TWI730118B - 針織帶機及與其相應之編織方法 - Google Patents
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Abstract
為設計一種特別適用於緯紗線張力設定之此類特殊需求應用之針織帶機,建議應設計一用於驅動引緯針之機電致動器,以及一控制裝置。該致動器適用於能至少在一特定範圍內,由上述之控制裝置預先選定,引緯時該引緯針之最終位置及回位時該引緯針之位置及/或該引緯針運動之開始時間點及/或該引緯針之運動瞬時速度。
Description
根據申請專利範圍第1項之前言所述,本發明涉及一種針織帶機。此外,本發明還涉及與其相應之編織方法。
針織帶機作用於編織帶狀物,多數寬度至約40公分,並藉由一緯紗針將緯紗導入至開放之編織梭口。如此類型編織機,引緯針之驅動通常藉由與編織機主軸之機械式耦合而連接,已由CH 633 331 A所揭露。因此最重要為編織過程,亦即梭口生成與編織鋼筘之運動,以製品止動目的與引緯同步進行,其中依據編織機之操作條件可分為,例如在WO 2004/092 467 A中已提出之「硬式」或可解釋為嚴格同步之梭口生成,及「軟式」或可解釋為特定預先或延遲之梭口生成,允許同步裝置。此類型編織機之引緯總是被設定為「硬式」同步,因緯紗針須在整段引入時間內,找到一總是開放之梭口。一編織帶機之引緯針,於通常情況下,做鐮刀狀運動,如CH 633 331 A中所描述,該運動乃由編織機主軸導出之來回搖擺運動而形成。然而,此類型編織機由編織機主軸所導出之引緯針驅動,對於特定應用有一定之限制。如此之一特定應用為生產可變化之寬度之寬帶。即以此類型之編織機,在生產從較大之寬度至較小之寬度之過程及相反過程,產品會不雅觀,該領域專家感覺此類緯紗針總是不分已編織寬帶之寬度,而以相同之引緯路徑運行模式為有缺陷之編織點。此乃因為,特別係
於過渡區域中,緯紗線張力不能輕易地於一較大至一較小之寬度及從一較小至一較大之寬度之間,保持恆定。在另一典型之針織帶機應用中,此應用係傳統之鐮刀型技術,在其中大致由主軸驅動之緯紗針剛性運動,而通過緯紗針選擇不同之緯紗線,通常為不同顏色,但也有不同材料特性之紗線。在此顯現出之問題乃對於從不同位置選用之不同紗線之緯紗線張力保持相同。在針織帶機之特定應用中,緯紗針導入運動之開始時間仍係特別關鍵。此方面係指在某情況下,例如說當在一附加紗線以棒狀形式引入時,例如EP 2395140 A1或WO 2007/071077 A1中之天線式紗線、或如同在EP 3141642 A1中之花式紗線及另一方面更普遍地,當經紗線在梭口變更時不能足夠快速地分開,且在梭口變更時,引緯不能精確地進行。雖然上述之最後一個問題在原則上能夠藉由增加梭口集線器或大幅降低之編織速度解決;但此類解決方案基於各式原因部分皆不可取。一種此類之針織帶機也曾在EP 1526199 A1中被描述。
本發明之目的係設計在一針織帶機中之引緯,該引緯能使引緯針之路徑及開始時間點盡可能自由地變化,而不需要在該主軸及該引緯針驅動間之複雜傳輸裝置。
此目的根據申請專利範圍第1項所述之針織帶機實現。本發明之措施首先導致出乎意料之高靈活性。用於控制引緯針之驅動馬達之控制裝置係被設計為,每次引緯時,實際上能夠自由選擇引緯針之一預定末端引入位置及一末端返回位置之控制,在變更寬帶之情況下,可程式設定緯紗針之各個最佳引入路徑,其中例如於已編織之寬帶轉變至另一寬度之
過程時,緯紗線張力能均勻地維持。對於由緯紗針選擇性地選用不同緯紗線之問題,藉由本發明之措施以相同或相似之方式得到解決。明顯的係,藉由由一控制裝置程式設定之引緯致動器,不僅能預先控制引緯針路徑,還可預先設定為旋轉式驅動或線性驅動,另外亦設定開始時間點及引入速度。特別係藉由針狀物或類似物引入附加紗線至編織物件時,此時可考慮關鍵之臨界條件。在此說明書中,緯紗線之各段被視為「緯紗線圈」,該緯紗線圈由引入側併入至針織設備並返回至經紗線。
根據本發明之針織帶機之機電致動器可以有利地設計為旋轉式驅動,較佳為伺服馬達或步進馬達,而該引緯針係藉由輸送帶驅動或皮帶式驅動或曲柄式驅動與該旋轉式致動器之軸固定連接。在此,旋轉式致動器為執行特定角度,能以來回形式擺動運動,及直接或例如藉由輸送帶驅動或皮帶式驅動(例如作為傳動齒輪或減速齒輪)與引緯針連接或執行一完整圓周運動,然後例如藉由一曲柄式驅動執行引緯針之運動。特別有利者係,對於特定應用,機電致動器被設計為線性驅動器,同樣較佳為伺服馬達或步進馬達。在此情況下,代替在引緯針中之常規鐮刀型路徑,一直線、亦即幾何之較短引緯針路徑係為可能,較佳為垂直於經紗線對齊。在此情況下,作為剛性且最簡單之解決方案,引緯針與線性馬達之集線器軸緊密地連接,或者可選地藉由輸送帶驅動或皮帶式驅動或由推桿、齒條、小齒輪或一槓桿驅動。後者實施例係尤其特別有利於與多臺,較佳為並列設置、同步且各別與一引緯針連接之織帶機驅動。為了釋放致動器,有利者係,致動器及引緯針連同一復位彈簧裝置之二復位彈簧形成彈簧系統/質量系統。根據申請專利範圍第9項,有利者係,針織帶機具有用於製造可
變化之寬度之編帶工具,此類工具特別為Y型,較佳為能具有可調高度之編織鋼筘。根據申請專利範圍第10項,有利者係,針織帶機具有容納及放置不同類型緯紗線之工具,且較佳之工具例如在WO2012/163571 A2中所描述。本發明之進一步細節可由申請專利範圍附屬項知曉。上述及主張以及在下列之實施例中所描述之根據本發明所應用元件在其尺寸、形狀、材料使用及其技術概念不受制於特別例外條件,從而能在各應用領域中已知選擇標準中不受限制地使用。
4‧‧‧經紗線
8‧‧‧編織梭口
9‧‧‧編織物件
10‧‧‧引緯針
10a‧‧‧引緯針上之持線器
10b‧‧‧最終緯紗線圈
11‧‧‧引緯針軸
14‧‧‧緯紗線或第一緯紗線
14a‧‧‧緯紗線導孔
15‧‧‧第二緯紗線
16‧‧‧第三緯紗線
17‧‧‧第四緯紗線
18‧‧‧緯紗線運輸
18a‧‧‧緯紗線梭眼
18b‧‧‧緯紗線張力彈簧
19‧‧‧緯紗針叉
20‧‧‧編織鋼筘
30‧‧‧旋轉式致動器
30a‧‧‧線性致動器
32‧‧‧控制裝置
34‧‧‧輸送帶驅動或皮帶式驅動
36‧‧‧曲柄式驅動
38‧‧‧推桿
40‧‧‧可變化之寬度之編帶
50‧‧‧復位彈簧裝置
52‧‧‧復位彈簧
54‧‧‧復位彈簧
100‧‧‧控制迴路
110‧‧‧旋轉角度測量裝置
A1‧‧‧第一緯紗線導紗器
A2‧‧‧第二緯紗線導紗器
A3‧‧‧第三緯紗線導紗器
A4‧‧‧第四緯紗線導紗器
本發明之標的之進一步之細節、優點及特徵將依據下列附圖之描述中知曉,其中舉例說明根據本發明之針織帶機及其引緯裝置。圖中顯示:圖1 根據本發明之第一實施例之一引緯裝置與直接連接至引緯針之一旋轉式致動器,在「梭口打開」之位置;圖2 根據圖1中實施例之一引緯裝置,在「鋼筘打緯」之位置;圖3 根據本發明之第二實施例之一引緯裝置及一藉由齒狀帶與引緯針連接之旋轉式致動器,在「梭口打開」之位置;圖4 根據圖3中實施例之一引緯裝置,在「鋼筘打緯」之位置;圖5 根據本發明之第三實施例之一引緯裝置及藉由曲柄式驅動與引緯針連接之一旋轉式致動器,在「鋼筘打緯」之位置;圖6 根據圖5中實施例之一引緯裝置,在「梭口打開」之位置;圖7 根據本發明之其它實施例之一引緯裝置及藉由齒狀帶與多個引緯針連接之一旋轉式致動器,在「鋼筘打緯」之位置;圖8 根據本發明之替代實施例之一引緯裝置及直接連接至引緯針之一線性致動器,在「梭口打開」之位置;圖9 根據圖9中實施例之一引緯裝置,在「鋼筘打緯」之位置;圖10 根據本發明之其它實施例之一引緯裝置及藉由一推桿與多個引緯針連接之一線性式致動器,在「鋼筘打緯」之位置;圖11 根據本發明之其它實施例之一引緯裝置,其中該致動器與引緯針連同與一復位彈簧裝置組成一彈簧系統/質量系統;圖12a 根據圖1中,在左轉折點之緯紗線(緯紗三角形)張力狀況;圖12b 根據圖8中,在右轉折點之緯紗線(緯紗三角形)張力狀況;圖13a 在不同位置之緯紗線之供應狀況,圖13b 編織過程之相位(α)(主軸)對應緯紗針位置(β)之示圖,圖13c 編織過程之相位(α)(主軸)對應緯紗線使用量之示圖,及圖13d 編織過程之相位(α)(主軸)對應緯紗線張力(Fs)之示圖;圖14a 當引緯針延遲進入梭口時,緯紗針位置(x),右端為末端點,對應編織過程之相位(α)(主軸)之示圖及圖14b 根據圖14a中,梭口開口(ξ)對應編織過程之相位(α)與緯線針「正常」之入梭相位角(α1)及延遲之入梭相位角(α2)之示圖;圖15a至圖15n 一引緯裝置與一緯紗線變更設備在不同運行狀態下,圖16a至圖16e 一適用於編織寬帶/窄帶之引緯裝置;及圖17 具有控制致動器之引緯裝置之控制迴路。
在圖1及圖2中,顯示藉由由該基本元件所展示之本發明第
一實施例。在「梭口打開」(圖1)之位置係一藉由直接與該引緯針10連接之旋轉式致動器30,導入引緯針10至經紗線4之開放編織梭口8,同時在「鋼筘打緯」之位置(圖2),該引緯針10藉由該旋轉式致動器30從編織物件9移除,該編織鋼筘20打擊在已編織之編織物件9,且關閉編織梭口8。不言而喻,該旋轉式致動器在當前情況下會進行振盪運動。比較兩張圖後得知,緯紗線各別在緯紗線導孔14a、最終緯紗線圈10b及在引緯針10上之持線器10a之間,任兩種所示位置中,形成各一緯紗三角形。此處所示為一單一緯紗線案例,持線器10a同樣為一梭眼。此三角形會各自在編織梭口8中之該引緯針10於特定位置時,退變成一線,將成為本發明及其實施例中進一步討論之主題。然而首先,將描述在圖1及圖2所示之實施例中之特定變異。在圖3及圖4中所述之直接驅動已被替換為一輸送帶驅動或皮帶式驅動34之齒狀帶。此情形可能有下列原因,其在於一特定、有利之傳動比例或減速比例,亦即在旋轉式致動器30之設計或在該空間利用之因素。同樣,旋轉式致動器30執行一振盪運動。在圖5及圖6中該直接驅動已被替換為一曲柄式驅動36。在此情況下,旋轉式致動器30可以被配置和操作為執行非振盪運動,而是一種圓周運動。在圖7所示為根據本發明進一步發展之實施例之引緯裝置,藉由一皮帶式驅動34與齒狀帶及多個並列排列之編織裝置及各與一引緯針10連接之旋轉式致動器,在「鋼筘打緯」之位置。旋轉式致動器30亦能,如在圖8至圖10中所示,由一線性致動器30a所替換。圖8所示為一此類型引緯裝置,具有直接連接至引緯針之線性致動器30a,在「梭口打開」之位置,圖9中在「鋼筘打緯」之位置。圖10顯示為一引緯裝置,具有藉由一推桿38與多個引緯針10連接之線性
致動器30a,在「鋼筘打緯」之位置。在圖11中所示為一實施例,在致動器30a及引緯針10連同與一復位彈簧裝置50之二復位彈簧52及54,形成一彈簧系統/質量系統。當此系統由從平衡位置在距離A周圍偏移,然後釋放,其擺動在其固有頻率ω0。其運動形式相當於一純正弦波:s(t)=A*sin(ω0*t)
A=振幅[公尺(m)],t=時間[秒(s)]摩擦力減弱擺動,使之平靜且接著最終停止。該固有頻率基本上取決於運動質量及彈簧常數,並且根據下列公式計算:ω0 2=c/m
c=彈簧常數[牛頓/公尺(N/m)],m=總運動質量[公斤(kg)]在理想情況下,該系統被調整為,在生產操作之主軸旋轉頻率與引緯系統之固有頻率一致。該線性致動器30a然後僅須克服摩擦力並更正較小之頻率偏差。以此方式,能以一更低耗能進行引緯系統之操作。一旦該主軸旋轉頻率低於該引緯系統固有頻率之下,且/或緯紗導入系統之運動形式偏離純正弦波,則用於運動同步之線性致動器必須施加更大之作用力,因為其必須抵消或維持固有頻率。前提為,擺動系統之摩擦不能過大,然後出現由線性致動器所施加之最大作用力Fmax=c*A,當機器停止時,緯紗針必須被牢固地保持在其最終位置。
現在將於圖12a及圖12b中解釋上述之緯紗三角形。該緯紗線14藉由緯紗線運輸工具18經過梭眼18a及緯紗線導孔之緯紗線張力彈簧18b被供應。圖12a顯示,該緯紗針10離開梭口運動之緯紗幾何。當緯紗針梭眼(位置B)路徑A(緯紗線導孔14a位置)-D(在右側邊緣之緯紗線14
收入位置)在點B’交會時,即該三角形退變成一線時,就會出現最小緯紗線張力。然而,當引緯針10到達左轉折點,且鋼筘打緯時,就會出現最大緯紗線張力。該最大張力之量值得自於從路徑A-B-C-D至路徑A-D之相差值。然而,在圖12b中顯示,緯紗針進入梭口運動之緯紗幾何情況。當緯紗針梭眼經路徑A-E(E為在左側邊緣位置)交會時,就會出現最小緯紗線張力。當緯紗針到達右轉折點時,就會出現最大緯紗線張力。路徑A-B-E至路徑A-E之差距就是此最大張力量值。在不同位置之緯紗線之供應狀況,即過緯紗線運輸工具18後之lt、在緯紗線張力彈簧18b之ls及過緯紗線導孔14a後之lv,以幾何形式在圖13a中展示,並且以圖13c展示其對應編織過程相位角(主軸)之圖表。相應之緯紗針位置β可從圖13b之圖表及張力Fs可從圖13d之圖表知曉。
此情況係因藉由本發明而達成如此改進,且將展示在不同之應用上。
第一應用範例由圖14a及圖14b所說明之引緯針10之延遲入梭相位角。當該引緯針10比在正常進入點α1/ξ1延遲至點α2/ξ2進入編織梭口8時,該梭口已進一步打開。此有利於傾向夾具之經紗線。當梭口開得越久,經紗線張力越大,且在上部梭線及下部梭線之間之夾具越早鬆開。同時也表示當引緯針10延遲進入編織梭口8時,有更多時間可供利用。其最終影響為提升對於誤刺之安全性,該誤刺即明顯地經紗線錯誤導入所造成之編織失誤。更明確之優點係使用一刺繡機,例如用於與附加紗線導入之刺針。在此類刺繡機中,刺針在緯線針進入梭口前,必須浸沒在下部梭口。由於刺針之浸沒運動在時間上為非常關鍵(高加速度),允許緯紗針以
更高之轉速延遲進入。
其它應用範例由圖15a至圖15n所說明之緯紗線變更。緯紗線狀況在此由圖15a、圖15c、圖15e、圖15g、圖15i及圖15k各別從上面以及圖15b、圖15d、圖15f、圖15h及圖15j各別從側面展示,而在圖151-至圖15n展示編織機之相位角及相應之紗線張力。圖15a至圖15g顯示從導紗器(導孔)A1之緯紗線至導紗器A2之緯紗線之一緯紗線變化。圖15a及圖15b係於高位置之導紗器A1,且在緯紗線14被導入時,則保持在該位置。圖15c及圖15d係於緯紗線14停留於緯紗針叉19,當其越過路徑A1-D時,因為緯紗線被吸入至叉中,只要導紗器A1保持在高位置時。圖15e及圖15f中,一旦從編織梭口8中移動之緯紗針叉19越過路徑A2-C時,導紗器A3及導紗器A4從高位至低位或從低位至高位變換。相應之緯紗線15及緯紗線17因此不插入緯紗針中,而如「正常」經紗線在左側邊緣介入。導紗器A2保持於低位置,因為其於一下一循環中,插入第二緯紗線至緯紗針叉。圖15g及圖15h中,緯紗針開始向後移動時,該導紗器A1從高位變至低位。一旦緯紗針叉越過路徑A1-D,緯紗線14因而由針叉進入下部梭口。導紗器A2同時從低位進到高位。緯紗線15仍未插入緯紗針叉,而是在移出梭口之緯紗針背面摩擦。在圖15i及圖15j中,一旦緯紗針叉穿過路徑A2-C,緯紗線15跳至緯紗針叉19,且在下一循環中,進入梭口。現在由圖15k(從紗線14變更到紗線17)說明張力情況。在此之關鍵係一方面為該最小張力不能低於一特定值(在本例中不可小於0.2N),否則結果將導致編織缺陷,而另一方面不能超過一特定值,否則紗線張力容易過大(不可大於0.5N)以及導致撕裂。在圖151中,從導紗器A1導入緯紗線14,
緯紗針擺動角度為β’;緯紗線張力在可接受(良好)之範圍。圖15m所示為一藉由本發明應可避免之狀況。從導紗器A4導入緯紗線17,若無本發明之措施,緯紗針擺動角度為β’。緯紗線張力過大擺動,而緯紗線張力在鋼筘打緯時,仍然高於預期。藉由根據圖15n之本發明之措施,當從導紗器A4導入緯紗線17時,緯紗針擺動角度降低至β”。因此緯紗線張力再次處於在可接受(良好)之範圍。
本發明之其它應用範例於圖16a至圖16e中所說明。圖16a顯示一「寬」帶之編織點,而在圖16b中顯示一變窄之帶編織。在此僅為方便簡化示意圖,該編帶在此僅由左邊被縮減。然而,此具有根本之問題,且藉由本發明對解決此問題沒有影響。在圖16c顯示寬編帶之起動情況(圖16a)相對於緯紗線張力。緯紗針擺動角度為β’與緯紗線張力於可接受(良好)之範圍。若無本發明之措施,則當變換至較窄編帶時,將會發生如圖16d之情況。當緯紗針擺動角度保持為β’,緯紗線張力在鋼筘打緯時,明顯較小,該編帶為窄帶。藉由本發明之措施,可以達成如圖16e之情況。當緯紗針擺動角度增大至β”,該編帶為窄帶。所以緯紗線張力在鋼筘打緯時,再次像編織寬帶時一樣高。
原則上,可由一步進馬達與致動器30或30a確保一連續且可靠之運作,而由一伺服馬達,似乎也合理,可用於確保控制且保持引緯針之運動於所預期之相位。藉由如圖17中所示之控制確保此運作,且此控制對步進馬達亦可運用,使運作步驟不會不合時宜。為此一旋轉角度藉由一傳感器(旋轉角度測量裝置110)測量係為必要,其測量值可用於在控制迴路100中之反饋。如由圖17中可看出,於此設置一相應之控制裝置32。其結
果為目標運動軌跡,例如藉由引緯針之主軸與實際之運動軌跡進行比較並被重新調整。可以使用一較簡單之第一階控制器,於此情況以數位方式。
由此藉由控制以優化針織帶機之可能性,且當然並不僅限於此。例如優化編織速度係為可能,如通過選擇延遲△α(圖14a和圖14b),以致不再發生經紗線在開始引入時就處於錯誤之位置。
4‧‧‧經紗線
8‧‧‧編織梭口
9‧‧‧編織物件
10‧‧‧引緯針
10a‧‧‧引緯針上之持線器
10b‧‧‧最終緯紗線圈
11‧‧‧引緯針軸
14‧‧‧緯紗線或第一緯紗線
14a‧‧‧緯紗線導孔
20‧‧‧編織鋼筘
30‧‧‧旋轉式致動器
Claims (12)
- 一種針織帶機,具有一編織點(20),在其中經紗線(4)通過至少一緯紗線(14)相互編織、一用於供應經紗線(4)之裝置、一用於供應至少一緯紗線(14)之裝置、進一步具有一用於由經紗線(4)形成編織梭口(8)之裝置、再進一步具有至少一引緯針(10),用於導入一緯紗線圈至編織梭口(8),及具有一編織鋼筘(20),用於打擊緯紗線圈,其中設置一用於驅動該引緯針(10)及一控制裝置(32)之機電致動器(30、30a),其特徵為,該致動器(30)適用於能藉由上述之控制裝置(32),在至少一特定範圍內,預先選定在引緯時,引緯針(10)之最終位置及引緯針(10)之回位位置及/或引緯針(10)運動之開始時間點及/或引緯針(10)之運動瞬時速度。
- 根據申請專利範圍第1項所述之針織帶機,其特徵為,該機電致動器設計為旋轉式致動器(30)。
- 根據申請專利範圍第2項所述之針織帶機,其特徵為,該引緯針(10)固定與該旋轉式致動器(30)之軸相連。
- 根據申請專利範圍第2項所述之針織帶機,其特徵為,該引緯針藉由一輸送帶驅動、皮帶式驅動或曲柄式驅動(34、36、38)與該旋轉式致動器(30)之軸相連。
- 根據申請專利範圍第1項所述之針織帶機,其特徵為,該機電致動器設計為線性致動器(30a)。
- 根據申請專利範圍第5項所述之針織帶機,其特徵為,該引緯針(10)與該線性致動器(30a)之集線器軸固定相連。
- 根據申請專利範圍第5項所述之針織帶機,其特徵為,該引緯針(10)藉由一輸送帶驅動或皮帶式驅動(34、36)、一推桿(38)、一小齒輪或一槓桿驅動裝置與該線性致動器(30a)相連。
- 根據申請專利範圍第1項所述之針織帶機,其特徵為,該致動器(30、30a)及該引緯針(10)共同與一復位彈簧裝置(50)形成一彈簧系統/質量系統。
- 根據申請專利範圍第1項所述之針織帶機,其特徵為,該編織機配備用於製造一可變化之寬度之編帶(40)之工具。
- 根據申請專利範圍第1項所述之針織帶機,其特徵為,該編織機設計成,該引緯針(10)配備用於容納及放置不同類型緯紗線(14、15、16、17)之工具。
- 根據申請專利範圍第1項所述之針織帶機,其特徵為,該編織機設計成,附加紗線,例如花式紗線或天線式紗線,能藉由一刺針或一基本上相同作用之裝置導入編織物件,及該控制裝置(32)設計成,該引緯針(10)及該刺針或基本上相同作用之裝置,藉由該引緯針(10),保持無干擾。
- 根據申請專利範圍第1項所述之針織帶機,其特徵為,該控制裝置(32)為一控制迴路(100)之一部份,其中設置一旋轉角度測量裝置(110)於該引緯針(10)之軸(11)上,該旋轉角度測定裝置比對一設定之旋轉角度並用於該致動器(30、30a)之控制。
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