧被定子壳体包绕。转子虽然也有磁极,但必须让定子壳体的线圈设置在定子壳体内的转子的端侧。这意味着基本上和德国专利DE 297 13723中的结构一样,磁力线由于有待克服的空气间隙形成漏磁,这会造成较大的功率损失。
这样的装置的缺点是,通过这种公知的结构形式只能获得很小的功率密度。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种本说明书开头所述的那种旋转织边扭绞机,其功率密度高,并可以迅速地变换旋转方向。
为了实现本发明,本发明提供一种形成纱罗织边的装置,其包括一个电机,所述电机包括转子和接收该转子的定子壳体,所述转子至少具有两个绞纱引导孔,并带有多个轴向定向的磁极,其特征在于:转子具有两个设置在径向上的磁铁环,这两个磁铁环分别具有多个磁铁块,其中,一个磁铁环上的磁铁块与另一个磁铁环上的磁铁块彼此错开,定子壳体沿轴向从两侧接收转子,定子壳体上具有带相应绕阻的铁芯,其端部朝向转子的磁极。
具体而言,其定子可沿轴向从两侧覆盖着转子。这就是说,磁极沿转子的转轴方向取向,与此相应,定子连同其叠钢片组沿轴向从两侧覆盖着转子。由此可以清楚地看出,磁力线沿轴向延伸;整个朝向转子两侧的表面都可用作磁铁表面,转子例如可以设计成一般的盘,或者环状盘。很大的磁铁表面,或者很多磁极产生很高的转矩,从而使转子产生很高的加速度。通过如下措施可以使转动惯量很小,即,可以将接收磁极的盘设计得很薄,特别是,可以使该盘本身分扇段磁化,这样可以消除现有技术中由于将磁铁设置在盘上而带来的附加重量。
按照本发明的一个特别的特征,定子设计成壳体,该壳体至少在局部围绕着转子的周边,转子在切向上,即,在其周边上可旋转地支撑于壳体内。例如,可以用如下的方式实现这种支撑,可以使定子壳体具有滚珠或滚针轴承,该轴承在转子的周边上可旋转地夹持着转子。也可以设想以非接触的方式支撑转子,例如通过空气或磁力轴承。由此可以清楚地看出,转子及电机基本上垂直地设置在织机上,这带来了一个优点,那就是,由于轴向上的结构紧凑,电机也可以设置在织机的综框之间。
最好定子壳体沿转子的周边夹住转子的范围大于180°,使转子可封闭地被夹住。
具体地说,定子壳体具有至少两个优选C形的铁芯,它们从两侧,即,从转子轴向上的两侧夹住转子。与公知的方式相似,在转子与定子之间有一个空隙,该空隙在现有的电机结构中都有,只不过在本发明的情况下,它也用于在转子的旋转过程中引导绞纱从转子旁经过。由此得出,通过上述按照本发明的电机结构,转子可以无需一个设置在壳体内的中间轴支撑。无法想像通过这样的一个中间轴能将转子可旋转地支撑,因为在转子旋转过程中,绞纱会缠在该中轴上。这就是说,按照本发明的结构在结构上有两个优点:
1.它在不妨碍绞纱从转子的一侧向转子的另一侧移动的路径的情况下使转子能够支撑在定子内;
2.由于结构合理,一个这样的电机在转矩很高时转动惯量却很小,因此,在变换旋转方向时加速率很高。
由于转子的表面上设有若干磁极,所以即便在微步运行的情况下也能极其精确地定位,在这方面的优点是,当将整个装置装在织机上时,简化了梭口高度角的调节。
一个特别有利的实施形式的特征在于具有两个转子,这样可以平行地生产两个织边,例如一个回丝织边(Abfallkante)和一个纱罗织边。为此,在定子的两个定子半体之间设置一个盘状轭铁,在轭铁的每一侧设置一个转子。由于磁回路是分开的,所以,这两个转子可单独地操纵。
比较有利的是,由转子和定子构成的电机为步进电机。与伺服电机相比,步进电机在调节技术上的成本要低得多,因为取消了对转子位置的持续监控和相应的用调节技术对转子位置的修正。步进电机因而无需调节,它仅仅需要一种控制。若步进电机出现非同步工作状态,则只需用一个单独的脉冲进行修正,每转一圈发出一个脉冲,并在准确的时刻检测该脉冲的出现。
附图说明
下面借助附图所示实施例对本发明予以详细说明,附图中:
图1示出本发明的装置的一个侧视图,其中壳体的前部分已被取掉;
图2示出沿图1中II-II线截取的一个截面;
图3简要地示出一个带有一大磁铁环的转盘的一实施形式;
图4简要地示出用于图1所示转盘的定子的一半的结构;
图5简要地示出按照图3和4的定子和转盘的布置;
图6简要地示出一个带有两个磁铁环的转盘的另一实施形式;
图7简要地示出用于图6所示转盘的一个定子的一半;
图8简要地示出按照图6和7的定子和转盘的布置;
图9和10示出带有一个一分为二的定子的实施形式,其中一个定子半体只有一个轭铁,这从图10的截面图中可以看出;
图11和12示出另外的一个具有两个定子半体和两个转子的实施形式,在两个转子之间设置一个盘状轭铁。
具体实施方式
在图1和2中以1表示转子,以10表示接收转子的定子壳体。转子1在其表面上,亦即在其两侧包括磁铁2,它们的极性相反。这就是说,在转子表面一侧的磁铁为北极,而在相对的另一侧的磁铁为南极。磁铁2在转子上分布成两圈。此外,转子本身还包括一个不配备这些磁铁的径向轮缘区域5,该区域上具有两个用于穿过绞纱的孔3。为了减小磨损,可以在这两个孔3上设置陶瓷嵌入件4。
定子壳体10内装有转子1。整体以10表示的定子壳体包括C形铁芯11,铁芯上缠有相应的绕阻12,其端部朝向转子的磁铁。在转子与壳体或者说转子与铁芯之间是一个空隙20,绞纱30、40在该空隙内穿过,此外,由两半定子10a和10b构成的壳体10还具有一个围绕着转子1的滚动轴承15,其用于将转子支撑在定子壳体内或者说支撑在定子内。由此可以清楚地看出,转子沿其切向周边由滚动轴承支撑在壳体内。轴向支撑可以通过分开的滚动体15a的形状以及转子1的相应的向外凸起的设计实现。定子10的两部分10a与10b由螺栓16装配在一起;定子壳体的宽度这样来选择,使得定子形封闭地抱住转子。
图3-5和6-8简要地示出两种实施形式。在这两个组装简图中去掉了转盘。但它们也是以类似于图1和2实现,沿切向在盘的周边支撑,例如通过滚柱或滚珠轴承。
在图3-5所示的实施形式中,在图3中示出一个转盘100,其具有一个片状的大磁铁环110,环上带有多个磁铁块111、112。各磁铁块111、112的磁极相反。该实施例中也包括相应的定子,在图4中只示出二半定子中的一个以及多个铁芯120或121,这些铁芯沿着一环形在侧向彼此错开地设置在定子125上。定子绕阻本身以126表示。片状磁铁环的设计可以这样实现,即,使其成为转盘100的组成部分。这就是说,转盘本身由环110、一个内支撑盘115和一个外纱线支撑环116构成。纱线支撑环116具有两个孔116a、116b,用于穿过相应的绞纱。在扩大磁铁的面积时应当将下述事实考虑在内,这就是,由于作为转盘的功能的需要,必须将磁导轭铁分开,从而使定子壳体可以开启,以便使绞纱可以穿过。就这点而言,定子壳体需由两部分或两半构成。然而,这样做加大了磁导轭铁的磁阻,这自然减小了电机的功率。通过增大磁铁面积,可以在某种程度上抵消由于磁导轭铁的分开而造成的这种功率减小。
图6-8所示的实施形式具有相同的目的;在此,转盘为200,其包括两个在径向上彼此隔开的盘状磁铁环210和220,各磁铁环包括多个磁铁块211、212或221、222。磁铁块211、212或221、222彼此错开地分布。这就是说,各环中的磁铁总是与相邻的磁铁的磁极不同,而且,相邻环上同磁极的磁铁彼此错开。转盘200还包括一个支撑盘215和一个引导环216,在二者之间设置两盘状磁铁环210和220。在此,两磁铁环210、220也由一间隔环217隔开。支撑盘215、带有两个用于绞纱的引导孔216a和216b的引导环216,以及间隔环217均由非传导性材料制成。
图7示出定子的一实施形式,该定子也是由两个半体构成,与图4所示的实施形式不同的是,在此,铁芯不是像图4中的铁芯120和121那样错开分布,而是在经向上彼此对正,这在生产中带来了某种优点。在图7中以250表示绕阻。
为了制造这样的转盘,在图3-5所示的实施形式和图6-8所示的实施形式中都规定,在连接起来构成转盘本身的各部件,例如支撑盘、磁铁环和引导环,必要时还包括如图6所示的间隔环的两侧覆盖非导磁、优选也非导电的箔材料,以使这种转盘具有其功能所需的稳定性和刚性。
在图9和10所示的实施形式中设置了一个由两部分构成的定子壳体10,转子1设置在两定子部分10a和10b之间。转子1的支撑完全与按照图1和2的实施形式中的一样。与图1和2所示的实施形式不同的是,在图1和2所示的实施形式中,定子10具有带相应绕阻的铁芯或轭铁,而在图9和10所示的实施形式中,定子部分10b只有一个磁导轭铁13,这就是说,该半个定子设计成无源的。这种变型方案与具有两个有源半定子的实施形式相比在价格上多少划算些,但功率还是略小些。
图11和12所示的实施形式中具有两个转子1,这两个转子的结构分别类似于图1和2中的转子,因此可以参照图1和2来看。这两个转子位于两半定子10a与10b之间,在两转子1之间设置一个片状轭铁9。它不可移动地设置在定子10内。两半定子分别具有一个带绕阻12的铁芯11。这相当于两个分开的磁回路,因此,两个转子可以彼此独立地被驱动。这两个转子1也可由滚动轴承15来支承。通过两个相互独立的转子可生产两条织边,其中一条织边可作为回丝织边。图9-12的实施形式的其它特征与图1和2所示的实施形式中的相同。
应该指出,轭铁必须由导磁材料制成。这种轭铁通常为具有很多叠钢板组的铁芯。
Claims (16)
1.一种形成纱罗织边的装置,其包括一个电机,所述电机包括转子(1)和接收该转子的定子壳体(10),所述转子(1)至少具有两个绞纱引导孔(3),并带有多个轴向定向的磁极,其特征在于:转子(1)具有两个设置在径向上的磁铁环(210、220),这两个磁铁环(210、220)分别具有多个磁铁块(211、212;221、222),其中,一个磁铁环(210)上的磁铁块(211、212)与另一个磁铁环(220)上的磁铁块(221、222)彼此错开,定子壳体(10)沿轴向从两侧接收转子(1),定子壳体(10)上具有带相应绕阻(12)的铁芯(11),其端部朝向转子的磁极。
2.如权利要求1所述的装置,其特征在于:转子(1)设计成盘状。
3.如权利要求1所述的装置,其特征在于:转子(1)设计成圆盘(1、100、200)。
4.如权利要求1所述的装置,其特征在于:铁芯(11)设计成C形,并从两侧轴向夹住转子(1)。
5.如上述任一项权利要求所述的装置,其特征在于:定子壳体(10)沿转子(1)的周边夹住转子的范围大于180°,使转子(1)可封闭地被夹住。
6.如权利要求1所述的装置,其特征在于:沿轴向在定子壳体(10)与转子(1)之间设置一空隙(20)。
7.如权利要求1所述的装置,其特征在于:转子(1)的旋转方向可变换。
8.如权利要求1所述的装置,其特征在于:定子壳体(10)和转子(1)垂直地设置在形成纱罗织边的装置上。
9.如权利要求1所述的装置,其特征在于:转子(1)无接触地支撑在定子壳体(10)内。
10.如权利要求1所述的装置,其特征在于:磁铁环(210、220)设计成盘状。
11.如权利要求1所述的装置,其特征在于:两磁铁环(210、220)中的每个磁铁环上相邻的磁铁块(211、212;221、222)的极性相反。
12.如权利要求3所述的装置,其特征在于:所述构成电机转子的圆盘(200)具有一个由非磁性材料制成的支撑盘(215),沿径向与其相连的是第一磁铁环(210),同样沿径向与该第一磁铁环(210)相连的是一由非磁性材料制成的间隔环(217),而所述另一磁铁环(220)沿径向与所述间隔环相连,一引导环(216)包围着所述另一磁铁环(220),引导环(216)上具有用于绞纱的孔(216a、216b)。
13.如权利要求1所述的装置,其特征在于:设置在定子壳体(225)内并与定子的绕阻(250)连接的铁芯(230、240)在径向上彼此对齐。
14.如权利要求3所述的装置,其特征在于:为了提高稳定性,所述圆盘(100、200)的两侧带有非导磁性箔。
15.如权利要求14所述的装置,其特征在于:所述箔贴在单独的构成圆盘(100、200)的部件上。
16.如权利要求1所述的装置,其特征在于:定子壳体(10、125、225)由两部分构成,转子(1、100、200)设置在其间。
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