EP1004532A1 - Energy storage for a yarn take-up device - Google Patents

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EP1004532A1
EP1004532A1 EP98122210A EP98122210A EP1004532A1 EP 1004532 A1 EP1004532 A1 EP 1004532A1 EP 98122210 A EP98122210 A EP 98122210A EP 98122210 A EP98122210 A EP 98122210A EP 1004532 A1 EP1004532 A1 EP 1004532A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
energy store
rotatable element
store according
rotating unit
thread guide
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP98122210A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Hermann Dr. Mettler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SSM Schaerer Schweiter Mettler AG
Original Assignee
SSM Schaerer Schweiter Mettler AG
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Filing date
Publication date
Application filed by SSM Schaerer Schweiter Mettler AG filed Critical SSM Schaerer Schweiter Mettler AG
Priority to EP98122210A priority Critical patent/EP1004532A1/en
Publication of EP1004532A1 publication Critical patent/EP1004532A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H54/00—Winding, coiling, or depositing filamentary material
    • B65H54/02—Winding and traversing material on to reels, bobbins, tubes, or like package cores or formers
    • B65H54/28—Traversing devices; Package-shaping arrangements
    • B65H54/2821—Traversing devices driven by belts or chains
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
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    • B65H54/02—Winding and traversing material on to reels, bobbins, tubes, or like package cores or formers
    • B65H54/28—Traversing devices; Package-shaping arrangements
    • B65H54/2884—Microprocessor-controlled traversing devices in so far the control is not special to one of the traversing devices of groups B65H54/2803 - B65H54/325 or group B65H54/38
    • B65H54/2887—Microprocessor-controlled traversing devices in so far the control is not special to one of the traversing devices of groups B65H54/2803 - B65H54/325 or group B65H54/38 detecting the position of the yarn guide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65H54/02—Winding and traversing material on to reels, bobbins, tubes, or like package cores or formers
    • B65H54/38—Arrangements for preventing ribbon winding ; Arrangements for preventing irregular edge forming, e.g. edge raising or yarn falling from the edge
    • B65H54/385—Preventing edge raising, e.g. creeping arrangements
    • B65H54/386—Preventing edge raising, e.g. creeping arrangements with energy storing means for recovering the kinetic energy at the end of the traversing stroke
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2701/00—Handled material; Storage means
    • B65H2701/30—Handled filamentary material
    • B65H2701/31—Textiles threads or artificial strands of filaments

Definitions

  • the present invention relates to an energy store for a winding device a thread, which a thread guide and a motor driven Driving wheel running and carrying the thread guide traversing element, wherein the Driving wheel is connected to the energy store.
  • a pinion is arranged on the drive shaft of the drive wheel, which engages with two gears, each at one end and at the other other end is firmly attached to the torsion bar.
  • Each torsion bar contains a device for adjusting its effective length, with which the length shortened a certain point before the reversal point of the thread guide and at Swinging back of the thread guide is returned to its normal value. Shortening the effective length of the torsion bars causes an increase in Torque characteristic.
  • the invention is now intended to provide an energy store for a winding device a thread which is compact and in the last area of the stroke causes no further increase in the torque characteristic.
  • the restoring torque is effective as evenly as possible stay.
  • a second preferred embodiment of the energy store according to the invention is characterized in that the connecting element with one end on the rotatable Element fastened and with its other end to the stationary element in the longitudinal direction is slidably mounted.
  • a third preferred embodiment of the energy store according to the invention is characterized by one provided between the driving wheel and the rotatable member Ratio, which is chosen so that the rotatable element at maximum stroke the thread guide performs a rotary movement of less than ⁇ 150 ° from the center of the stroke.
  • the said rotational movement of the rotatable element is not more than ⁇ 120 °.
  • the solution according to the invention is inexpensive, mechanically simple, compact and low-wear. In addition, it enables movement without discontinuities.
  • a fourth preferred embodiment of the energy store according to the invention is thereby characterized in that the connecting element by a bending beam with asymmetrical, preferably rectangular or elliptical, cross-section formed, and that the cross section is chosen so that the torque curve has a desired course having.
  • a fifth preferred embodiment of the energy store according to the invention is characterized in that the torque curve up to about 90 ° rotation of the Rotatable element a linear and then the smallest possible increase in Has reset torque.
  • the winding unit shown in Fig. 1 consists essentially of a motor-driven Spindle 1 for receiving and holding a coil sleeve 2, on which a coil, for example, a cheese 3, is wound up, and from a device 4 for Laying a thread.
  • the cheese 3 is exposed along a surface line on one rotatable roller 5, which is mounted on a suitable carrier part 6 of the winding machine is.
  • the thread laying 4, which serves to produce the desired winding, contains as the most important element, a thread guide 7, which along the axis of the bobbin 3 oscillating oscillating movement executes.
  • the thread guide 7 is attached to a traversing element 8, which is flexible and in the traversing direction, a rigid member for transmitting tensile forces is formed, and for example by a string, a wire, a metal rope, a flat, toothed or V-belt, a metal band, a chain or the like is formed.
  • the traversing element 8 runs over two deflection rollers 9 and 10 rigidly mounted on the carrier part 6 to one of a motor 11 driven drive wheel 12, which is composed of several turns of the traversing element 8 is wrapped and has oblique grooves to guide it (see Fig. 2). Both ends of the traversing element 8 are fastened to the drive wheel 12.
  • the motor 11 is generally a servo motor, such as a brushless DC motor or a stepper motor.
  • the thread guide 7 When driving the driving wheel 12, depending on the direction of rotation thereof, the thread guide 7 in the direction of one or the other deflecting roller 9 or 10.
  • the distance between the guide rollers 9 and 10 determines the maximum possible stroke of the thread guide 7 during its traversing movement.
  • the drive wheel 12 is in terms of the torque characteristic of the motor 11 and to the thread guide 7, thread and traversing element 8 formed load adjusted that an ideal efficiency results.
  • the motor 11 is a sensor (not shown) for detecting the rotational position of the Driving wheel 12 and thus assigned to the traversing position of the thread guide 7.
  • the sensor signal is fed to a control unit 13 which checks whether the motor 11 with the provided speed for the respective position of the thread guide 7 runs. In the event of deviations
  • the control unit 13 outputs a corresponding control signal between the actual value and the target value to the engine 11.
  • the control unit 13, which is part of a programmable Control forms, is connected to a machine control center via data lines which several winding devices of the type shown can be connected.
  • the paths, speeds and accelerations for are in the control unit 13 the motor movement due to the applicable winding laws calculated.
  • this information is determined in pulses with Intervals implemented and passed on to the power stage controlling the motor.
  • these time intervals are constant, with delays and accelerations lengthen or shorten accordingly.
  • the drive shaft of the drive wheel 12 is on the one Shaft of the motor 11 attached to a pinion 14 which drives a rotatable element 15.
  • the latter can be a gear, for example.
  • On the rotatable element 15 is one End of a bending beam 16 attached to the other end in a stationary Element 17 is guided.
  • the gear ratio from the pinion 14 to the rotatable member 15 is chosen so that the rotatable element 15 at maximum stroke of the thread guide 7 rotates ⁇ 120 ° from the center of the stroke.
  • the bending beam 16 has an asymmetrical, for example rectangular or elliptical, cross section, which is chosen so that the torque curve (Fig. 3) the desired course. You can also use more than one bending beam 16, to generate as little imbalance as possible. The torque characteristic remains in preserve their character.
  • the use of several bending beams has the advantage that the individual rods can be dimensioned smaller and lighter, which also regarding of the moment of inertia is advantageous.
  • Fig. 3 three torque curves M1, M2 and M3 are plotted as a function of the angle of rotation Phi, which show that the torque increases up to a certain angle of rotation and then decreases again after a flat curve.
  • the curves M1, M2 and M3 each correspond to a different restoring force R y acting on the bending beam 16 (FIG. 2) in the y direction.
  • the y-direction and the x-direction are the main axes of the bending beam.
  • the ratio R y to R x is selected so that the torque increases only slightly between 90 ° and 120 °. As can be seen from the figure, a ratio will be chosen which is just below the ratio corresponding to curve M2.

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Abstract

At a bobbin winder, energy is stored during the reciprocating movements of the yarn guide to be used at the direction change points. The energy is stored by a torsion rod (16) held under tension between a rotating unit (15) at the powered drive wheel (12) for the reciprocating yarn guide mounting (8) and a fixed unit (17). The torsion rod (16) builds up a non-linear reassertion force during the stroke movement of the yarn guide, without additional aids. One end of the rod (16) is secured to the rotating unit (15), and its other end can slide longitudinally at the fixed unit (17). The speed ratio between the drive wheel (12) and the rotating unit (15) is set so that, on a maximum stroke length of the yarn guide, there is a rotation of less than plus or minus 150 degrees from the center of the stroke length, and not more than plus or minus 120 degrees . The rotating unit (15) is a cogwheel, which is engaged by a pinion (14) on the shaft of the motor (11) which drives the wheel (12). The torsion rod (16) is a beam with a non-symmetrical cross section, preferably rectangular or elliptical, selected to give the required torque pattern curve run. The desired torque curve gives a deflection of the torsion beam (16) on a circular path in a Cartesian co-ordinate system with unequal reassertion forces in the x- and y-directions. The torque curve gives a linear run up to 90 degrees of the rotary movement of the rotating unit (15), and then the smallest possible increase in the reassertion torque. Two torsion beams (16) can be used, positioned symmetrically to the rotary axis of the rotating unit (15).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Energiespeicher für eine Vorrichtung zum Aufwickeln eines Fadens, welche einen Fadenführer und ein über ein motorisch antreibbares Treibrad laufendes und den Fadenführer tragendes Changierelement aufweist, wobei das Treibrad mit dem Energiespeicher verbunden ist.The present invention relates to an energy store for a winding device a thread, which a thread guide and a motor driven Driving wheel running and carrying the thread guide traversing element, wherein the Driving wheel is connected to the energy store.

Bei einer in der EP-A-0 453 622 beschriebenen Vorrichtung zum Aufwickeln eines Fadens ist auf der Antriebswelle des Treibrads ein Ritzel angeordnet, welches in Eingriff mit zwei Zahnrädern steht, von denen jedes an dem einen Ende eines an seinem anderen anderen Ende fest eingespannten Torsionsstabs befestigt ist. Jeder Torsionsstab enthält eine Einrichtung zur Verstellung seiner wirksamen Länge, mit welcher die Länge an einem bestimmten Punkt vor dem Umkehrpunkt des Fadenführers verkürzt und beim Zurückschwingen des Fadenführers wieder auf ihren Normalwert zurückgestellt wird. Die Verkürzung der wirksamen Länge der Torsionsstäbe bewirkt einen Anstieg der Drehmomentkennlinie.In a device for winding a thread as described in EP-A-0 453 622 a pinion is arranged on the drive shaft of the drive wheel, which engages with two gears, each at one end and at the other other end is firmly attached to the torsion bar. Each torsion bar contains a device for adjusting its effective length, with which the length shortened a certain point before the reversal point of the thread guide and at Swinging back of the thread guide is returned to its normal value. Shortening the effective length of the torsion bars causes an increase in Torque characteristic.

Dieses System ist wegen der Einrichtung zur Verstellung der wirksamen Länge der Torsionsstäbe relativ aufwendig, ausserdem müssen die Torsionsstäbe aus materialtechnischen Gründen relativ lang sein, was aber aus Platzgründen unerwünscht ist.This system is because of the mechanism for adjusting the effective length of the Torsion bars are relatively complex, in addition, the torsion bars have to be made of materials Reasons to be relatively long, which is undesirable for reasons of space.

Durch die Erfindung soll nun ein Energiespeicher für eine Vorrichtung zum Aufwickeln eines Fadens angegeben werden, welcher kompakt ist und im letzten Bereich des Hubes keinen weiteren Anstieg der Drehmomentkennlinie bewirkt. Ausserdem soll bei Hubverkürzungen und/oder Hubvariationen das Rückstellmoment möglichst gleichmässig wirksam bleiben.The invention is now intended to provide an energy store for a winding device a thread which is compact and in the last area of the stroke causes no further increase in the torque characteristic. In addition, should shorten the stroke and / or stroke variations, the restoring torque is effective as evenly as possible stay.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Energiespeicher durch ein stabförmiges, zwischen einem mit dem Treibrad verbundenen drehbaren Element einem ortsfesten Element eingespanntes und ausserhalb der Drehachse liegendes, Verbindungselement gebildet ist.This object is achieved according to the invention in that the energy store a rod-shaped, between a rotatable element connected to the driving wheel a fixed element clamped and lying outside the axis of rotation, connecting element is formed.

Eine erste bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Energiespeichers ist dadurch gekennzeichnet, dass im Verbindungselement ohne Zuhilfenahme zusätzlicher Hilfsmittel ein bezüglich des vom Fadenführer zurückgelegten Hubs nichtlineares Rückstellmoment aufgebaut wird.This is a first preferred embodiment of the energy store according to the invention characterized that in the connecting element without the aid of additional Aid a non-linear restoring torque with respect to the stroke covered by the thread guide is built up.

Eine zweite bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Energiespeichers ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement mit seinem einen Ende am drehbaren Element befestigt und mit seinem anderen Ende am ortsfesten Element in Längsrichtung verschiebbar gelagert ist.A second preferred embodiment of the energy store according to the invention is characterized in that the connecting element with one end on the rotatable Element fastened and with its other end to the stationary element in the longitudinal direction is slidably mounted.

Eine dritte bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Energiespeichers ist gekennzeichnet durch eine zwischen dem Treibrad und dem drehbaren Element vorgesehene Übersetzung, welche so gewählt ist, dass das drehbare Element bei maximalem Hub des Fadenführers eine Drehbewegung von weniger als ±150° ab Hubmitte ausführt. Vorzugsweise beträgt die genannte Drehbewegung des drehbaren Elements nicht mehr als ±120°.A third preferred embodiment of the energy store according to the invention is characterized by one provided between the driving wheel and the rotatable member Ratio, which is chosen so that the rotatable element at maximum stroke the thread guide performs a rotary movement of less than ± 150 ° from the center of the stroke. Preferably the said rotational movement of the rotatable element is not more than ± 120 °.

Die erfindungsgemässe Lösung ist kostengünstig, mechanisch einfach, kompakt und verschleissarm. Ausserdem ermöglicht sie eine Bewegung ohne Unstetigkeitsstellen.The solution according to the invention is inexpensive, mechanically simple, compact and low-wear. In addition, it enables movement without discontinuities.

Eine vierte bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Energiespeichs ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement durch einen Biegebalken mit unsymmetrischem, vorzugsweise rechteckigem oder elliptischem, Querschnitt gebildet, und dass der Querschnitt so gewählt ist, dass die Drehmomentkurve einen gewünschten Verlauf aufweist.A fourth preferred embodiment of the energy store according to the invention is thereby characterized in that the connecting element by a bending beam with asymmetrical, preferably rectangular or elliptical, cross-section formed, and that the cross section is chosen so that the torque curve has a desired course having.

Eine fünfte bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Energiespeichers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentkurve bis zu etwa 90° Drehbewegung des drehbaren Elements eine lineare und anschliessend eine möglichst geringe Zunahme des Rückstelldrehmoments aufweist.A fifth preferred embodiment of the energy store according to the invention is characterized in that the torque curve up to about 90 ° rotation of the Rotatable element a linear and then the smallest possible increase in Has reset torque.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnungen näher erläutert; es zeigt:

Fig. 1
eine schematische Darstellung einer Spulstelle einer Spulmaschine,
Fig. 2
eine Skizze des Energiespeichers der Spulstelle von Fig. 1; und
Fig. 3
ein Diagramm zur Funktionserläuterung.
The invention is explained in more detail below with the aid of an exemplary embodiment and the drawings; it shows:
Fig. 1
1 shows a schematic illustration of a winding unit of a winding machine,
Fig. 2
a sketch of the energy storage of the winding unit of Fig. 1; and
Fig. 3
a diagram to explain the function.

Die in Fig. 1 dargestellte Spulstelle besteht im wesentlichen aus einer motorisch antreibbaren Spindel 1 zur Aufnahme und Halterung einer Spulenhülse 2, auf die eine Spule, beispielsweise eine Kreuzspule 3, aufgewickelt wird, und aus einer Einrichtung 4 zur Verlegung eines Fadens. Die Kreuzspule 3 liegt längs einer Mantellinie auf einer frei drehbaren Walze 5 auf, die auf einem geeigneten Trägerteil 6 der Spulmaschine montiert ist. Die Fadenverlegung 4, die zur Herstellung der gewünschten Wicklung dient, enthält als wesentlichstes Element einen Fadenführer 7, der entlang der Achse der Spule 3 eine oszillierende Changierbewegung ausführt.The winding unit shown in Fig. 1 consists essentially of a motor-driven Spindle 1 for receiving and holding a coil sleeve 2, on which a coil, for example, a cheese 3, is wound up, and from a device 4 for Laying a thread. The cheese 3 is exposed along a surface line on one rotatable roller 5, which is mounted on a suitable carrier part 6 of the winding machine is. The thread laying 4, which serves to produce the desired winding, contains as the most important element, a thread guide 7, which along the axis of the bobbin 3 oscillating oscillating movement executes.

Der Fadenführer 7 ist auf einem Changierelement 8 befestigt, welches als flexibles und in Changierrichtung steifes Organ zur Übertragung von Zugkräften ausgebildet und beispielsweise durch eine Saite, einen Draht, ein Metallseil, einen Flach-, Zahn- oder Keilriemen, ein Metallband, eine Kette oder dergleichen gebildet ist. Das Changierelement 8 läuft über zwei auf dem Trägerteil 6 starr gelagerte Umlenkrollen 9 und 10 zu einem von einem Motor 11 antreibbaren Treibrad 12, welches von mehreren Windungen des Changierelements 8 umschlungen ist und schräge Rillen zu dessen Führung aufweist (siehe Fig. 2). Beide Enden des Changierelements 8 sind am Treibrad 12 befestigt. Der Motor 11 ist ganz allgemein ein Servomotor, beispielsweise ein bürstenloser Gleichstrommotor oder ein Schrittmotor.The thread guide 7 is attached to a traversing element 8, which is flexible and in the traversing direction, a rigid member for transmitting tensile forces is formed, and for example by a string, a wire, a metal rope, a flat, toothed or V-belt, a metal band, a chain or the like is formed. The traversing element 8 runs over two deflection rollers 9 and 10 rigidly mounted on the carrier part 6 to one of a motor 11 driven drive wheel 12, which is composed of several turns of the traversing element 8 is wrapped and has oblique grooves to guide it (see Fig. 2). Both ends of the traversing element 8 are fastened to the drive wheel 12. The motor 11 is generally a servo motor, such as a brushless DC motor or a stepper motor.

Bei Antrieb des Treibrades 12 wird je nach dessen Rotationsrichtung der Fadenführer 7 in Richtung auf die eine oder die andere Umlenkrolle 9 bzw. 10 bewegt. Der Abstand zwischen den Umlenkrollen 9 und 10 bestimmt den maximal möglichen Hub des Fadenführers 7 bei seiner Changierbewegung. Das Treibrad 12 ist so an die Drehmomentcharakteristik des Motors 11 und an die aus Fadenführer 7, Faden und Changierelement 8 gebildete Last angepasst, dass ein idealer Wirkungsgrad resultiert.When driving the driving wheel 12, depending on the direction of rotation thereof, the thread guide 7 in the direction of one or the other deflecting roller 9 or 10. The distance between the guide rollers 9 and 10 determines the maximum possible stroke of the thread guide 7 during its traversing movement. The drive wheel 12 is in terms of the torque characteristic of the motor 11 and to the thread guide 7, thread and traversing element 8 formed load adjusted that an ideal efficiency results.

Dem Motor 11 ist ein Sensor (nicht dargestellt) zur Detektion der Drehposition des Treibrades 12 und damit der Changierposition des Fadenführers 7 zugeordnet. Das Sensorsignal wird einer Steuereinheit 13 zugeführt, die überprüft, ob der Motor 11 mit der für die jeweilige Position des Fadenführers 7 vorgesehenen Drehzahl läuft. Bei Abweichungen zwischen Ist- und Sollwert gibt die Steuereinheit 13 ein entsprechendes Regelsignal an den Motor 11 ab. Die Steuereinheit 13, welche Teil einer programmierbaren Steuerung bildet, ist über Datenleitungen mit einer Maschinenzentrale verbunden, an welche mehrere Spulvorrichtungen der dargestellten Art angeschlossen sein können.The motor 11 is a sensor (not shown) for detecting the rotational position of the Driving wheel 12 and thus assigned to the traversing position of the thread guide 7. The sensor signal is fed to a control unit 13 which checks whether the motor 11 with the provided speed for the respective position of the thread guide 7 runs. In the event of deviations The control unit 13 outputs a corresponding control signal between the actual value and the target value to the engine 11. The control unit 13, which is part of a programmable Control forms, is connected to a machine control center via data lines which several winding devices of the type shown can be connected.

In der Steuereinheit 13 werden die Wege, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen für die Motorbewegung aufgrund der jeweils zur Anwendung kommenden Wickelgesetze berechnet. Bei einem Schrittmotor wird diese Information in Impulse mit bestimmten Zeitabständen umgesetzt und an die den Motor steuernde Leistungsendstufe weitergegeben. Bei konstanter Fadenführerbewegung sind diese Zeitabstände konstant, bei Verzögerungen und Beschleunigungen verlängern bzw. verkürzen sie sich entsprechend.The paths, speeds and accelerations for are in the control unit 13 the motor movement due to the applicable winding laws calculated. With a stepper motor, this information is determined in pulses with Intervals implemented and passed on to the power stage controlling the motor. With constant thread guide movement, these time intervals are constant, with delays and accelerations lengthen or shorten accordingly.

Bei höheren Changiergeschwindigkeiten erfordert die in der Regel sehr abrupte Umkehr der Bewegungsrichtung an den Umkehrpunkten, bei der die Massenträgheit der beweglichen Teile der Antriebseinheit, also des Fadenführers 7, des Changierelements 8, der Umlenkrollen 9, 10, des Treibrads 12 und des Rotors des Schrittmotors 11, überwunden werden muss, zusätzliche Massnahmen und Mittel in Form eines Energiespeichers, welcher während der Bewegung des Fadenführers 7 Energie speichert und diese in der Beschleunigungsphase nach dem Umkehrpunkt abgibt. So sind beispielsweise Systeme bekannt, bei denen der Fadenführer kurz vor dem Umkehrpunkt auf eine Druckfeder auffährt und diese zusammendrückt.At higher traversing speeds, this usually requires a very abrupt reversal the direction of movement at the reversal points at which the inertia of the movable Parts of the drive unit, ie the thread guide 7, the traversing element 8, the Deflection pulleys 9, 10, the drive wheel 12 and the rotor of the stepping motor 11 are overcome must be additional measures and means in the form of an energy store, which stores energy during the movement of the thread guide 7 and this in the acceleration phase after the turning point. For example, systems are known where the thread guide hits a compression spring just before the turning point and squeeze them together

Wie Fig. 2 zu entnehmen ist, ist auf der die Antriebswelle des Treibrades 12 bildenden Welle des Motors 11 ein Ritzel 14 befestigt, welches ein drehbares Element 15 antreibt. Letzteres kann beispielsweise ein Zahnrad sein. Am drehbaren Element 15 ist das eine Ende eines Biegebalkens 16 befestigt, der an seinem anderen Ende in einem ortsfesten Element 17 geführt ist. Bei einer Drehung des drehbaren Elements 15 wird der Biegebalken 16 auf einer Kreisbahn ausgelenkt und bewirkt eine Rückstellkraft auf die Welle des Motors 11. Das Übersetzungsverhältnis vom Ritzel 14 zum drehbaren Element 15 ist dabei so gewählt, dass das drehbare Element 15 bei maximalem Hub des Fadenführers 7 eine Drehbewegung von ±120° ab Hubmitte ausführt. As can be seen in FIG. 2, the drive shaft of the drive wheel 12 is on the one Shaft of the motor 11 attached to a pinion 14 which drives a rotatable element 15. The latter can be a gear, for example. On the rotatable element 15 is one End of a bending beam 16 attached to the other end in a stationary Element 17 is guided. When the rotatable element 15 rotates, the bending beam 16 deflected on a circular path and causes a restoring force on the shaft of the engine 11. The gear ratio from the pinion 14 to the rotatable member 15 is chosen so that the rotatable element 15 at maximum stroke of the thread guide 7 rotates ± 120 ° from the center of the stroke.

Im Unterschied zu der weiter oben erwähnten Druckfeder, die erst am Ende der Bewegung des Fadenführers zusammengedrückt wird, wird während der gesamten Linearbewegung des Fadenführers 7 langsam Energie in den Biegebalken 16 gesteckt, welche dann an der Umkehrstelle als Gegenmoment zur Verfügung steht.In contrast to the compression spring mentioned above, which is only at the end of the movement of the thread guide is compressed during the entire linear movement the thread guide 7 slowly inserted energy into the bending beam 16, which is then available as a counter moment at the reversal point.

Der Biegebalken 16 weist einen unsymmetrischen, beispielsweise rechteckigen oder elliptischen, Querschnitt auf, der so gewählt ist, dass die Drehmomentkurve (Fig. 3) den gewünschten Verlauf erhält. Man kann auch mehr als einen Biegebalken 16 einsetzen, um möglichst wenig Unwucht zu erzeugen. Die Drehmomentkennlinie bleibt dabei in ihrem Charakter erhalten. Die Verwendung mehrerer Biegebalken hat den Vorteil, dass die einzelnen Stäbe kleiner und leichter dimensioniert werden können, was auch bezüglich des Massenträgheitsmoments vorteilhaft ist.The bending beam 16 has an asymmetrical, for example rectangular or elliptical, cross section, which is chosen so that the torque curve (Fig. 3) the desired course. You can also use more than one bending beam 16, to generate as little imbalance as possible. The torque characteristic remains in preserve their character. The use of several bending beams has the advantage that the individual rods can be dimensioned smaller and lighter, which also regarding of the moment of inertia is advantageous.

Durch die Verdrehung des drehbaren Elements 15 gegenüber dem ortsfesten Element 17 um einen bestimmten Winkel entsteht ein nichtlineares Rückstellmoment. Man spricht in diesem Fall gemäss Festigkeitslehre von "allgemeiner Biegung". Weil der Biegebalken 16 bei seiner infolge der genannten Verdrehung auftretenden Verbiegung eine Verkürzung erfährt, ist er im ortsfesten Element 17 in seiner Längsachse und damit in der Richtung parallel zur Drehachse, verschiebbar gelagert. Material und Querschnitt des Biegebalkens 16 sind so gewählt, dass die gewünschten Rückstellmomente auftreten, ohne dass der Biegebalken eine bleibende Verformung erfährt.By rotating the rotatable element 15 relative to the fixed element 17 a non-linear restoring moment arises at a certain angle. One speaks in in this case according to the strength theory of "general bending". Because the cantilever 16 a shortening when it occurs as a result of the aforementioned twisting experienced, it is in the fixed element 17 in its longitudinal axis and thus in the direction parallel to the axis of rotation, slidably mounted. Material and cross section of the bending beam 16 are selected so that the desired restoring moments occur without that the bending beam is permanently deformed.

In Fig. 3 sind drei Drehmomentkurven M1, M2 und M3 in Funktion vom Drehwinkel Phi aufgezeichnet, welche zeigen, dass das Drehmoment bis zu einem bestimmten Drehwinkel ansteigt und dann nach einem flachen Kurvenverlauf wieder absinkt. Die Kurven M1, M2 und M3 entsprechen je einer unterschiedlichen, auf den Biegebalken 16 (Fig. 2) in y-Richtung wirkenden Rückstellkraft Ry. Die y-Richtung und die x-Richtung sind die Hauptachsen des Biegebalkens. Der Drehwinkel Phi wird von der x-Achse aus gemessen; bei Phi = 90° ist die y-Achse erreicht.In Fig. 3 three torque curves M1, M2 and M3 are plotted as a function of the angle of rotation Phi, which show that the torque increases up to a certain angle of rotation and then decreases again after a flat curve. The curves M1, M2 and M3 each correspond to a different restoring force R y acting on the bending beam 16 (FIG. 2) in the y direction. The y-direction and the x-direction are the main axes of the bending beam. The angle of rotation Phi is measured from the x-axis; the y-axis is reached at Phi = 90 °.

Wenn man die Rückstellkraft Rx in x-Richtung als konstant annimmt, dann entsprechen die Kurven M1, M2 und M3 den folgenden Verhältnissen von Ry : Rx, also Rückstellkraft in y-Richtung zu Rückstellkraft in x-Richtung:

  • M1:   Ry/Rx = 1
  • M2:   Ry/Rx = 0.6
  • M3:   Ry/Rx = 0.2
If the restoring force R x in the x direction is assumed to be constant, then the curves M1, M2 and M3 correspond to the following ratios of R y : R x , i.e. restoring force in the y direction to restoring force in the x direction:
  • M1: R y / R x = 1
  • M2: R y / R x = 0.6
  • M3: R y / R x = 0.2

Das Verhältnis Ry zu Rx wird so ausgewählt, dass das Drehmoment zwischen 90° und 120° nur noch leicht ansteigt. Wie man der Figur entnehmen kann, wird man ein Verhältnis wählen, das knapp unterhalb des der Kurve M2 entsprechenden Verhältnisses liegt.The ratio R y to R x is selected so that the torque increases only slightly between 90 ° and 120 °. As can be seen from the figure, a ratio will be chosen which is just below the ratio corresponding to curve M2.

Claims (10)

Energiespeicher für eine Vorrichtung zum Aufwickeln eines Fadens (F), welche einen Fadenführer (7) und ein über ein motorisch antreibbares Treibrad (12) laufendes und den Fadenführer (7) tragendes Changierelement (8) aufweist, wobei das Treibrad (12) mit dem Energiespeicher verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher durch ein stabförmiges, zwischen einem mit dem Treibrad (12) verbundenen, drehbaren Element (15) und einem ortsfesten Element (17) eingespanntes, Verbindungselement (16) gebildet ist.Energy store for a device for winding a thread (F), which a Thread guide (7) and a motor driven drivewheel (12) running and has the traversing element (8) carrying the thread guide (7), the driving wheel (12) is connected to the energy store, characterized in that the energy store by a rod-shaped, between a connected to the drive wheel (12), rotatable element (15) and a fixed element (17) clamped connecting element (16) is formed. Energiespeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Verbindungselement (16) ohne Zuhilfenahme zusätzlicher Hilfsmittel ein bezüglich des vom Fadenführer (7) zurückgelegten Hubs nichtlineares Rückstellmoment aufgebaut wird.Energy store according to claim 1, characterized in that in the connecting element (16) without the use of additional aids in relation to that of the thread guide (7) covered hubs nonlinear restoring torque is built up. Energiespeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (16) mit seinem einen Ende am drehbaren Element (15) befestigt und mit seinem anderen Ende am ortsfesten Element (17) in Längsrichtung verschiebbar gelagert ist.Energy store according to claim 2, characterized in that the connecting element (16) with one end attached to the rotatable element (15) and with its the other end on the stationary element (17) is mounted displaceably in the longitudinal direction. Energiespeicher nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine zwischen dem Treibrad (12) und dem drehbaren Element (15) vorgesehene Übersetzung, welche so gewählt ist, dass das drehbare Element(15) bei maximalem Hub des Fadenführers (7) eine Drehbewegung von weniger als ±150° ab Hubmitte ausführt.Energy store according to claim 3, characterized by a between the drive wheel (12) and the rotatable element (15) provided translation, which is chosen is that the rotatable element (15) at a maximum stroke of the thread guide (7) Rotary movement of less than ± 150 ° from the center of the stroke. Energiespeicher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Drehbewegung des drehbaren Elements (15) nicht mehr als ±120° beträgt.Energy store according to claim 4, characterized in that said rotary movement of the rotatable element (15) is not more than ± 120 °. Energiespeicher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das drehbare Element (15) durch ein Zahnrad gebildet ist, welches mit einem auf der Welle des das Treibrad (12) antreibenden Motors (11) angeordneten Ritzel (14) in Eingriff steht.Energy store according to claim 5, characterized in that the rotatable element (15) is formed by a gear, which with a on the shaft of the Driving wheel (12) driving motor (11) arranged pinion (14) is engaged. Energiespeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (16) durch einen Biegebalken mit unsymmetrischem, vorzugsweise rechteckigem oder elliptischem, Querschnitt gebildet, und dass der Querschnitt so gewählt ist, dass die Drehmomentkurve einen gewünschten Verlauf aufweist. Energy store according to one of claims 1 to 5, characterized in that the Connecting element (16) by a bending beam with asymmetrical, preferably rectangular or elliptical, cross section formed, and that the cross section is selected so that the torque curve has a desired profile. Energiespeicher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung des gewünschten Kurvenverlaufs dadurch erfolgt, dass bei Auslenkung des Biegebalkens (16) auf einer Kreisbahn im kartesischen Koordinatensystem bezüglich der x- und der y-Richtung ungleiche Rückstellkräfte wirksam werden.Energy storage according to claim 7, characterized in that the generation of the desired curve shape takes place in that when the bending beam is deflected (16) on a circular path in the Cartesian coordinate system with respect to the x and the y direction unequal restoring forces take effect. Energiespeicher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentkurve bis zu etwa 90° Drehbewegung des drehbaren Elements (15) eine lineare und anschliessend eine möglichst geringe Zunahme des Rückstelldrehmoments aufweist.Energy store according to claim 8, characterized in that the torque curve up to about 90 ° rotary movement of the rotatable element (15) a linear and then has the smallest possible increase in the restoring torque. Energiespeicher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwei symmetrisch zur Drehachse des drehbaren Elements (15) angeordnete Biegebalken (16) vorgesehen sind.Energy store according to claim 8, characterized in that two symmetrical bending beams (16) arranged to the axis of rotation of the rotatable element (15) are.
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