专利名称：纱线的切断装置和方法
技术领域：
本发明涉及纱线的切断装置和方法。该装置具有两个刀刃，其中至少有一个刀刃可以通过一电动驱动装置相对另一刀刃移动。
人们已对一种用于为织布机断开纬纱的装置(DE 2230099)有所了解，这种装置具有两个可以彼此进行相对移动的刀刃。该装置安装在织物边缘处，以便切断一根由一个剑杆夹住并被送入梭口内的纬纱。为了改进剪切过程，刀刃通过弹簧力相互挤压在一起。由织布机驱动的一个凸轮系统对其中一个刀刃进行驱动。这种装置具有一个缺点，即进行剪切时，刀刃的移动速度取决于驱动装置的速度，而该驱动装置的速度由织布机的速度决定。
还有一种本文开始处提到的装置也为人们所熟知(EP 0284766 A1)，该装置有一个电动驱动电机作为驱动装置。这种为人熟知的装置存在的问题是，刀刃在断开一根纱线时的相对速度取决于电动驱动装置的控制系统和特性。
本发明的目的是创造一种本文开始处提到的装置，在断开过程中，该装置刀刃的移动速度与织布机速度或电动驱动装置特性无关。
为了达到上述目的，至少有一个可移动的刀刃通过驱动装置克服至少一个弹簧元件的作用力，移动到一准备位置处，借助于所述至少一个弹簧元件的作用力，刀刃从该准备位置处向回移动，从而完成切断过程。
本发明的优点是，刀刃的移动速度与驱动装置无关，从而可以根据待切断的纱线，尤其是织布机的纬纱选择移动速度。刀刃间的相对移动速度基本上取决于固定住可移动的刀刃并随刀刃一起移动的机构的固有频率。
在织布机上使用按照本发明的装置具有一个优点，即切断速度与织布机织布速度以及电动驱动装置启动和响应时间无关。在任何情况下都可将剪切速度调整到足够高的状态，以便能够完美地切断纬纱。当以缓慢速度驱动织布机且必须断开或切断纬纱时，尤其能够体现出其优点。
本发明的设计方案是，通过电动驱动装置使两个刀刃以相对运动方式移动到一准备位置处，并通过弹簧元件使其向回移动。这样，与一个刀刃静止、另一个刀刃移动的方式相比，能达到更高的剪切速度。本发明的另一种设计方案是，用多对板簧分别固定住某个或两个刀刃，这些板簧垂直于对应刀刃的移动方向且彼此间间隔距离平行分布。因为刀刃不必进行较大幅度的移动且板簧可以相对较长，所以可以以这种方式使刀刃基本上直线移动，而无需设置导向装置。
本发明的设计方案是，将某个或两个刀刃与一个至少具有一块永久磁铁的电枢连接在一起，该电枢还配有一块电磁铁。本发明的另一种优选设计方案是，两个刀刃都配有电枢，布置其永久磁铁时，使磁铁处于准备位置时同极相对，而在剪切位置时异极相对。通过这种布置结构，可使电枢、从而使刀刃处于进行剪切过程的区域时就会相互靠近。这样即可改善切断过程。但当电枢以及刀刃处于准备位置的区域时，就会进行相互排斥，从而减少刀刃彼此相对移动造成的磨损。
在本发明的设计方案中，两个刀刃的电枢共用一块电磁铁，而电枢永久磁铁的安放位置彼此方向相反。当这块共用的电磁铁通电励磁时，就会使两个电枢及其刀刃朝相反方向移动。
在一优选实施例中，两个由刀刃、电枢和板簧构成的单元设计有不同的固有频率。通过选择板簧、电枢和刀刃单元的质量以及板簧的弹性特性曲线，可以确定固有频率。其优点在于，通过固有频率选择的移动速度各不相同，从而进行切断的位置就会与电磁铁未通电励磁时的静止位置不同。这样，将本装置用于剑杆织机时，当本装置因电动驱动装置未通电励磁而处于静止位置时，就会位于织物上方，从而纬纱就可以受到作用力经过切断装置下方。但仍可以切断织物层面高度的纬纱。当向下移动的刀刃比向上移动的刀刃速度更快时，就可实现这种工作方式。当使用具有不同刚性或不同弹性特性曲线的板簧和/或使用不同质量的电枢和/或使用不同质量的刀刃时，就可以实现不同的速度以及不同的移动行程。使用其中的一种措施或几种措施组合都可以改变固有频率。
在一优选实施例中，为电动驱动装置的控制单元设计有一CAN总线系统。
本发明的目的可通过一种方法实现，即电动驱动装置使至少一个刀刃克服弹簧力移动到一准备位置处，且该刀刃至少通过弹簧力的作用从该准备位置处向回移动，从而完成切断过程。
在一种改进方案中，当相应刀刃在弹簧力的作用下从准备位置处向回移动时，对所属驱动装置进行控制。这样即可对切断过程中的移动速度和行程产生影响。在此尤其做出了这样的设计要求，即当刀刃从准备位置处向回移动，尤其是在切断过程结束后，其所属电动驱动装置就会对该刀刃进行制动。
本发明的另一种设计方案是，系统产生一个受电动驱动装置电枢移动影响的信号，通过该信号可对所属刀刃的移动行程进行监控。该信号例如通过电压形成，作为反馈信息用于控制按照本发明装置。
本发明的其它特性和优点将从下面结合附图实施例的说明中呈现出来。
图1示出了按照本发明的装置，该装置处于静止位置。
图2示出了按照图1的装置，为了便于看清除其中略去了部分部件。
图3是图2的垂直剖面图。
图4示出了按照图1的装置(略去了其它部件)，该装置处于准备位置。
图5示出了按照图1的装置，该装置处于切断位置。
图6是一沿图1中箭头F6方向的局部视图。
图1中描绘的按照本发明的装置具有两个彼此相对移动的刀刃2和3以及电动驱动装置，以便刀刃2和3可以彼此相对移动。刀刃2与一电枢5连接在一起，该电枢可移动地通过板簧6和7支持。刀刃3与一电枢8连接在一起，该电枢可移动地通过板簧9和10支持。板簧6，7；9，10垂直于刀刃2和3的移动方向，且彼此之间间隔距离平行布置。板簧6和9直接位于板簧7和10的上方，因此可以使用较薄的板簧，这种板簧的优点是使用寿命长。电枢5和8的两端分别用相对较长的板簧6，7；9，10固定，因此电枢5和8基本上以直线方式移动。板簧6，7；9，10背离电枢5和8的端部用一支座11固定住，并拧紧在该支座上。在这个实施例中，支座11区域的板簧6，9以及7，10为一体式。支座11具有一支杆12，例如通过一连接臂13可将该支杆与一纺织机的机架安装在一起。该支杆12被夹在连接臂13和一夹持元件14之间，因此可以安装在任意轴向或径向位置处。这样即可将按照本发明的装置固定在一纺织机对面可以切断或剪断纱线的位置处。通过这种方式，在使用剑杆织机时，可将按照本发明的装置沿纬纱方向固定在相对于织物的一个规定位置处。在支座11上还固定有支撑元件15，该元件支撑着一个与电枢5和8共同作用的电磁铁16和一个控制单元17。控制单元17通过一根电缆18与纺织机的一个控制单元连接在一起。纺织机的控制单元向控制单元17发出信号，从而同步于纺织机操控按照本发明的装置1。
如图1至图3中所示，分别与电枢5或8共同作用的电磁铁16各有两个用于电枢5和8且呈对称安装的铁心，即两个铁心19用于电枢5，两个铁心20用于电枢8。铁心19和20由板构成。在所描绘的实施例中，为铁心19和20设计有一对线圈21，这样即可通过同一对线圈21控制两个电磁铁16。这对线圈21分别围绕安装在电枢5和8附近铁心19和20的中间部分22上。铁心19和20通过螺栓固定在支撑元件15上。在另一实施例中，铁心19和20是一体式，即它们仅由一组夹紧在一起的板状物构成。如图1所示，由一种非磁化材料构成的壳体23围绕在电磁铁16周围。
在另一实施例中，仅有一个线圈21，该线圈可以实现串连布置的两个线圈21的功能。除使用两个用于电枢5和8且呈对称安装的铁心19和20外，还可以使用单个铁心，而另一块铁心用一个棒状材料代替，该棒状材料可固定安装，也可以与所属电枢连接在一起。在另一实施例中，与电枢5或8共同工作的每块电磁铁16均由一个单独的线圈加以控制。
如图2所示，在电枢5内装有两块永久磁铁24和25，在电枢8内装有两块永久磁铁26和27。这些永久磁铁24至27呈棒状，且具有两极。永久磁铁24至27的南北极方向与电枢5和8的移动方向相垂直。安装永久磁铁24和25以及永久磁铁26和27时应使其异极相邻。每块永久磁铁24至27的长度，都与其所属电枢5或8在线圈未通电励磁的静止位置与线圈21通电励磁的位置间移动的长度大致相同。进行安装时，使永久磁铁24和25与永久磁铁26和27异极相对，这样，当线圈21通电励磁时，电枢5和8就会分别朝相反的方向移动。由于具有这种结构，因此可通过相同的线圈21或一个线圈组21对两个电枢5和8进行操控。
在图2中刀刃2和3处于一静止位置，处于该位置时，线圈21没有通电励磁。当电动驱动装置4的线圈21通电励磁时，电枢5和8就会朝相反方向移动，直至到达图4中所示的位置处。该位置被称作打开位置或准备位置。处于该位置时，就会使电枢5，8以及刀刃2，3克服板簧6，7；9，10的作用力移动。电磁铁16和作用于电磁铁16上的励磁电流会影响板簧6，7；9，10的功效，或板簧6，7；9，10会影响电磁铁16和励磁电流。由于永久磁铁24和26以及永久磁铁25和27的同极在处于准备位置时彼此相邻，因此电枢5和8会因相互排斥而稍稍分开，这样只用较小的作用力即可使刀刃2和3压在一起。处于该位置时，一根待切断或剪切的纱线A，例如剑杆织机上的一根纬纱置于刀刃2和3之间。就会发生例如在DE 2230099中所描述的情况。当线圈21的励磁过程结束后，电枢5和8就会在预张紧板簧6，7；9，10的作用力影响下从准备位置处向回移动，因而就会将位于刀刃2和3之间处于剪切位置处的纱线A切断，如图5所示。处于该剪切位置时，永久磁铁24至27的异极相对，因而电枢5和8就会相互吸引，以便为剪切过程提供支持。
如图5所示，剪切位置比图2所示的静止位置要低一些。其原因是，刀刃3向下移动的速度比刀刃2向上移动的速度更快。在所描绘的实施例中，这个速度差通过由刀刃2、电枢5和板簧6，7构成的单元与刀刃3、电枢8和板簧9，10构成的单元之间的不同固有频率产生。在所图示的实施例中，造成移动速度差的原因例如为，带有刀刃2的单元比带有刀刃3的单元更重一些，因而移动就更缓慢一些。当然，通过以其它方式改变相关单元的固有频率，尤其是通过改变单元质量或板簧6，7；9，10的弹簧弹性也可以实现不同的移动速度。
为了对刀刃2和3的移动速度施加影响，还可以对线圈21进行控制。为了降低移动速度，可不中断线圈21的励磁过程，而是让另一个相对较小的电流流过该线圈。但在通常情况下并不希望这样做，因为在许多情况下以尽可能高的速度进行剪切具有优越性。因此，为了提高移动速度，可向线圈21中输送一个与线圈21中流动电流方向相反的电流，以便使刀刃2和3移动到如图4所示的准备位置处。在这种情况下，当刀刃2和3移出准备位置时，同样会受到电动驱动装置4的控制。由于通过板簧6，7；9，10达到的加速度和移动速度相对较高，在大多数情况下进行剪切时，用反相电流对线圈21进行控制只对移动速度产生很小的影响。为了对刀刃2和3的移动加以限制，优选的设计是，进行剪切后立即对电动驱动装置4进行短时控制，以使刀刃2和3重新朝图4所示方向移动，即在进行剪切后进行制动。
如果在一个剑杆织机上使用按照本发明的装置，进行剪切后，例如如上所述，线圈21会短时通电励磁，以便对刀刃2和3进行制动。随后单元可以自由振动，直至重新回复到图2所示的静止位置处。由于刀刃2和3紧靠在一起且彼此摩擦，因而会对这个振动产生衰减作用。在另一实施例中，则通过驱动装置4实现衰减作用。为此在切断过程结束后，可使线圈21短路。永久磁铁24至27的移动产生一个电压，该电压产生一股电流经过短路后的线圈21。因此一部分动能就会在线圈21中转化成热量。此外，这样还可以提高移动过程的频率。处于图2所示的静止位置时，一根受到作用力的纬纱就会经过刀刃2下方。在使用剑杆织机时还有一点很重要，即应不再控制驱动装置及进行切断过程的时刻应与织布周期同步。
按照本发明装置的控制单元17通过一根电缆18与一个CAN总线系统连接，以便可以通过该CAN总线系统对电动驱动装置，尤其是线圈21进行控制。因而可以在装备了CAN总线系统的任何现有纺织机上使用按照本发明的装置。
在另一实施例中，该控制单元17配有相应的机构，以便记录移动时尤其是剪切移动时刀刃2和3的移动行程。例如，这个记录可以通过测量一个电信号来实现。由于电枢5和8的永久磁铁24至27相对线圈21移动，因而在线圈21中形成了该电信号。根据该信号可确定剪切时刻。也可以通过其它方式确定剪切时刻，例如通过光学传感器或使用WO 99/29946中所描述的方法。
例如，在使用剑杆织机上即可使用该方法，以便将准确的剪切时刻与线圈21不再通电励磁的时刻进行对比。通过在织布周期内对励磁结束时刻进行调整，使得剪切在织布周期内准确的时刻进行，从而使驱动装置4不再通电励磁的时刻与织布周期同步。这样就可以对每个剪切装置励磁结束的时刻进行准确调整，而板簧、电枢或刀刃的特性不会对剪切时刻与织布周期的同步产生影响。例如可以通过如下方式进行这种调整，即线圈21励磁结束时刻相对剑杆织机驱动轴位置进行调整，使得固定在其准备位置处的电枢5和8在此时刻释放。随后可将相对于励磁结束时刻的相对剪切时刻用作反馈值，以便针对剑杆织机驱动轴的位置对励磁结束时刻进行调整。通过针对事先确定的驱动轴位置提前或推迟线圈组21的励磁结束时刻，可控制励磁结束以准确调整或改变剪切时刻。该励磁过程取决于上述相对于驱动轴位置、即相对于织布周期的事先确定的位置。
在图1、图3和图6中还画出了有关刀刃2和3如何与电枢5和8相连接的详细情况。在电枢5底侧板簧7通过一夹块28固定在该电枢上。在该夹块28上用一螺钉固定了一T形块30。刀刃2通过固定装置31固定在该T形块30上。在电枢8底侧板簧10通过一夹块29固定在该电枢上。在该夹块29上用一螺钉固定了一T形块32。在T形块32上通过一固定装置34固定了一板簧33。刀刃3通过粘接、钎焊、焊接或类似方法固定在该板簧33上。通过彼此相对固定T形块30和32且由于板簧33的变形作用，可以调整将刀刃2和3压在一起的作用力。通过固定装置31和34还可以调整刀刃2和3之间的相对高度。已通过熟知的方式磨削刀刃2和3，以便进行最佳剪切。
在另一实施例中，电枢5和8仅各有一块永久磁铁，例如永久磁铁25或26。但是，为了进行剪切及避免刀刃2和3产生磨损，最好还是各使用两块永久磁铁24，25；26，27。
当刀刃2和3朝剪切位置移动时，如果通过电动驱动装置4对刀刃2和3进行不同的控制，也可以使刀刃2和3具有不同的移动速度。其方法是，对两个电枢5和8使用不同场强的永久磁铁，或对电磁铁21进行不同的控制，或使用电枢5和8各自的电磁铁对其各自进行控制，或组合使用上述措施。此外，还可以为每个电枢5和8各配备一个辅助线圈，以便加快或减慢剪切时电枢5和8的移动速度。
在图示的实施例中，准备位置或准备状态基本上由永久磁铁24至27的长度尺寸决定。在另一实施例中，该位置可通过传感器，例如通过与控制单元17共同发挥作用的光学传感器决定。例如，该控制单元17可以对输送到线圈21的电流加以控制，从而使电枢5和8达到事先规定的一个准备位置处。
当然，按照本发明的装置并不仅限于在剑杆织机上使用。它还可以很容易地应用于在其它各种需要切断纱线的纺织机上，例如空气喷嘴织布机、剑杆放线织布机、喷水织布机、片梭织机、其它类型织布机、针织机、缝纫机和其它纺织机。按照本发明的装置的优点是，可以将其顺利安装到各种现有的纺织机上。其特殊优势在于，可以用相对较高的剪切速度切断一根纱线，该剪切速度与纺织机的速度无关，与电动驱动装置无关或至少在很大程度无关，同时可以进行调整。相对于有一个固定刀刃的情况而言，剪切时两个刀刃2和3彼此相对移动这种结构可以形成更高的剪切速度。
按照本发明的装置和按照本发明的方法并不仅限于作为示例描述且在图中画出的实施例。它们能以各种不同的变型方式实现。
权利要求
1.切断纱线(A)的装置(1)，该装置具有两个刀刃(2，3)，其中至少一个刀刃可以通过一电动驱动装置(4)相对另一个刀刃移动，其特征在于，上述至少一个可移动的刀刃(2，3)可以通过驱动装置(4)，克服至少一个弹簧元件(6，7；9，10)的作用力移动到一准备位置处，在所述至少一个弹簧元件的作用力下，该刀刃可从准备位置处向回移动，从而实现切断过程。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，向相反方向移动的两个刀刃(2，3)可通过电动驱动装置(4)移动到一准备位置处，并可通过弹簧元件(6，7；9，10)向回移动。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，刀刃(2，3)分别通过多对板簧(6，7；9，10)固定住，这些板簧垂直于对应刀刃(2，3)的移动方向且彼此间间隔距离平行分布。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的装置，其特征在于，刀刃(2，3)与一个具有至少一块永久磁铁(24，25；26，27)的电枢(5，8)连接在一起，该电枢包含一块电磁铁(19，20，21)。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，电枢(5，8)具有两块永久磁铁(24，25；26，27)，这些磁铁的异极彼此相邻。
6.如权利要求4或5所述的装置，其特征在于，两个刀刃(2，3)配有电枢(5，8)，其永久磁铁(24，25；26，27)的设计方案是，处于准备位置时永久磁铁的同极相对，而处于切断位置时永久磁铁的异极相对。
7.如权利要求1至6中任意一项所述的装置，其特征在于，电枢(5，8)的永久磁铁(24，25；26，27)在刀刃(2，3)移动方向上的长度大致与刀刃间的相对移动距离一致。
8.如权利要求1至7中任意一项所述的装置，其特征在于，两个刀刃(2，3)的电枢(5，8)共用一块电磁铁(19，20，21)，而两个电枢(5，8)的永久磁铁(24，25；26，27)方向相反。
9.如权利要求1至8中任意一项所述的装置，其特征在于，由刀刃(2，3)、电枢(5，8)和板簧(6，7；9，10)构成的两个单元具有不同的固有频率。
10.如权利要求1至9中任意一项所述的装置，其特征在于，为所述电动驱动装置(4)的控制单元(17)设计有一CAN总线系统。
11.通过两个刀刃(2，3)切断一根纱线(A)的方法，其中至少有一个刀刃通过一电动驱动装置(4)相对另一个刀刃移动，其特征在于，电动驱动装置(4)使至少一个刀刃(2，3)克服弹簧力移动到一准备位置处，且该刀刃(2，3)至少通过弹簧力从该准备位置处向回移动，从而完成切断过程。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，当刀刃(2，3)通过弹簧力从准备位置处向回移动时，对所属电动驱动装置(4)进行控制。
13.如权利要求11或12所述的方法，其特征在于，当刀刃(2，3)从准备位置处向回移动时，尤其是切断过程完成后，其所属电动驱动装置(4)对刀刃进行制动。
14.如权利要求11至13中任意一项所述的方法，其特征在于，产生一个与电动驱动装置(4)的电枢(5，8)移动相关的信号，通过该信号对所属刀刃(2，3)的移动行程进行监控。
全文摘要
一个具有两个刀刃(2，3)、用于切断一根纱线的装置(1)，刀刃可通过一电动驱动装置(4)克服板簧(6，7；9，10)的作用力，移动到一准备位置处，在板簧的作用力下，刀刃可以从该准备位置处向回移动，从而完成切断过程。
文档编号D03D47/36GK1656266SQ03812453
公开日2005年8月17日 申请日期2003年5月27日 优先权日2002年5月31日
发明者D·维勒莫特, J·卡彭捷 申请人:皮克诺尔公司