用于将纬纱引入到片梭型织机中的电磁装置的制造方法
【专利摘要】一种片梭织机中的电磁引纬装置，其中片梭(1)通过由多个毗邻的线圈(3)产生的电磁力而被投放到梭口中，所述多个毗邻的线圈沿着片梭轨迹对齐并且在片梭运动过程中被相继激活。线圈(3)以多个连续线圈的组(4)的形式被激活，与片梭(1)位置一致地，被激活的线圈的组(4)的位置以每次一个线圈(3)的方式相继向前移动。
【专利说明】
用于将纬纱引入到片梭型织机中的电磁装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于将玮纱引入到片梭型织机中的电磁装置。
【背景技术】
[0002]正如已知的那样，片梭(projectile)织机与其它类型的织机的不同之处在于玮纱通过片梭引入到梭口中，所述片梭即为具有适当质量和形状的锥形金属体，该锥形金属体持握玮纱的端部。
[0003]在梭口出口处(通常参照织布者的位置，对应于织机的右手侧)，通过制动装置使片梭的速度降低并且使其停止，玮纱被松开并且因此使片梭通过适当的连续传送系统朝织机的投放侧(通常在左手侧)返回。在投放侧，单个进入的片梭被装载到将其逐步带到投放平台前方的装置上，在投放平台处，所述片梭被再次投放到梭口中，从而将另一玮纱带入其中。
[0004]尽管这类织机具有尤其在编织非常宽的织物方面的可见优势，其存在一些显著缺陷。首先，存在机械性缺陷，这类缺陷与必须施加到片梭的高脉冲推力直接有关。特别地，除了片梭受到的由投放构件施加的脉冲推力所确定的问题之外，还存在设计一种产生足够强但不过大的推力的适当机构的复杂性。
[0005]GB2.003.198公开了一种传统的投放装置，其中旨在牢固地抵接在片梭后端上的投放构件被支撑在由扭力杆驱动的操作杆上，所述扭力杆通过凸轮机构循环加载。
[0006]正如能够容易地猜想到的那样，就所承受和施加的应力、以及在投放步骤中确定并控制片梭的运动规律的机会而言，利用凸轮加载的扭力杆的系统是较为关键的机械部件。
[0007]实际上，由于片梭以非常高的脉冲加速度被投放通过梭口，并且片梭随后未被任何驱动构件控制，所以在片梭织机中出现一些典型的编织问题，尤其是玮纱具有高初始应力以及片梭沿梭口内的整个行程具有基本不受控的行进状况。特别地，当推力脉冲没有完全对称地发生在片梭上时，片梭轨迹受到侧向振动，该侧向振动由片梭在其中滑动的引导件控制，但这使投放的效率和规则性变差。
[0008]三菱电机(MitsubishiElectric)的JP_48_44559( 1973)公开了一种用于片梭投放的可行替代解决方案，其中片梭不再因机械推力构件达到最大设定投放速度，而是因片梭浸没于其中的电磁场产生在片梭上的加速度而达到最大设定投放速度。特别地，所述电磁场由沿着片梭轨迹依次布置的一个或者两个线圈产生，所述轨迹经过线圈的内部轴向空腔，以便在该轨迹周围产生尽可能平均且平行的磁场。
[0009]尽管迄今为止对上述投放技术的了解已有数十年，但是迄今为止从未将该投放技术投入到实际应用。在发表文章 “Using electromagnetic force in weft insert1n ofa loop”(载于Fibres&Textiles in Eastern Europe —2005年7月/9月，Vol.13，N0.3(51)—第67-70页)中包含对上述类型的第一代玮纱电磁引入系统的详尽的评论分析，其中，作者S.A.Mirjalili陈述了在Yazd大学(伊朗)的纺织工程系进行的、针对通过电磁装置对铁磁材料制成的片梭进行精确投放的研究的结果。
[0010]在该发表文章中，详细论述了当片梭到达线圈的中心位置处并且因此将开始受到由线圈的第二半部分施加的制动作用的影响时，必须切断电磁投放装置的线圈的供应电流。实际上，如果电流稳定地保持在线圈中，那么片梭的稳定平衡位置将精确地对应于线圈的中心位置，在该位置，片梭将在围绕该中心位置进行一系列快速振动之后停止。
[0011]基于该发现，并且另一方面为了能够实现片梭的所需离开速度与磁场作用的良好使用效率之间的良好折衷，作者建议片梭的长度等于线圈的长度的75 %至125 %。
[0012]然而，上述研究最后指出，利用这种投放装置不能实现与机械投放的片梭的速度相当的片梭速度。
[0013]在Konrad Hilmar的专利公开DE-10 2009 019935中终于公开了一种采用电磁力的更新的引玮装置，该引玮装置包括设置有单个片梭的织机，所述单个片梭因布置在梭口的两个相对端部处的两个类似的电磁装置而被交替地送入到梭口中，所述电磁装置中的每一个均由四个毗邻线圈构成。基于与片梭速度和织机的主运动的角坐标相关的信息，微控制器连续激活所述线圈，以便加速或者相应地制动片梭。没有详细公开发生线圈激活的方式，但是在任何情况下显而易见的是，线圈的激活随片梭前进而相继地发生。
[0014]在上述专利公开中，没有具体公开片梭长度与线圈长度之间的比率，但是从附图中显而易见的是，该比率处于上述Mirjalili研究所公开的范围的上方值。
[0015]然而，在实际应用中，上述现有技术所提出的解决方案都没有给出令人满意的结果。实际上，在图1中示意性示出的Mitsubishi解决方案的很大缺陷在于，仅在片梭和线圈之间的相对位置P的较小范围内施加大的吸引力F。尽管线圈比片梭的纵向尺寸大很多，然而可用于加速的空间仍然非常有限，并且考虑到片梭的所需最后投放速度，这意味着非常高的加速度和力。这种加速度和力需要使用高电流，并且导致因线圈中的焦耳效应造成的极大损耗并且因此导致投放系统具有非常低的整体效率，整体效率指的是片梭的动能/用于投放片梭的电能。因此，在该解决方案中还存在严重的线圈冷却问题，此外还出现玮纱具有很大机械应力的问题。
[0016]在图2中示意性示出的任何进一步的线圈伸长在任何情况中均不会改进这种情况，这是因为一旦片梭本身完全处于线圈内，因上文已经陈述的原因，施加在片梭上的电磁力F将为零。因此，在可用区域中的电磁力相等的情况下，由于在对于片梭加速目的无效的所有其它线圈区段中的焦耳效应，将产生更大的消耗。
[0017]最后，在Hilmar解决方案中，提出增加线圈数量并且同时将线圈的纵向尺寸减小到明显小于片梭长度的值，以便限制因焦耳效应造成的损耗并且因此提高系统的效率。然而，由这种中等长度的线圈施加的电磁力非常低，并且即使每一个单个线圈的效率均高于先前解决方案的线圈的效率，从目前工业应用的角度看，仍然不能成功地将片梭加速到所需速度。
【发明内容】
[0018]因此，本发明的目的在于提出一种片梭织机中的用于玮纱的引入的电磁装置，该电磁装置不存在上述缺陷并且因此允许根据需要沿着纵向区域对片梭施加高电磁力，以便实现片梭的所需最终速度，同时不产生系统具有低的电效率和玮纱具有过大机械应变的上述缺陷。
[0019]通过具有独立权利要求1所限定的特征的片梭织机中的电磁引玮装置实现该目的。在从属权利要求中限定了这种引玮装置的其它优选特征。
【附图说明】
[0020]在任何情况下，通过下文对电磁引玮装置的优选实施例的详细描述，根据本发明的片梭织机中的电磁引玮装置的其它特征和优势将变得更加明显，所述优选实施例仅作为非限制性示例给出并且在附图中示出，附图中:
[0021 ]图1是示出了在上述Mitsubishi现有技术的引玮装置中，由线圈施加在通过线圈的片梭上的电磁力相对于片梭尖端位置的变化的视图；
[0022]图2是在线圈的长度远大于片梭的长度的情况下的与图1类似的视图；
[0023]图3示出了包括分别激活的线圈的装置的操作图，所述线圈比片梭短，例如是在Hi Imar专利中描述的线圈；
[0024]图4示出了根据本发明的电磁引玮装置的操作图；
[0025]图5示出了图4的电磁引玮装置的不同实施例，所述电磁引玮装置设置有对片梭位置的更为完备的控制。
【具体实施方式】
[0026]为了更好地理解本发明，在图1至图3的视图中，示意性示出了由传统类型的电磁引玮装置施加在片梭上电磁力F相对于片梭尖端位置P的曲线，传统类型的电磁引玮装置例如是文献Mitsubish1、具有进一步伸长的线圈的Mitsubishi和Hi Imar所公开的电磁引玮装置。为了进一步简化，附图中仅示出了力F的正分量，这是因为如在Mirjalili文献中所描述的那样，显然，在片梭超过相对于线圈的中心位置后的行进中，如果不切断线圈的电力供应，那么将产生符号相反但是趋势相同的电磁力。
[0027]在图1的下部，片梭I示出为处于线圈2前方的等待位置。当激活线圈时，线圈在片梭上产生根据片梭随后所在位置P而变化的电磁力F(如在图1的上部示意性示出的)，电磁力的变化涉及从开始位置到片梭尖端到达对应于线圈进入区域的位置的快速增加、随后为一段较为有限范围内的最大值、以及此后突然的下降直到当片梭尖端位于线圈2的离开区域附近时恢复成零。
[0028]正如在上文中已经描述的，当评论S.A.Mirjalili的发表文章时，这种线圈布置方案因而仅在片梭和线圈之间的相对位置的有限范围内、即在实践中仅在线圈长度的第一部分中允许施加很大的吸引力。这种情况导致产生上文已经描述的显著缺陷。
[0029]使用如图2所示的具有更大长度的线圈2不改变上述电磁力F曲线在初始升高和最大峰值部分中的形状，而是仅拉长了曲线的下降部分，在该区域中，电磁力仍然具有很小的值并且最终为零(当片梭完全位于线圈内时)；因此，该解决方案会导致系统效率的大程度恶化。
[0030]相反，如在更新的Hilmar文献中提出并且如图3所示的那样，使用具有较短长度的线圈或者一系列线圈2虽然确保装置具有更大的效率，但是会成比例地降低电磁力F的最大峰值，因此不允许在能够用于织机机载的这类装置的较为有限的空间中达到片梭I的所需投放速度。
[0031]在这种技术现状中，在图4中示意性示出的本发明所提出的解决方案提供使用多个线圈3，所述多个线圈沿着片梭的投放轨迹相继地布置成串，这些线圈中的每一个均具有优选地为最优线圈的长度的整约数I/η的长度，所述最优线圈在静止状态下允许在某个片梭I上获得所需电磁力，从而使所述线圈中因焦耳效应造成的功率损耗最小化。上述最优线圈的长度的范围在片梭的铁磁有效长度(active length)的30%至70%之间，优选地在片梭的铁磁有效长度的40%至60%之间，更优选地等于该长度的一半。约数I/η(该约数的值确定单个线圈3的长度)能够根据构造和经济参数而被优化，在η的值的范围例如在2至10之间、优选地在3至6之间的域中，这导致线圈3的长度因而明显小于片梭I的长度。
[0032]根据本发明的一重要特征，替代如上述Hilmar现有技术那样分别激活线圈，所述长度减小的线圈3随后以多个线圈的组4的形式被相继地激活，以便在片梭I上产生具有最优长度的线圈所产生的电磁吸引效果，而不受具有最优长度的线圈的典型缺陷的影响。
[0033]此外，随着片梭I向前运动，根据片梭I所达到的位置，被激活的线圈的组4的位置也以每次一个线圈3、因此以非常渐进的方式相应地向前移动，并且利用这种同步性在片梭I上始终保持最大电磁力。因此，所述力F相对于片梭I的位置P的曲线呈在图4的上部中示意性示出的形状，因此系统始终在以最大效率、因此以最小能量浪费获得电磁吸引力F的条件下工作。图4示出了本发明的一实施例，其中针对线圈3的长度而采用的约数I/η是1/3，并且被同时激活的线圈的组4精确地包括3个线圈，使得每个被同时激活的线圈的组4在片梭上提供的性能与如上文限定的具有最优长度的线圈所提供的性能相同。
[0034]从上文陈述的内容显而易见的是，当减小为确定线圈3的长度而选择的约数I/η的值时，施加在片梭上的电磁力F的曲线从脉动趋势变为越来越恒定的趋势，而这面临更高的装置复杂性和成本。因此，简单的优化计算允许针对每个单独装置或者织机类型限定所述约数的就整体经济性而言的优选值。
[0035]为了适当地控制线圈3的相继激活，沿着投放轨迹设置有位置传感器5，所述位置传感器布置在毗邻的线圈3之间。由于线圈3具有减小的长度，因此传感器5能够以非常近的间距布置，使得片梭I的位置控制特别有效。传感器5检测片梭I在电磁引玮装置内的位置并且通过线路6将该位置用信号发送到电子控制CPU，所述传感器根据本发明的特定实施例选自市面可获得的多种类型的传感器(光学传感器、红外传感器、电容传感器、感应传感器等)中的一种。CPU从织机控制单元接收线圈3的供应电流的信号7，并且根据片梭I的位置激活功率级8，以便在随后的线圈组4中相继地供应该电流(每次移动一个线圈3)，以便在每一时刻都模拟相对于待加速的片梭I布置在理想相对位置中(即片梭尖端位于每个线圈组4的第一线圈3的入口附近)的具有最优长度的线圈的电磁力。因此，具有减小长度的线圈3的上述电子管理允许完成片梭I的投放并且使线圈中的焦耳效应所造成的能量损耗最小化，因此显著遏制如此产生的热量的处理问题，并且使系统的整体效率最大化。
[0036]对于用于管理线圈组4的相继激活的CPU而言，还能够添加图5所示的闭环控制系统10。在这种情况中，替代上述已经预先限定的电流参考7，来自织机的时间t时的外部速度V或者位置S参考9到达控制系统10。换言之，根据织机到达的角位置或者根据设定的织机操作时间周期，这种外部参考9在任何时刻由织机的中央控制部更新。在框11中将这种参考信号9与传感器5所检测到的片梭I的实际位置进行比较，并且根据上述外部参考适当地调节发送到控制CPU的电流参考7，以便减缓或者加速片梭I。
[0037]因此，闭环控制装置10允许使片梭遵循设定的运动规律，从而允许使单个线圈3所消耗的功率平等，同时考虑到由于片梭I具有低初始速度更长时间地激活第一线圈3。
[0038]来自织机的外部参考9能够最终包括关于每次处理的单个玮纱的具体信息，使得能够在每个织机周期，根据被引入的特定玮纱的要求来改变片梭的运动规律。
[0039]相较于用于片梭投放的已知电磁装置，本发明的电磁装置包括多个优势，其中包括:
[0040]-降低整体成本，既包括制造成本也包括运行成本；
[0041 ]-高可靠性；
[0042]-高效性；
[0043]-玮纱具有降低的机械应力和/或根据玮纱类型的可控的机械应力；
[0044]-对片梭加速度曲线的控制；
[0045]-由于高投放方向性，减少使用片梭引导系统(钩)、具有显著编织缺陷的源；
[0046]-相对于剑杆织机(gripperloom)更高的工作频率。
[0047]然而，应当理解的是，本发明不应被认为局限于上述具体布置方案，上述具体布置方案仅构成本发明的示例性实施例，在不背离本发明的由以下权利要求完全限定的保护范围的前提下，不同的变型方案是可行的并且全部在本领域中技术人员可实现的范围内。
【主权项】
1.一种片梭织机中的电磁引玮装置，其中片梭(I)通过由多个毗邻的线圈(3)产生的电磁力而被投放到梭口中，所述多个毗邻的线圈沿着片梭轨迹对齐并且在片梭运动过程中被相继激活，其特征在于，所述线圈(3)以多个连续线圈的组(4)的形式被激活，并且与片梭(I)位置一致地，被激活的连续线圈的组(4)的位置以每次一个线圈(3)的方式相继向前移动。2.根据权利要求1所述的电磁引玮装置，其中，每个单独的连续线圈的组(4)的长度的范围在片梭(I)的铁磁有效长度的30%至70%之间、优选地在片梭的铁磁有效长度的40%至60%之间。3.根据权利要求2所述的电磁引玮装置，其中，多个连续线圈的所述组(4)的整体长度基本等于所述片梭(I)的铁磁有效长度的一半。4.根据权利要求1所述的电磁引玮装置，其中，所述线圈(3)中的每一个的长度对应于最优线圈的长度的约数1/n，所述最优线圈在静止状态下在片梭(I)上产生所需电磁力并且因焦耳效应造成的功率消耗最小。5.根据权利要求4所述的电磁引玮装置，其中，在所述约数I/η中，数η优选地是范围在2至10之间、优选地在3至6之间的整数。6.根据权利要求5所述的电磁引玮装置，其中，同时激活的多个连续线圈的所述组(4)由η个线圈组成。7.根据前述权利要求中任意一项所述的电磁引玮装置，其中，当片梭(I)尖端位于所述组的第一线圈(3)的入口处时，开始对多个连续线圈的组(4)的激活。8.根据前述权利要求中任意一项所述的电磁引玮装置，其还包括布置在毗邻的线圈(3)之间的多个位置传感器(5)，所述位置传感器适于检测沿着所述线圈(3)内的路径的片梭(I)位置，并且适于将所述片梭位置用信号发送到电子控制处理单元(CPU)，所述电子控制处理单元引起线圈组(4)的相继激活。9.根据权利要求8所述的电磁引玮装置，其还包括闭环控制系统(10)，通过来自片梭织机并且取决于片梭织机的角位置或者设定的织机操作时间周期的在特定时间(t)的外部速度(V)或者位置(S)参考信号(9)来控制所述闭环控制系统，其中，(在11中)将所述外部参考信号(9)与所述位置传感器(5)检测到的片梭(I)的实际位置进行比较，并且根据所述外部参考信号(9)取得的值而适当地调节发送到所述电子控制处理单元(CPU)的用于所述线圈组(4)的相继激活的电流参考信号(7)，以便减缓或者加速片梭(I)。
【文档编号】D03D47/24GK106012242SQ201610195453
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月31日
【发明人】D·佩佐尼
【申请人】意达股份公司