TWI406985B

TWI406985B - 控制梭子上之緯紗帶張力的裝置，設有該裝置的梭子，和圓形梭織機

Info

Publication number: TWI406985B
Application number: TW099101361A
Authority: TW
Inventors: Albert Schindler; Nikolaus Wagner
Original assignee: Starlinger & Co Gmbh
Priority date: 2009-01-22
Filing date: 2010-01-19
Publication date: 2013-09-01
Also published as: CN102317521A; BRPI1006949B1; TW201037111A; MX2011007695A; ZA201104866B; EG26137A; EP2382347A1; BRPI1006949A2; CN102317521B; RU2011134856A; AT507558A4; EP2382347B1; RU2485228C2; WO2010084074A1; AT507558B1

Description

控制梭子上之緯紗帶張力的裝置，設有該裝置的梭子，和圓形梭織機

本發明關於一種控制圓形梭織機之梭子上之緯紗帶張力的裝置，其中該梭子包含帶偏斜機構，且可設置緯紗帶筒管。緯紗帶可被從緯紗帶筒管放出且被引導越過帶偏斜機構。藉此，藉由放出緯紗帶期間發生的緯紗帶張力，帶偏斜機構可抵抗恢復力而被偏斜離開靜止位置。且帶偏斜機構的位置取決於緯紗帶張力和恢復力。

再者，本發明包含用於圓形梭織機的梭子和設有該等梭子的圓形梭織機，該梭子設有該緯紗帶張力控制系統。

圓形梭織機用於生產管狀織物。圓形梭織機的重要應用領域是從已伸展的塑膠帶(band)生產高韌性的管狀織物。可使用這些高韌性管狀織物生產包裝袋，該等包裝袋例如用於包裝散裝的(bulk)材料。

例如本案發明人之歐洲專利第EP787226號案已描述圓形針織機，且圓形針織機已多年證明其在全世界的價值。該歐洲案的說明書併入本案做參考。歐洲專利第EP787226號案描述圓形梭織機的基本功能組，特別是複數的剖面軸桿，其配置在圓形簧片(reed)的周圍形成圓形，且每一軸桿帶有複數內綜線和外綜線(harness)，用以在每一情況引導圓形配置之兩經紗集合體的一部分，其藉由旋轉的主軸桿而交替進行向上和向下的相反運動，用於分別形成所謂的梭織梭口(weaving shed)或行進梭口(walking shed)。主軸桿藉由板狀凸輪旋轉驅動圓形簧片中的梭子，該等梭子在每一種情況中在行進梭口內運動。每一梭子支撐具有緯紗帶的筒管，該等緯紗帶被輸送至織邊。因此而形成的管狀織物被織物拉除裝置拉走。在較早期的圓形梭織機中，織物拉除裝置經由齒輪機構連接至梭織機的主軸桿而具有直接驅動。此產生的缺點是：即使設有緯紗帶監視機構，但是由於緯紗帶斷線或緯紗帶筒管已用盡，所以可能發生緯紗帶的失誤，此等失誤會導致在織物中有較薄的地方。該緯紗帶監視機構對所檢測到的緯紗帶失誤做出回應，立即傳送停止信號至機器中用於驅動圓形梭織機的主軸桿和織物拉除裝置的馬達。但是因為慣性力，所以馬達無法突然停止，而是在正作用於主軸桿之大慣性力的作用下進一步旋轉。但是此亦涉及織物的拉除，因為至少少了一緯紗帶，所以在梭子循環後的期間，現在只有較少的緯紗線被織入每一經紗織造(tie)長度單元內。

在歐洲專利第EP787226號案中，此問題被分離的馬達解決了。該馬達經由齒輪機構至少驅動拉除輥和(選擇性地)織物捆。該馬達的旋轉速率經由速率規制裝置而受電腦控制。該電腦經由脈衝產生器或類似裝置連接至圓形梭織機的主驅動裝置，以分別產生和圓形梭織機或主軸桿之旋轉速率成比例的脈衝。

藉由本發明，即使發生緯紗帶失誤時，仍可使織物密度保持橫定。但是EP787226號案所提供的解決方案，只有在發生緯紗帶失誤時才控制織物的密度。

在織造時，經紗線和緯紗線兩者或緯紗線承受張應力。被生產之管狀織物的織物圖案，實質上是取決於紗線或帶(band)中之張力。經紗帶被引導越過所謂的拉入輥，藉由拉入輥且在可調整之制動扭矩的輔助之下，將張應力(經紗張力)賦予給經紗帶。通常以彈簧負載的制動內襯直接在緯紗筒管的周圍上滑動，而完成經紗帶的張應力(經紗張力)。處理和調整該機械式緯紗制動，需要經驗和小心。每一筒管材料和襯墊圖案具有不同的摩擦係數。經常發生取代性制動內襯材料的議題。在一些應用中，由於作業期間增加的污染和織造灰塵，以致改變了摩擦係數。此外，緯紗帶材料有被滑動之制動內襯損壞的危險。

因此，此習知系統幾乎不能保證恆定的緯紗張力；其次，當機器正在運轉(亦即梭子在機器內旋轉)時，甚至瞬間的緯紗張力不受控制。

對緯紗帶張力的另一影響因素是緯紗筒管之現行直徑所產生的緯紗筒管瞬間速率。直到筒管結束時旋轉速率的增加，達到全滿筒管之初始旋轉速率的數倍。因此，由於摩擦效果，所以緯紗帶張力的增加和筒管的結束不成比例。

對緯紗帶張力的全部這些影響和其變化，都反應在以下述形式生產的織物中：

■以太低的緯紗張力形成緯紗帶的紗圈；

■織物束緊；亦即在緯紗張力太高，管狀織物的周邊縮減。

為了能生產寬度有小變化(周邊的可變化性)但不具有紗圈形成的高品質的織物，希望在運轉作業期間，能連續地或至少在預定的時間間隔監視和控制緯紗帶張力。

因此，本發明的主要目的在於提供控制圓形梭織機之梭子上的緯紗帶張力之裝置，藉此能生產具有恆定周邊和完美織物圖案之高品質管狀織物。

如上所述，也已知在圓形梭織機上設置緯紗帶監視機構，該監視機構對所檢測到的緯紗帶損失做回應，立即傳輸停止信號至驅動圓形梭織機之主軸桿的馬達，且選擇性地傳輸停止信號至織物拉除裝置之驅動馬達。

包含有用於監視緯紗帶之裝置的圓形梭織機，被揭露在例如本案申請人的第EP786026號歐洲專利，茲將該案併入本案做參考。在用於監視圓形梭織機上之緯紗線的此裝置中，從梭子的各筒管放出緯紗線，該等梭子沿著圓形簧片所形成的軌道在織造梭口內旋轉，且該等緯紗線被輸送至已產出之圓形織物的織物邊緣；掃描機構監視各緯紗帶，以在緯紗帶損失的情況產生電性控制信號。此係因為電性控制信號是由磁性感測器所產生，該磁性感測器設置在梭子之軌道的區域內，且和各梭子所支撐之永久磁鐵配合；其中永久磁鐵設置在樞接的槓桿上，該槓桿抵抗像彈簧之重置(reset)機構的作用而從拉除的緯紗帶偏斜，且被保持在和磁性感測器操作性連接的外側，以便在重置機構的作用下到達其最終位置(如果緯紗帶損失)。該最終位置產生永久磁鐵對磁性感測器的操作性連接，以產生主動的控制信號。

用於監視緯紗帶的此裝置，多年來已證明其在全世界之圓形梭織機的價值。然而希望可獲得機械上更簡單之用於監視緯紗帶的裝置，該裝置涉及較低零組件的經費，且因此較小，但仍然可信賴的。因此，本發明的第二方面是提供此種用於監視圓形梭織機上之緯紗帶的改良裝置。

在緯紗斷線(緯紗帶破裂)的情況，特別需要此種緯紗帶的監視。如果緯紗筒管上的帶材料規則地趨近其末端，此將自動地且就在真實末端之前被檢測。至此，附加的緯紗帶監視已達成此目的。

執行附加之緯紗帶監視的一種可能性是輕障礙物，其在緯紗筒管套筒被引導。如果筒管的最底層被放出，則反射器條被釋放，且感測器改變。另一種可能性是使用對比感測器，當最底層被放出時，對比感測器辨識明亮的筒管材料和暗色的筒管套筒等的對比。

從文件AT504109，已知用於在圓形梭織機上形成緯紗帶筒管更換控制信號的方法和裝置。藉此，即時和精密地檢測更換緯紗帶筒管的需要，所以可中斷織造製程和更換各緯紗帶筒管。應該可信賴地顯示，所需的筒管更換也是在高作業速率進行。對此問題的建議解決方案是基於緯紗帶筒管的角速度或角速度之時間積分的決定，其中速度信號被供給至中央計算和評估單元，將速度信號或其波動和極限值相比較，且當到達該極限值時，產生緯紗帶筒管更換控制信號。

本發明的第三方面包含產生對圓形梭織機中之梭子上的緯紗帶筒管填充位準的可信賴監視。可用低的零件經費進行該監視，且選擇性地當緯紗帶筒管快被耗盡時，產生緯紗帶筒管更換信號。

本發明解決具有如申請專利範圍第1項特徵之用於控制圓形梭織機之梭子上的緯紗帶張力之裝置所造成的問題，且用於解決具有附屬項特徵之本發明實施例所造成的問題。本發明的控制裝置可被整合在梭子內。以此方式設置的梭子，被使用在本發明的圓形梭織機內。

在本發明用於控制圓形梭織機之梭子上之緯紗帶張力的裝置中，該梭子具有帶偏斜機構且可設有緯紗帶筒管，緯紗帶可被從該緯紗帶筒管放出且被引導越過該帶偏斜機構，藉此，該帶偏斜機構可經由在放出該緯紗帶期間發生的緯紗帶張力抵抗恢復力而從靜止位置被偏斜，且該帶偏斜機構的位置取決於該緯紗帶張力和該恢復力。該控制裝置包含：偏斜感測器，用於檢測該帶偏斜機構的現行位置，且用於產生偏斜信號作為該帶偏斜機構之該現行位置的函數；類比或數位計算元件，可用作為控制變數的該偏斜信號供給該計算元件；可變的機電負載，藉此，依據修正變數施加可變的制動扭矩在該緯紗帶筒管上；其中，該計算元件由供給至該計算元件的該偏斜信號或該偏斜信號的統計學量(例如平均值)，計算用於調整該可變的機電負載的該修正變數，使得該帶偏斜機構之位置的希望值和因此該緯紗帶張力的希望值可分別調整他們自己或趨近他們自己。

應瞭解「可變的機電負載」一詞，包含至少一電性零件和配合該電性元件的至少一機械元件。其中，該至少一機械元件能施加制動扭矩在緯紗帶筒管上。電性元件配合機械元件，使得電性元間之一個參數(例如高度、或電流的頻率、或電壓、或其信號形式)的變化，會造成緯紗帶筒管上機械元件所施加之制動扭矩的改變。

為了使控制裝置快速適應作業參數的變化，例如當圓形梭織機改裝成用於不同的帶材料或改變規格成用於所欲的緯紗帶張力，則可想像得到，界定帶偏斜機構之位置的所欲值之指令變數可被供給至控制器。可被供給的指令變數較佳是在運轉作業期間可調整。

在本發明免維護實施例之控制裝置中，其適於在圓形梭織機之運轉作業期間內普遍的粗糙條件，可變的機電負載包含電動馬達，其可藉由緯紗帶筒管的旋轉而由發斷機操作，且饋給可變的電阻。藉由該發電機操作的電動馬達，可用電能供給控制裝置，所以可將該控制裝置設計成自行維持的系統，其不必依賴導線便可作業。在本發明之進一步實施例包含有自行維持能量供給的控制裝置中，設有電能儲存器(例如蓄電器、電容、或線圈)，其被發電機操作的電動馬達以電能供給，且該電能儲存器反過來以電能供給空制裝置。

如果將電阻的阻抗建構成可依據修正變數而調整，則可獲得優良的可控制性。

在本發明之堅固耐用且較佳的變化例中，帶偏斜機構包含可偏斜的弓、或具有可偏斜旋轉軸的輥、或可偏斜的孔眼，該可偏斜的弓較佳地可線性地偏斜或在其角位置偏斜。

在本發明的實施例中，可以在機械上簡單但仍可信賴的方式建構。藉由彈簧元件或配重或運動該梭子所產生的離心力，可產生作用在該帶偏斜機構上的該恢復力。

在本發明的較佳實施例中，控制裝置包含緯紗帶停止運動元件，其監視帶偏斜機構的位置，且當相對於該帶偏斜機構之靜止位置的最小偏斜不足時，該緯紗帶停止運動元件發出警示信號。因此，當帶斷線或結束時，可以簡單且不必維護的方式產生信號，此適於粗製作業。

在本發明特別佳的變化例中，控制裝置包含緯紗帶停止運動元件，其監視帶偏斜機構的位置，且緯紗帶停止運動元件檢測帶偏斜機構的橫越擺動，其係因該緯紗帶從該緯紗帶筒管的一端橫越至另一端所引起，且如果該橫越擺動的頻率已特徵地變化至上極限值，該緯紗帶停止運動元件發出緯紗帶筒管更換信號。以此方式，圓形梭織機的操作者可在適當的時間警覺到緯紗帶筒管需要更換的事實。

在本發明非常堅固耐用的實施例中，其不需額外的零組件便可實施。該帶偏斜機構包含帶引導區段，該緯紗帶在橫越期間沿著該帶引導區段移位，且該帶引導區段的幾何設計放大該帶偏斜機構的該橫越擺動。

為了分別傳送控制裝置之狀態資訊和設有控制裝置之梭子的狀態資訊至圓形梭織機的機器控制(不必設置複雜的導線和為了此目的滑動接點)，且為了分別接收來自機器控制器的指令，較佳是如果控制裝置設有和圓形梭織機的機器控制器無線通信用的傳送接收裝置。由於此結構，所以傳送接收裝置可接收來自該機器控制器的指令變數，且將該指令變數傳輸至控制裝置的計算元件。相反地，該傳送接收裝置可分別傳輸該帶偏斜機構的該現行位置和由該現行位置所推導出的統計學資料，和/或選擇性地分別傳輸該緯紗帶停止運動元件的警示信號和緯紗帶筒管更換裝置至該機器控制器。

在上述的全部實施例中，本發明用於控制緯紗帶張力之控制裝置，適於整合在圓形梭織機的梭子內。其中該梭子包含帶偏斜機構且可設有緯紗帶筒管，緯紗帶可被從該緯紗帶筒管放出且被引導越過該帶偏斜機構，藉此，該帶偏斜機構可經由在放出該緯紗帶期間發生的緯紗帶張力抵抗恢復力而從靜止位置被偏斜，且該帶偏斜機構的位置取決於該緯紗帶張力和該恢復力。

如果本發明的圓形梭織機設有梭子，則在使用寬度保持裝置平坦地摺疊織物以後，可控制分別以此圓形梭織機或以其寬度生產之管狀織物的周邊。為了此目的，圓形梭織機的機器控制器週期性地或連續地檢測已平坦摺疊之管狀織物的現行寬度。如果超過最大寬度，則將該指令變數的值傳輸至梭子的該控制裝置，導致增加在該梭子上的該緯紗帶張力。類似地，如果少於最小寬度，則機器控制器將該指令變數的值傳輸至梭子的該控制裝置，導致減少在該梭子上的該緯紗帶張力。

參考圖1、2，下文圖解說明控制圓形梭織機之梭子30上之緯紗帶張力FS的裝置20之實施例。控制裝置20整合在梭子30內。梭子30包含帶偏斜機構3。在本例示的實施例中，將該帶偏斜機構建構成在其角位置可偏斜的弓狀。帶偏斜機構的其他實施例可為線性可偏斜的弓、具有可偏斜旋轉軸線的輥子、或可偏斜的孔眼。

梭子30設有緯紗帶筒管1，筒管1可旋轉地安裝至軸桿1a。緯紗帶2被從緯紗帶筒管1引導至帶偏斜機構3上，且在作業期間從緯紗帶筒管1放出緯紗帶2，並將緯紗帶2輸送至已織成之管狀織物的織邊9a。因為制動扭矩7作用在軸桿1a上，所以在放出緯紗帶2的期間，緯紗帶張力FS會變大。該緯紗帶張力FS有將帶偏斜機構3從其靜止位置3a偏斜的傾向。帶偏斜機構3之偏斜被恢復力FR反作用，該恢復力FR是由固定至梭子30和帶偏斜機構3之彈簧4所產生。在由於彈簧4的輔助而產生恢復力FR的另一實施例中，藉由重量或運動梭子30而產生的離心力也會產生該恢復力FR。因此，帶偏斜機構3的現行位置取決於緯紗帶張力FS和恢復力FR。

藉由偏斜感測器5檢測帶偏斜機構3的現行位置，該偏斜感測器5產生偏斜信號5a，該偏斜信號5a做為帶偏斜機構3之現行位置的函數。在本例示的實施例中，將偏斜感測器5設計成角度感測器。偏斜信號5a被供給至類比或數位計算元件12當作控制變數y。設計計算元件12，使得計算元件12由偏斜信號5a或偏斜信號5a之統計學量(例如平均值)、和指令變數w計算出修正變數u。其中，指令變數w定義帶偏斜機構3之位置的希望值；指令變數w也是由於帶偏斜機構3之位置和緯紗帶張力FS間的關聯性所致之緯紗帶張力FS希望值的量度。該修正變數調節作用在緯紗帶筒管1之軸桿1a上的制動扭矩7，使得帶偏斜機構3的位置會自行調節至指令變數w所預定的位置，或至少趨近該預定位置。更明確地說，修正變數u調節可變的機電負載，該負載係依據修正變數u而施加可變的制動扭矩7在緯紗帶筒管1上。可變的機電負載包含安裝至軸桿1a的電動馬達6，其由發電機操作，且一方面輸送其所產生的電能至可由修正變數u改變阻抗的電阻14，另一方面輸送其所產生的電能至控制裝置20的全部電機和電子零組件，以將電能供給至該等零組件。以此方式，控制裝置20可整合在梭子30內，成為自行維持(自給自足)的系統。

圖3示意地顯示控制裝置20之基本零組件的電力供給源。由發電機操作的電動馬達6所產生的電壓，被供給至電阻14。整流器15並聯地連接至電阻，整流器15將電壓整流並使電壓穩定，並將電壓供給至電儲存器16、供給至整合在一起的計算元件12及緯紗帶停止運動元件17、和同樣地供給至傳送/接收裝置13。此處的電儲存器16被設計成電容，但也可包含蓄電器或線圈。電阻14也可配置在整流器15的下游。

控制裝置20也包含緯紗帶停止運動元件17，其基於偏斜信號5a監視帶偏斜機構3的位置，且當相對於帶偏斜機構3之靜止位置3a的最小偏斜不足時，緯紗帶停止運動元件17會發出警示信號BE。該警示信號BE表示緯紗帶斷線或緯紗帶筒管1已用盡。

此外，緯紗帶停止運動元件17監視緯紗帶筒管1的直徑，其可由緯紗帶2從緯紗帶筒管1的一端運動至另一端有多快而推導，熟悉該項技藝人士稱之為「橫越(traversing)」。緯紗帶筒管1的直徑愈小，則「橫越」發生得愈快。緯紗帶2的「橫越」，在帶偏斜機構3上產生橫越擺動OS(cf)。在偏斜信號5a中可注意到此橫越擺動，且緯紗帶停止運動元件17能檢測此橫越擺動。橫越擺動OS(cf)以橫越頻率cf擺動。緯紗帶停止運動元件17從橫越擺動OS(cf)量測該橫越頻率cf，且和上極限值比較。該極限值是表示緯紗帶筒管的直徑已落至臨界值的一種量度。在該臨界值時，只剩很少的緯紗帶2層還捲繞著，所以即將需要更換緯紗帶筒管。因此，如果緯紗帶停止運動元件17檢測到橫越擺動OS(cf)的頻率cf增加至上極限值時，緯紗帶停止運動元件17會發出緯紗帶筒管更換信號CS。該更換信號CS警示操作者，即將更換緯紗帶筒管。

在緯紗帶2於帶偏斜機構3上橫越期間，緯紗帶2沿著帶引導區段3b移位。為了提供對橫越擺動OS(cf)的較高檢測性，設計帶引導區段3b的幾何形狀(例如設置適當的曲率)，以便能放大帶偏斜機構3的橫越擺動OS(cf)。

再者，控制裝置20包含傳送接收裝置13，用於和圓形梭織機40之機器控制器21的傳送接收裝置23進行無線通訊。

為了進一步說明，現在參考圖4。圖4示意地顯示圓形梭織機40包含多個本發明的梭子30，梭子30設有控制裝置20。該等梭子30沿著圓形簧片[筘(reed)，未示]中的軌道運動，且每一者輸送一緯紗帶至正在織造之織物9的織邊9a。為了更清楚，圖4省略了圓形梭織機的習知且最初在EP787226已描述過的零件。

使用他們的傳送接收裝置13，控制裝置20接收來自圓形梭織機40之機器控制器21的傳送接收裝置23之指令變數w(用於調整個別帶張力FS和帶偏斜機構3的所欲位置)，並將該等指令變數w傳至計算元件12，以執行對應的運算。在相反的方向，控制裝置20的傳送接收裝置13分別發送帶偏斜裝置3的現行位置和由該等現行位置推導出的統計學資料、和/或選擇性地緯紗帶停止運動元件17的警示信號BE和緯紗帶筒管更換信號CS，分別至圓形梭織機40的機器控制器21。

使用寬度保持裝置10，以平坦地摺疊圓形梭織機40所生產的管狀織物9。機器控制器21持續地或在預定的時間間隔，以長度量測裝置(未示)檢測被平坦摺疊之管狀織物9的現行寬度x。整合在機器控制器21內的計算元件22，將平坦摺疊之管狀織物的現行寬度x和最大寬度做比較，如果超過該最大寬度，則計算元件22計算指令變數w，該指令變數w導致增加在梭子上的緯紗帶張力FS。因為緯紗帶張力FS和管狀織物9的寬度x成反比，所以管狀織物9會再度採用公稱寬度(選擇性地考慮公差範圍)。經計算後的指令變數從計算元件22經由傳送接收裝置23被傳送至梭子30的控制裝置20。計算元件22也將管狀織物的現行寬度x和最小寬度相比較，如果不足該最小寬度，則將指令變數w的值傳輸至梭子30的控制裝置20，該等值導致減少梭子30上的緯紗帶張力FS。

1．．．緯紗帶筒管

1a．．．軸桿

2．．．緯紗帶

3b．．．帶引導區段

3a．．．靜止位置

4．．．彈簧

5．．．偏斜感測器

5a．．．偏斜信號

6．．．電動馬達

7．．．制動扭矩

9a．．．織邊

9．．．管狀織物

10．．．寬度保持裝置

12．．．計算元件

13．．．傳送接收裝置

14．．．電阻

15．．．整流器

16．．．電儲存器

17．．．緯紗帶停止運動元件

20．．．控制裝置

21．．．機器控制器

22．．．計算元件

23．．．傳送接收裝置

30．．．梭子

40．．．(圓形)梭織機

BE．．．警示信號

cf．．．橫越頻率

CS．．．更換信號

FR．．．恢復力

FS．．．緯紗帶張力

OS(cf)．．．橫越擺動

u．．．修正變數

w．．．指令變數

x．．．現行寬度

y．．．控制變數

以非限制性的例示性實施例為基礎，參考附圖，詳細地圖解本發明。附圖為：

圖1顯示圓形梭織機之梭子的示意圖，該梭子設有本發明的裝置，用於控制緯紗帶張力；

圖2顯示圖1之梭子的詳細示意圖；

圖3顯示控制裝置和其電力供給源的示意方塊圖，藉由發電機操作的電動馬達供給電力；和

圖4顯示本發明之圓形梭織機的示意圖，具有其所生產之管狀織物之織邊的執行控制。