编织机的速度控制装置和方法

专利名称:编织机的速度控制装置和方法
本发明涉及一种五月柱(maypole)式编织机的速度控制装置和方法，尤其是涉及这样一种速度控制装置，它能使编织机的运转速度随着缠绕在供线托架上的线材数量的减少而逐渐增大，因而使该编织机以最佳速度运转，提高了该机的效率。
五月柱式编织机已使用多年，它用于在多种类型的芯材(例如塑料导管之类)上做出单层或多层编织覆盖物。一般说来，这种传统型式的编织机装有一套驱动转子，这些驱动转子被可转动地支承着，并围绕一个中心编织位置呈圆形排列。第一和第二组供线托架传送装置在蛇形交叉的运动轨道中以相反的方向围绕驱动转子和中心编织位置运动，因此展开缠绕在供线托架上的线材，并形成编织复盖物。美国专利NO.3，408，894和NO.3，783，736曾对这种类型的编织机作过介绍。
供线托架传送装置与驱动转子保持啮合状态，并借助于支承凸轮从动件的轴承，从一个驱动转子转移到相邻的驱动转子。所述的凸轮从动件装在驱动转子上，并与装在每个供线托架传送装置上的一个凸轮的凸轮轨道相接合。在不致造成凸轮从动件轴承过度磨损的前提下，这种编织机的最高运转速度取决于缠绕在供线托架上的线材的初始重量。传统的做法是根据缠绕在供线托架上的线材类型选定编织机的最高运转速度，然后在整个编织运转中，尽管随着线材从供线托架上被展开而使缠绕在供线托架上的线材数量逐渐减少，但始终保持这一最高运转速度不变，因此这种编织机没有发挥最高效率。
考虑到上述情况，本发明的目的是提供一种编织机用的速度控制装置和方法，使编织机的运转速度随着供线托架上线材数量和重量的减少而逐渐增大，因此使该机以最佳速度运转，从而提高了该编织机的效率。
根据本发明的速度控制装置包括探测装置和控制装置。探测装置安装在邻近供线托架的运动轨道处，在编织机运转期间，它能测定供线托架通过被选定的蛇形运动轨道时，供线托架上剩余的线材数量。而控制装置由探测装置操纵，能根据缠绕在供线托架传送装置上的线材数量的逐渐减少，操纵供线托架传送装置，使它们的运转速度逐渐增大。
探测装置最好包括一对超声波探测器，它们相邻于紧挨着的驱动转子。因此一个超声波探测器能测定第一组供线托架中每一个上剩余的线材数量，而另一个超声波探测器能测定第二组供线托架中每一个上剩余的线材数量。邻近每一个超声波探测器处还安装着非接触型接近开关，在供线托架恰好与它对准时准确地启动超声波探测器，以便测定托架上剩余的线材数量。
编织机可以是单组的，也可以由多组构成，每组配备着16、20或24个供线托架传送装置。在对准编织机最后一组处还安装着一台引出装置，以便与编织机同步运转，拉出已编织过的产品。还为此引出装置配备了一台驱动电机，这台电机装有一个涡流可变速离合器，该离合器与主驱动轴相连，而主驱动轴延伸到各个编织组并使它们运转。每个编织组最好都配备接近开关、超声波探测器及一台微型计算机。将一台主计算机与每一台微型计算机连结在一起共同工作，主计算机中编有程序，使得主驱动轴随着缠绕在供线托架上的线材数量的逐渐减少而逐渐增大转速。主计算机内还编有一种程序，这种程序包括根据供线托架上的线材类型计算出的速度曲线。例如，业已发现，当缠绕在供线托架上的是纱线时，这种被介绍的特殊类型的编织机的驱动转子能以每分钟235转的最高速度运转而不会引起轴承过度磨损，而当缠绕在供线托架上的是金属丝时，这种最高速度为每分钟235转。当缠绕在供线托架上的是金属丝时，采用随着供线托架上的线材数量减少而逐渐增大编织机的运转速度这一方法，能使驱动转子的转速逐渐增大为每分钟275转，这样，该编织机的平均速度增大了14%，因而提高了该编织机的效率。
在某种情况下，例如当线材在供线组件上缠绕不合适时，可能需要用绕满的供线组件替换一个或多个已用掉一部分的供线组件，而剩下的已用掉一部分的供线组件仍留在机器上。在这种情况下，本发明速度控制装置的探测装置将探测出编织机上具有绕满的供线组件，于是自动调整运转速度到一个较小的合适数值，以便防止装有绕满的供线组件的凸轮从动件轴承的过度磨损。
下面结合附图进行介绍，使本发明的目的和优点表达得更为清楚楚。
图1为三组式编织机的平面图，编织机上使用了本发明的速度控制装置;
图2为图1所示编织机的侧视图，图中剖去了隔音罩中段的侧壁;
图3为实际上沿着图2的3-3线剖切的一组编织机的放大的后视立面图，图中未画出隔音罩;
图4为实际上沿着图2的4-4线剖切的垂直断面的局部放大视图，表示出探测装置和接近开关相对于供线托架传送装置的蛇形交叉的运动轨道的位置;
图5为实际上沿着图4的5-5线剖切的垂直断面图;
图6为沿着图5的6-6线剖切的垂直断面图，表示出相邻的驱动转子可传动地相互连结的样式，以及用来将转动分配到供线托架传送装置的行星齿轮布置;
图7为通过一个驱动转子剖切的垂直断面图，表示出后轴承组以及由这些轴承支承的凸轮从动件;
图8为图7中所示的一个后轴承和凸轮从动件的放大断面图;
图9为实际上沿着图5的9-9线剖切的略带示意的局部垂直断面图1表示出第一和第二组供线托架传送装置的运动方式，即在蛇形交叉的运动轨道中绕着中心编织位置作相反方向的运动。
上述图中所表示的编织机具有目前正在由梅耶·怀尔德曼(Mayer Wildman)企业制造和出售的NO.MR-11型BRAIDMATIC(商标)的式样，而引出装置具有目前正在由梅耶·怀尔德曼企业制造和出售的NO.MC-2型的式样。但是很显然，本发明的速度控制装置也能被用于其它五月柱式编织机，使其运转速度随着缠绕在供线托架传送装置上的线材数量的减少而逐渐增大，因而提高了该编织机的效率，且不会造成支承凸轮从动件的轴承过度磨损，此处所述的凸轮从动件使供线托架传送装置保持在驱动转子的应有位置上。
在图1和图2中，概括地将各个组分别标为A、B和C，它们都安置在一个隔音罩中，罩上装有进出门11(见图2)，因此操作者能进入罩10进行维修，更换供线托架等工作。将一根软管或其它型式适合的芯材12引入中心编织位置，并穿过每个编织组A、B和C，使芯材在各组中逐层地编织上复盖物。然后引出装置(此组件的标号为20)以大小适当的张力和符合需要的速度，将已经加上复盖物的软管拉出。一对履带式链轨板21、22(见图1)与已加上复盖物的软管的相对侧面啮合，并使该软管对准一个适用的缠绕卷筒或类似物件(未示出)。借助于主驱动电机23(见图2)，将运动分别传给链轨板21、22，电机23上装有一个涡流可变速离合器24，其用途将在后文中叙述。一根主驱动轴25以某一端与可变速离合器24传动连结，然后延伸到每一个编织组A、B、C，并与它们传动连结。
在图3所示，每个编织组包括一个垂直延伸的主框架30，主驱动轴25从主驱动的下部穿过。借助于传动链36，将主驱动轴25与一套变速齿轮(此组件标号为35)传动连结。变速齿轮35将转动传到主传动齿轮40上，而每一个主传动齿轮被固定在各自的驱动转子上。所述驱动转子组件的标号为45，在图3中用围绕中心编织位置呈圆形排列的点划线表示。驱动转子45可转动地支承在短轴46的前端位置，而短轴46的后部用轴承座47固定在框架30上(见图5)。
每个驱动转子45都装有各自的驱动转子后圆盘50和驱动转子前圆盘51(见图7)。圆盘50和51与传动齿轮40传动连结，并且都包含四个等间距的半圆形传送装置支承凹口52，用来容纳和可转动地支承每个供线托架传送装置上互相隔开的两个部分。第一和第二组供线托架传送装置组件分别标号为55A和55B，它们由驱动转子45支承，并且沿着蛇形交叉的运动轨道，按相反方向围绕着中心编织位置运动，如图4和9所示。在这些附图中，第一组供线托架传送装置55A在一条蛇形运动轨道中按逆时针方向围绕中心编织位置运动，而第二组供线托架传送装置55B则沿着另一条蛇形运动轨道按顺时针方向运动。
从图5的上部看得最为清楚，每一个供线托架传送装置55A、55B都包括一个后支承部分60和一个前支承部分61，后支承部分60适合于坐落在转子后圆盘50的半圆形支承凹口52中，而前支承部分61则适合于坐落在转子前圆盘51的半圆形支承凹口52中。在支承部分60、61之间设置一个带槽的凸缘62，以便与固定在驱动转子45的轴壳上并位于转子后圆盘50和转子前圆盘51之间的定位楔块63接合。此处，楔块63与带槽凸缘62的接合，能防止供线托架传送装置55A、55B沿转动轴纵向发生移动。
小传动齿轮64固定在供线托架传送装置的轴上，与后支承部分60相邻(见图5和6)。该小传动齿轮64与一个系列的行星齿轮65传动啮合，而行星齿轮可转动地支承在主传动齿轮40上，并且与安装在短轴46上的中心齿轮66传动啮合。
每一组供线托架传送装置55A、55B上固定着一个凸轮70，凸轮上都具有面朝后和面朝前的半圆形凸轮轨道71、72。前轴承75(见图5)被固定在转子前圆盘51中，并可转动地支承着凸轮从动件76，所述凸轮从动件76适于跟凸轮70的面朝前的凸轮轨道72相接合。而后轴承80(见图7)则被支承在驱动转子45的轴承臂上，并可转动地支承着凸轮从动件81，所述从动件81适于跟凸轮70的面朝后的凸轮轨道71相接合。如图9所示，凸轮轨道71、72与各自的凸轮从动件81、76接合，因而当驱动转子45转动时，能将供线托架传送装置55A、55B保持在转子后圆盘50和转子前圆盘51的凹口52之中。如果编织机以高于设计值的速度运转，轴承75、80容易受到过度的磨损。这是因为锭子需要更换，因而供线托架处于悬臂状态，致使轴承得不到良好的支承。
编织机能够采用的最高运转速度主要取决于缠绕在供线托架85(见图5)上的线材类型和数量，而所述托架85支承在供线托架传送装置55A、55B的前端。例如，当装在供线托架85上的是一筒重约7磅的纱线时，驱动转子45的最高运转速度为每分钟235转;而当装在供线托架85上的是一捆重约20磅的金属丝时，驱动转子45的最高运转速度为每分钟225转。传统的工作情况是从供线托架85上装满线材开始编织起，直到所有线材从供线托架85上展开用毕为止，编织机始终以所述的最高速度运转。
本发明的速度控制装置使编织机的运转方式与恒定连续运转这一传统方式大不相同，此速度控制装置包括探测装置和控制装置。探测装置用于在不中断编织的连续运转期间测定供线托架上实际剩下的线材数量;而控制装置由探测装置操纵，能根据所测得的缠绕在供线托架上的线材的数量减少，逐渐增大供线托架传送装置的运转速度。因此，在编织机上采用本发明的速度控制装置和方法的结果是此编织机以供线托架绕满线材时所允许的最高运转速度开始编织，然后逐渐增大运转速度，直至有时驱动转子的运转速度超过每分钟275转，例如当供线托架85上的线材快要用光时就是这样。
当缠绕在供线托架85上的线材数量减少时，本发明的速度控制装置和方法使第一、第二组供线托架传送装置55A、55B的运转速度逐渐增加，从而也使该编织机的效率平均提高约14%。所述速度控制装置包括探测装置，它安装在邻近供线托架传送装置55A和55B的运动轨道外，在编织机运转期间，能测定第一和第二组供线托架传送装置55A和55B在通过被选定的蛇形运动轨道期间供线托架上剩余的线材数量。本发明的速度控制装置还包括控制装置，它由探测装置操纵，能根据缠绕在供线托架85上的线材的数量减少，操纵第一和第二组供线托架传动装置55A、55B，使它们的运转速度逐渐增大。
更准确地说，本发明的速度控制装置包括一个第一超声波探测器90A，它支承在编织机的每一组A、B、C的框架30的上部，并与第一组供线托架传送装置55A所支承的供线托架85的运动轨道相邻(见图4)。如图4所示，一个第二超声波探测器90B也被支承在框架30的上部，并且与由第二组供线托架传送装置55B所支承的供线托架85的运动轨道相邻，因为传送装置55B是沿着这条蛇形的运动轨道、绕着右边的驱动转子45的上边缘部分通过的。
尽管市场提供的多种探测器均可使用，但业已证明，由马萨(Massa)产品有限公司生产的E-201型超声波测距组件是一种令人满意的探测器。探测器90A、90B均装备有一个发射振子和一个接收振子，这两个振子由电子组件相互联系。所发射出的一束狭窄的声脉冲用于十分准确地测出由此通过的每个供线托架85上的线材筒直径。然后将测得的这一尺寸信息发送给相应的、与探测器90A和90B相连的微型计算机。
在框架30上邻近第一组供线托架传送装置55A的运动轨道处但装有一个第一电感式接近开关91A(见图4)。在框架30上还装着一个第二电感式接近开关91B，用于在供线托架传送装置55B通过此处时探测出传送装置55B的前支承部分61正在经过此处(见图5)。装备接近开关91A、91B是为了准确地启动探测器90A、90B，从而当供线托架85在它们围绕中心编织位置的蛇形交叉运动轨道中通过此处时，准确地测出供线托架85上剩余的线材数量。目前能提供的可以应用的接近开关应该有多种类型。业已发现，有一种目前能提供的接近开关是能应用于本发明的，这种接近开关是由维特-鲁脱计数组织(Veeder-Root Digital Systems)制造的，型号为NPN5-30VDC。
如上所述，当供线托架85通过探测器90A、90B时，探测器准确地检测出托架上剩余的线材数量，然后将这一信息送往与编织组A、B、C相连的各自的微型计算机95A、95B和95C，如同图1中示意地表达的那样。这些微型计算机再与一台计算机100相连，而这台主计算机以电子方式连结和控制涡流可变速离合器24的输出端速度，从而逐渐增大主驱动轴25的转速。因此，第一和第二组供线托架传送装置55A、55B的运转速度，是根据所测得的缠绕在供线托架85上的线材的减少数量而逐渐增大的。
尽管上面介绍，主驱动轴25的转速是由一台涡流可变速离合器24控制的，但很显然，也能使用其它类型的可变驱动器，或者使用各种类型的可变速电机。例如，可以将一台直流可变速电机与主驱动轴25直接相连，也可以将一台交流变频电机与主驱动轴25直接相连。
更可取的是，主计算机100能提供多方面的程序，其中包括能缠绕在供线托架85上的多种类型线材所适用的最佳速度曲线。由于主计算机100中存有一信息，操作者仅仅需要使主计算机按照缠绕在供线托架85上的线材类型工作即可。编入主计算机100程序的速度曲线将根据缠绕在供线托架85上的线材的减少数量，自动地增大第一和第二组供线托架传送装置55A、55B的运转速度。
本发明目前的最佳实施例已在上文中结合附图作了详细介绍，尽管使用了一些专门的术语，但仅用作一般性介绍，不起限制作用，本发明的范围由下面的权利要求
加以确定。
权利要求
1.一种编织机，它包括第一和第二组供线托架传送装置，每一个所述传送装置上装有一个供线托架，供线托架上缠绕着适于在编织机运转期间展开的线材，一组驱动转子，它们被可转动地支承着，围绕一个中心编织位置呈圆形排列，并且支承着所述的第一和第二组供线托架传送装置；驱动装置，它用来使相邻的驱动转子产生相反方向的转动，并使所述的第一、第二组供线托架传送装置在蛇形交叉的运动轨道内产生方向相反的围绕中心编织位置的运动，此外还配备有速度控制装置，它根据缠绕在所述供线托架上的线材数量的减少，逐渐地增大所述第一、第二供线托架传送装置的运转速度，因而也提高了所述编织机的效率。
2.根据权利要求
1所述的编织机，其中，所述速度控制装置包括a)探测装置，它安装在邻近所述供线托架传送装置的运动轨道处，在编织机运转期间，它能测定所述第一、第二组供线托架传送装置通过被选定的蛇形运动轨道期间，供线托架上剩余的线材数量;b)控制装置，它由探测装置操纵，能根据所测得的缠绕在所述供线托架上的线材数量的减少，操纵第一、第二组供线托架传送装置，使它们的运转速度逐渐增大;
3.根据权利要求
2所述的编织机，其中，所述探测装置包括一个第一超声波探测器，它支承在所述第一组供线托架传送装置的运动轨道附近;一个第二超声波探测器，它支承在所述第二组供线托架传送装置的运动轨道附近;
4.根据权利要求
3所述的编织机，其中，还包括各自的第一、第二接近开关，它们与所述的第一、第二探测器连结在一起共同工作，当所述供线托架传送装置运动到应测定上面剩余的线材数量的位置时，所述接近开关操纵开启所述第一、第二探测器。
5.根据权利要求
2所述的编织机，其中，所述驱动装置包括一个可变速的驱动装置，而所述的控制装置根据所测得的缠绕在所述供线托架传送装置上线材数量的减少，逐渐增大所述可变速驱动装置的速度和所述第一、第二组供线托架传送装置的运转速度;
6.根据权利要求
2所述的编织机，其中，所述控制装置包括计算机系统，它用于接收来自探测装置的、标志缠绕在所述供线托架上的线材数量的信息，然后根据在供线托架上线材数量减少的信息，逐渐增大所述第一、第二组供线托架传送装置的运转速度;
7.根据权利要求
6所述的编织机，其中包括多个编织组，所述驱动装置包括一台驱动电机和一个与其相连的可变速装置，一根与各个所述编织组传动相连的主驱动轴。其中，所述计算机系统与所述可变速装置连结在一起共同工作，以便根据所测得的供线托架上线材数量的减少，逐渐地增大所述主驱动轴的转速。
8.根据权利要求
7所述的编织机，其中所述计算机系统包括与每个编织组相连的微型计算机，以及一台主计算机，主计算机与所述的各台微型计算机相连，还与所述可变速装置相连;
9.根据权利要求
7所述的编织机，包括一台已编织物料引出装置，用来从所述编织机拉出已编织物料。其中，所述驱动电机、可变速装置与所述已编织物料引出装置传动连结，所述计算机系统以与增大主驱动轴转速同样的速率，逐渐地增大所述已编织物料引出装置的速度;
10.一种操纵编织机的方法，所述编织机包括一组供线托架传送装置，它们围绕一个中心编织位置运转;以及安装在每个供线托架传送装置上的供线托架，托架上面绕满所供应的线材，在编织机运转期间再从上面展开这些线材，所述方法包括下列步骤a)开始时，操纵该编织机以与绕满在供线托架上的线材的类型和数量相适应的最高速度运转;b)在编织机运转期间，随着线材从供线托架上被展开，上面剩余的线材数量逐渐减少，相应地逐渐增大该编织机的运转速度;
11.一种操纵编织机以最佳速度运转的方法，该机包括一组供线托架传送装置，它们围绕一个中心编织位置运转，以及安装在每个供线托架传送装置上的供线托架，开始时供线托架上绕满所供应的线材，在编织机运转期间再从上面展开这些线材，所述方法包括下列步骤a)开始时，操纵该编织机以与绕满在供线托架上的线材的类型和数量相适应的最佳速度运转;b)在该编织机连结运转期间探测所供应线材所减少的数量;c)将探测得的所供应线材数量与装有所测数量线材的机器的最佳速度作比较;d)根据测得的所供应线材的数量减小，增大该编织机的运转速度，以保持该机处于最佳速度状态。
12.根据权利要求
10所述的方法，包括一个在供线托架传送装置围绕中心编织位置的运动轨道的一个预定地点启动探测所供应线材数量减小的步骤;
13.根据权利要求
12所述的方法，其中，探测所供应线材的数量减少，是在每个供线托架通过每个运动轨道的预定地点时被启动而进行的。
专利摘要
本发明的编织机速度控制装置和方法，能操纵编织机供线托架传送装置的运转速度，使它随着缠绕在供线托架上的线材数量的减少而逐渐增大，因而提高了该编织机的效率。此速度控制装置包括一个超声波探测器，它安装在邻近供线托架传送装置的运动轨道处，因此在供线托架通过每个运动轨道的探测器时，能探测出供线托架上剩余的线材数量。还配备一些计算机，以便根据所测得的供线托架上线材的减少量，逐渐增大供线托架传送装置的运转速度。
文档编号D04C3/38GK87103841SQ87103841
公开日1988年6月29日 申请日期1987年5月26日
发明者汤马斯·安托尼·弗舍尔 申请人:迈耶·怀尔德曼工业公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan