CZ303337B6 - Zarízení k rozvádení príze navíjené na cívku - Google Patents

Abstract

Zarízení k rozvádení príze navíjené na cívku uloženou v navíjecím ústrojí pracovního místa textilního stroje obsahuje podélnou rozvádecí tyc (2) spolecnou pro radu pracovních míst spraženou s pohonem udelujícím jí prímocarý vratný pohyb a s ovládacím systémem urcujícím polohu úvratí rozvádecí tyce (2). Podélná rozvádecí tyc (2) je rovnobežná s podélným navíjecím hrídelem urceným pro radu pracovních míst. Zarízení dále obsahuje alespon dve magnetické dvojice, z nichž každá je tvorena odpuzujícími se póly magnetu (11, 21; 12, 22; 11, 20; 12, 20), z nichž vždy jeden magnet (11, 12) je usporádán na rámu (1) stroje a druhý magnet (21, 22, 20) je usporádán na rozvádecí tyci (2). Pritom jsou alespon dve magnetické dvojice (11, 21; 12, 22; 11, 20; 12, 20) usporádány v oblasti volného konce rozvádecí tyce (2).

Description

Oblast techniky

Zařízení k rozvádění příze navíjené na cívku uloženou v navíjecím ústrojí pracovního místa textilního stroje, obsahující podélnou rozváděči tyč společnou pro řadu pracovních míst spřaženou s pohonem udělujícím jí přímočarý vratný pohyb a s ovládacím systémem určujícím polohu úvratí rozváděči tyče, přičemž podélná rozváděči tyč je rovnoběžná s podélným navíjecím hřídelem určeným pro řadu pracovních míst, přičemž dále obsahuje alespoň dvě magnetické dvojice, z nichž vždy jeden magnet je uspořádán na rámu stroje a druhý magnet je uspořádán na rozváděči tyči.

Dosavadní stav techniky

Rozvádění příze při navíjení cívek na textilních strojích, například na bezvřetenových dopřádacích strojích, soukacích, nebo dvou zákrutových strojích, se běžně provádí pomocí průběžné rozváděči tyče procházející podél jedné strany pracovních míst stroje. Pří velkých počtech v řadě uspořádaných pracovních míst je rozváděči tyč dlouhá například 50 metrů a má tedy značnou hmotnost.

Křížově navíjené cívky válcové nebo kuželové se při navíjení odval ují svým navíjeným povrchem po navíjecích válcích, jejichž osa rotace je rovnoběžná s osou rozváděči tyče a rozváděči tyč vykonává při navíjení cívky přímočarý vratný pohyb, přičemž její zdvih odpovídá délce površky návinu navíjené cívky. Vzhledem k produktivitě stroje je rychlost příze přiváděné k navíjené cívce vysoká, což vyžaduje i vysokou frekvenci přímočarého vratného pohybu rozváděči tyče.

Z hlediska tvorby křížového návinu by bylo žádoucí, aby průběh pohybu rozváděči tyče měl pilovitý tvar, tedy aby rychlost rozváděči tyče byla konstantní a v úvratích se skokem měnila na stejnou rychlost opačného smyslu.

V praxi nelze především z důvodu velké setrvačné hmoty rozváděči tyče požadovaného ideálního stavu dosáhnout. Zpomalení a zrychlení tyče v úvratích je omezené, změna smyslu rychlosti v úvratích trvá určitou nutnou dobu. Během této doby se příze neukládá na povrch cívky ve šroubovici se stoupáním vytvářejícím požadovaný křížový návin, ale stoupání šroubovice se zmenšuje v úvratí k nule a jednotlivé závity příze se ukládají na sebe. Příze se v těchto místech cívky hromadí a průměr návinu zde místně narůstá rychleji.

Tomu se brání modifikací pohybu rozváděči tyče v místě úvratí. Při jednom obvyklém řešení zůstává zdvih konstantní a poloha obou úvratí se pomalu posouvá souběžně v jednom a druhém směru. U druhého obvyklého řešení se velikost zdvihu mění a polohy úvratí se posouvají vzájemně v opačném smyslu, čímž se velikost zdvihu střídavě zvětšuje a zmenšuje. Z hlediska kvality návinu je výhodnější druhé řešení, které však nelze jednoduše realizovat při pohonu vačkovým mechanismem nebo mechanismem, kde hnací servomotor nemění smysl otáčení.

V době pohybu tyče konstantní rychlostí je potřebný výkon jejího hnacího ústrojí relativně malý, protože slouží pouze k překonávání pasivních odporů a k vychytování přízí. V úvratích však dochází k podstatným změnám výkonu hnacího ústrojí nejprve pro odebrání a následně pro udělení setrvačné energie hmotě rozváděči tyče. Při prvním způsobu řešení pohybem s konstantním zdvihem se obvykle používá vačkový mechanismus a energie se akumuluje v rotační energii hnacího mechanismu. Při druhém způsobu, kde motor vykonává vratný pohyb, se problém řeší buď velkým jmenovitým hnacím momentem servomotoru, a/nebo akumulací kinetické energie

- I CZ 303337 B6 vznikající při brzdění setrvačné hmoty rozváděči tyče před úvratí a zpětným uvolněním akumulované energie při rozběhu rozváděči tyče za úvratí. Servomotory s velkým hnacím momentem mají ovsem velký moment setrvačnosti, který zvyšuje celkovou redukovanou pohybující se hmotu, takže dosažitelný nárůst zrychlení tyče je malý nebo žádný.

Kromě zabezpečení požadovaného tvaru okrajů návinu cívky je dalším problémem vznik pásem blízko sebe souběžně uložených ovinů příze při zvětšování průměru navíjené cívky. Při zvětšování průměru cívky se postupně mění axiální poloha jednotlivých po sobě položených závitů příze, které se k sobě střídavě přibližuji a opět vzdalují. V době přiblížení návinů dochází periodicky ke vzniku pásem, která narušují tvar návinu a komplikují průběh navíjení. Tomu se zabraňuje tím, že se podle určitého předpisu postupně mění frekvence pohybu rozváděči tyče.

Současná řešení pohonů rozváděči tyče obvykle používají vačkové mechanismy. Jeden mechanismus s konstantním zdvihem zajišťuje základní přibližně pilovitý zdvih rozváděči tyče včetně změn rychlosti v ú vrat ích. Druhý superponovaný mechanismus vytváří pomalé souběžné posouvání úvratí. Oba mechanismy jsou zatěžovány celkovou silou nutnou k vyvození pohybu tyče. Rušení pásem se provádí buď řízeným variátorem ovládaným obvykle dalším vačkovým mechanismem, nebo zařazením měniče frekvence do okruhu napájení hnacího elektromotoru. Rozváděči skříň obsahující tyto mechanismy je pouze na jedné straně stroje, takže dlouhá rozváděči tyč je citlivá na vznik vibrací. Šíří se po ní nejen podélné vlny deformací, ale i vlny příčné způsobené namáháním tyče ve vzpěru a jejím vybočováním ve vodicích ložiskách. Vybočování má navíc za důsledek zvyšování třecích sil. Příčné vlny na tyči mají menší rychlost než vlny podélné a výsledné kmitání tyče bývá velmi složité. Pohyb volného konce rozváděči tyče se potom liší od pohybu části tyče poblíž hnacího mechanizmu.

Je zřejmé, že hlavním důvodem limitujícím rychlost rozvádění a komplikujícím mechanizmus pohonu rozváděči tyče jsou setrvačné síly v úvratích vznikající z důvodu nedostatečné kompenzace účinků velkých zpomalení a zrychlení pohybujících se hmot.

K pohlcení energie pohybujících se setrvačných hmot a k jejímu následnému využití využívají některá zařízení podle dosavadního stavu techniky pružin. Je výhodné, když má taková pružina nelineární charakteristiku, která lépe odpovídá síle nutné k dosažení požadovaného pohybu tyče. U mechanických nebo pneumatických pružin je zajištění takové charakteristiky obtížné. V některých případech se pro odlehčení vačkových mechanismů používá pryžových nebo plastových nárazníků působících na rozváděči tyč v okolí úvratí. Tyto pružiny však způsobují rázy a rozkmitání tyče a mají nízkou životnost

Zařízení dále obvykle neumožňují nastavit zdvih rozváděči tyče a tím měnit šířku návinu na cívce. Rozváděči tyč je namáhána velkými tlakovými silami vyžadujícími příslušné zvětšení průřezu tyče, což má za následek další zvětšení hmotnosti rozváděči tyče a tedy i nežádoucích setrvačných sil. I při značném průřezu rozváděči tyče způsobuje kmitání obvykle odlišný průběh zdvihu tyče v různých místech stroje.

Jinou možností je provádět brzdění a rozběh rozváděči tyče pomocí magnetů. Jejich výhodou je působení na teoreticky nekonečně velkou vzdálenost a hladký průběh závislosti velikosti síly na vzdálenosti, jejichž důsledkem je bezrázové působení na rozváděči tyč. Další výhodou je silně nelineární závislost velikosti síly na vzdálenosti (přibližně s třetí mocninou), která významně přispívá k tlumení vibrací a potlačení rezonancí. Z konstrukčního i ekonomického hlediska je výhodnější použít permanentní magnety místo elektromagnetů. Řešení podle CZ PV 2007-214 je schematicky znázorněno na obr. 1. Používá dvě dvojice magnetů 101 - 201 a 102 - 202, přičemž první magnety 101, 102 z dvojic magnetů jsou uloženy stavitelně na rámu 100 stroje ve vzájemném odstupu. Druhé magnety 201, 202 z dvojic magnetů jsou pevně spojeny s rozváděči tyčí 200 uloženou v rámu 100 stroje prostřednictvím vedení 10. Při rozváděcím pohybu tyče 200 se magnet 201, 202 upevněný na rozváděči tyči 200 střídavě přibližuje a vzdaluje od magnetu 101, 102

-2CZ 303337 B6 umístěného na rámu 100 stroje, přičemž jsou magnety jedné spolupracující dvojíce orientovány stejnými póly proti sobě. Při přibližování magnetů jedné dvojice k sobě se magnety vzájemně odpuzují, přičemž maximální odpudivá síla odpovídá nej menší vzájemné vzdálenosti čel magnetů, které je dosazeno v úvratích rozváděči tyče. Tato minimální vzdálenost je nastavována posu5 nutím magnetu uspořádaného na rámu stroje, což realizují neznázorněné axiální servomotory.

Velikost odpudivé síly magnetů se volí podle typu navíjené příze z hlediska její tloušťky a pružnosti, přičemž je nutno respektovat teplotní roztažnost tyče, odpory proti pohybu tyče a samozřejmě činnost superponovaného mechanizmu ovládajícího posouvání úvratí rozváděči tyče z io důvodu překládání krajů návinu. Nastavování vzájemné minimální vzdálenosti magnetů jedné dvojice, která je v řádu desetin milimetru, a fixace stavěcího magnetu vzhledem k rámu stroje proto vyžaduje velkou přesnost. Té ovšem u řešení dosavadního stavu techniky není běžně dosaženo.

Dalším nedostatkem uspořádání magnetů podle CZ PV 2007-214 je skutečnost, že magnety tlumí podélné kmitání rozváděči tyče pouze při pohybu ve směru od poháněči ho mechanismu tyče rozvádění. 1 když je toto tlumení podstatné, protože se uskutečňuje v okamžiku, kdy je tyč rozvádění nevýhodně namáhána ve vzpěru a záměrem CZ PV 2007-214 bylo právě dosažení tohoto účinku, absence tlumení podélného kmitání tyče rozvádění při jejím pohybu v opačném směru vypovídá, že toto řešení není ideální, protože nebyly zcela odstraněny všechny zdroje vibrací, hluku a zvýšeného namáhání a opotřebení.

Cílem vynálezu je odstranit nebo alespoň podstatně zmírnit nedostatky současného stavu techniky a tlumením podélných vibrací pohybu tyče i ve směru pohybu k poháněcímu mechanismu rozváděči tyče dosáhnout snížení vibrací, hluku a opotřebení a dosáhnout vyšších provozních parametrů mechanismu rozvádění a tím i celého stroje.

Podstata vynálezu

Cíle vynálezu je dosazeno zařízením k rozvádění příze navíjené na cívku uloženou v navíjecím ústrojí pracovního místa textilního stroje, které obsahuje alespoň dvě magnetické dvojice, z nichž každá je tvořena odpuzujícími se póly magnetů, z nichž vždy jeden magnet je uspořádán na rámu stroje a druhý magnet je uspořádán na rozváděči tyči, jehož podstatou je to, že alespoň dvě magnetické dvojice jsou uspořádány v oblasti volného konce rozváděči tyče. Při takovém uspořádání je podélné kmitání částí volného konce rozváděči tyče i při zdvihu, při kterém je rozváděči tyč tažena, prakticky utlumeno.

S ohledem na konstrukční zjednodušení mohou být magnetické dvojíce tvořeny tak, že obsahují dva pevné magnety upevněné přestavitelně na rámu stroje, a alespoň jeden společný pohyblivý magnet upevněný na rozváděči tyči.

V jiném provedení obsahuje každá magnetická dvojice pevný magnet upevněný přestavitelně na rámu stroje, a jeden magnet upevněný na rozváděči tyči.

V dalším provedení obsahuje zařízení tři magnetické dvojice, z nichž jedna magnetická dvojice je uspořádána v oblasti konce rozváděči tyče připojeného k rozváděči skříni. Tímto uspořádáním lze ovlivnit napětí v rozváděči tyči v oblasti pravé úvrati.

Je výhodné, když jsou pevné magnety uchyceny k rámu stroje stavitelně prostřednictvím servomotorů upevněných na rámu, přičemž výstupem servomotorů je přímočarý posun pevných magnetů podél rozváděči tyče, přičemž po vykonání tohoto přímočarého posunu je výstupní člen servomotoru k rámu fixován. Přitom je zvláště výhodné, jsou-li servomotory pevných magnetů spraženy s řídicí jednotkou určující polohu úvratí rozváděči tyče. Tím je umožněno počítačové řízení rozváděči ho ústrojí.

Alespoň jedna z magnetických dvojic je tvořena dvojicí Halbachových polí. Pro zařízení podle vynálezu je zásadní výhodou podstatné nižší hmotnost tohoto uspořádání magnetů ve srovnání s magnety dvoupólovými, což je zvláště důležité u magnetů, které jsou upevněny na rozváděči tyčí a podílejí se na velikosti její setrvačné hmoty.

Přehled obrázků na výkresech

Příkladná provedení zařízení podle vynálezu jsou znázorněna schematicky na výkresech, přičemž pro názorné vysvětlení a další srovnání je na obr. I uvedeno zařízení podle dosavadního stavu techniky, na obr. 2a a 2b dvě alternativy přednostního provedení zařízení podle vynálezu, na obr. 3 další provedení zařízení podle vynálezu, na obr. 4 průběh rychlosti začátku a konce rozváděči tyče u zařízení podle dosavadního stavu techniky a na obr. 5 srovnání průběhů podélné polohy začátku a konce rozváděči tyče u zařízení podle dosavadního stavu techniky a zařízení podle vynálezu.

Příklady provedeni vynálezu

V rámu I textilního stroje v provedení podle obr. 2a je uložena rozváděči tyč 2 prostřednictvím vedení 10. Rozváděči tyč 2 je v příkladném provedení poháněna neznázoměným klikovým nebo vačkovým mechanismem uspořádaným v rozváděči skříni 3. Tento mechanizmus transformuje rotační pohyb výstupního hřídele hnacího motoru na přímočarý vratný pohyb rozváděči tyče 2. Jiná alternativa používá lineárního hnacího servomotoru.

V oblasti volného konce rozváděči tyče 2 jsou na rozváděči tyči pevně uchyceny pohyblivé magnety 21 a 22. Na rámu 1 stroje jsou posuvně uloženy pevné magnety 11 a 12, Magnety mají tvar kotouče se středovým otvorem, přičemž jsou uspořádány souose s rozváděči tyčí 2. Otvory pevných magnetů 1 1. 12 rozváděči tyč 2 volně prochází. U neznázorněného jiného vzájemného provedení jsou magnety uspořádány mimo rozváděči tyč. Pohyblivý magnet 21 a pevný magnet 11 a pohyblivý magnet 22 a pevný magnet 12 tvoří spolupracující magnetické dvojice. Magnety každé dvojice 11 - 21. 12 - 22 jsou k sobě vzájemně přivrácený opačnými póly, takže se odpuzují. Pevné magnety 11, 12 jsou vzhledem k rámu nastavitelné, přičemž jsou fixovány v polohách tak, že rozdíl vzdálenosti Lj. přivrácených pólů pevných magnetů 11, 12 a vzdálenosti L· odvrácených pólů pohyblivých magnetů 21, 22 upevněných na rozváděči tyči 2 je součtem zdvihu rozváděči tyče 2 a požadovaných vůlí, které v levé a pravé úvratí rozváděči tyče 2 zůstávají mezi přivrácenými póly jedné a druhé dvojice magnetů H - 21, 12 - 22 a které zajišťují, že nedojde ke vzájemnému kontaktu magnetů jedné dvojice.

V provedení znázorněném na obr. 2b jsou dvě magnetické dvojice tvořeny jedním společným pohyblivým magnetem 20, který nahrazuje dva pohyblivé magnety 21, 22, a dvěma pevnými magnety H, 12.

V provedení podle obr. 3 obsahuje zařízení podle vynálezu v blízkosti rozváděči skříně 3 další dvojici magnetů tvořenou pohyblivým magnetem 23 upevněným na rozváděči tyči 2 a pevným magnetem J_3 posuvně uloženým na rámu 1 stroje. Pevný magnet 13 je vzhledem k rámu nastaven tak, že v pravé úvrati rozváděči tyče 2 zůstávají mezi přivrácenými póly dvojic magnetů 13 21 a 12 - 22 výše popsané požadované vůle. Ty se mohou nepatrně lišit, čímž lze ovlivnit napětí v rozváděči tyči v oblasti pravé úvrati.

-4CZ 303337 Β6

Magnety 11, 12, 13. 21, 22, 23 jsou v příkladném provedení standardními dvoupólovými permanentními magnety, v jiném příkladném provedení jsou vytvořeny jako multipóly tvořící Halbachovo pole. K přestavování pevných magnetů li, 12, 13 vzhledem k rámu i stroje je s výhodou využito neznázorněných známých servomotorů, které jsou po nastavení polohy pevných magnetů stabilizovány.

Servomotory pevných magnetů JLL 12, 13 jsou s výhodou spřaženy s neznázoměnou řídicí jednotkou, která slouží k řízení poloh úvratí rozváděči tyče 2. Zařízení dále může obsahovat rovněž neznázoměné snímače axiální polohy rozváděči tyče 2 nebo snímače velikosti odpudivé síly.

Na obr. 4 je zobrazen průběh rychlosti v části rozváděči tyče 200 u zařízení podle dosavadního stavu techniky. Světlejší křivka v_i je průběhem rychlosti části rozváděči tyče 200 v místě 203 připojení k rozváděči skříni 300 a tmavší křivka V2 je průběhem rychlosti části rozváděči tyče 200 v místě 204 na volném konci rozváděči tyče 200. Při zdvihu zj je rozváděči tyč 200 tlačena (pohybuje se z levé do pravé úvrati), při zdvihu z₂ je rozváděči tyč 200 tažena (pohybuje se z pravé do levé úvrati). Je zřejmé, že pokud je rozváděči tyč 200 tlačena, je výrazně potlačeno její podélné kmitání. Při zpětném pohybu, při němž je rozváděči tyč 200 tažena, naopak vznikají značné podélné vibrace.

Analogicky s obr. 4 je na obr. 5 znázorněn nahoře průběh p., částí rozváděči tyče 200 v místě 203 připojení k rozváděči skříni 300 a v místě 204 na volném konci rozváděči tyče 200 u zařízení podle dosavadního stavu techniky podle obr. 1 a dole průběh p_y částí rozváděči tyče 2 v místě 24 připojení k rozváděči skříni 3 a v místě 25 na volném konci rozváděči tyče 2 u zařízení podle vynálezu v provedení podle obr. 2 a 3. Je zřejmé, že podélné kmitání částí rozváděči tyče 2 v místě 25 na volném konci rozváděči tyče 2 je i při zdvihu zi, při kterém je rozváděči tyč 2 tažena, prakticky utlumeno.

Ve srovnání uvedených příkladných provedení podle vynálezu je uspořádání podle obr. 2 výhodnější, než uspořádání podle obr. 3. Menší počet magnetů znamená menší hmotnost rozváděči tyče 2 a dále úsporu nákladů za jednu dvojici magnetů 13 - 23 a příslušný axiální servomotor k přesouvání pevného magnetu 13. Uspořádání magnetů podle obr. 2a, 2b je výhodné použít tehdy, když je pohyb rozváděči tyče 2 generovaný rozváděči skříní 3 plynulý, tedy bez rázů, když je část rozváděči tyče 2 přilehlá k rozváděči skříni 3 dostatečně tuhá a když není požadováno rozdělení tlumení na dvě dvojice magnetů 12 - 22 a 13-23 se stejným smyslem tlumicího účinku.

Uspořádání podle obr. 3 může plnit ve srovnání s provedením podle obr. 2 univerzálnější požadavky. Zejména tím, že umožňuje pomocí různých vzdáleností magnetů 12 - 22 a 13 - 23 ovlivňovat síly působící na obou koncích rozváděči tyče 2 a dosáhnout tak například i vzniku napětí v tahu v rozváděči tyči 2. Sčítáním sil od různě vzdálených magnetů 12 - 22 a 13 - 23 lze měnit průběh výsledné síly a přizpůsobit jej co nejvíce síle potřebné pro rozběh a brzdění rozváděči tyče 2.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (7)

1. Zařízení k rozvádění příze navíjené na cívku uloženou v navíjecím ústrojí pracovního místa textilního stroje, obsahující podélnou rozváděči tyč (2) společnou pro řadu pracovních míst spřaženou s pohonem udělujícím jí přímočarý vratný pohyb a s ovládacím systémem určujícím polohu úvratí rozváděči tyče (2), přičemž podélná rozváděči tyč (2) je rovnoběžná s podélným navíjecím hřídelem určeným pro řadu pracovních míst, přičemž dále obsahuje alespoň dvě magnetické dvojice, z nichž každá je tvořena odpuzujícími se póly magnetů (11, 21; 12, 22; 11, 20; 12,

-5CZ 303337 B6

20), z nichž vždy jeden magnet (11, 12) je uspořádán na rámu (1) stroje a druhý magnet (21, 22, 20) je uspořádán na rozváděči tyči (2), vyznačující se tím, že alespoň dvě magnetické dvojice (11,21; 12, 22; 11, 20; 12, 20) jsou uspořádány v oblasti volného konce rozváděči tyče (2).

2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že dvě magnetické dvojice obsahují dva pevné magnety (11, 12) upevněné přestavitelně na rámu (I) stroje, a alespoň jeden společný pohyblivý magnet (20) upevněný na rozváděči tyči (2).

io

3. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že každá magnetická dvojice obsahuje pevný magnet (11, 12) upevněný přestavitelně na rámu (1) stroje, a jeden magnet (21,22) upevněný na rozváděči tyči (2).

4. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků laž3, vyznačující se tím, že obsahuje tři

15 magnetické dvojice (11,21; 12, 22; 13; 23), z nichž jedna magnetická dvojice (13, 23) je uspořádána v oblasti konce rozváděči tyče (2) připojeného k rozváděči skříni (3).

5. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků laž4, vyznačující se tím, že pevné magnety (11, 12, 13) jsou k rámu (1) stroje uchyceny stavitelně prostřednictvím servomotorů upev2o něných na rámu (1), přičemž výstupem servomotorů je přímočarý posun pevných magnetů (11, 12, 13) podél rozváděči tyče (2), přičemž po vykonání tohoto přímočarého posunu je výstupní člen servomotoru k rámu (1) fixován.

6. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že servomotory pevných magnetů

25 (11,12, 13) jsou spřaženy s řídicí jednotkou určující polohu úvratí rozváděči tyče (2).

7. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 1, 3 až 6, vyznačující se tím, že alespoň jedna z magnetických dvojic (11,21; 12, 22; 13; 23) je tvořena dvojicí Halbachových polí.