专利名称:纺织机械供纱装置的制作方法
参照由本发明人转让给本申请受让人的相关申请，这里公开的内容是结合了美国申请№，要求德国申请P34 29 193.8。律师文档85465，PA45。
本发明是关于纺织机械的，更确切地说，是关于给针织机、织机等纺织机械供纱的装置的。本发明特别适于应用在需要以预定的张力喂入纱的针织机上。
从第3，858，416号美国专利可以了解到一种供纱装置，该装置上的供纱元件包括一个装在驱动电机轴上的圆筒，即将被供出的纱在圆筒的圆周表面上绕几圈，以保证无滑动供纱。一个电机被用作圆筒的驱动电机，其速度在一种具体装置上可通过改变电源电压的方法来调节，在另一种具体装置上则可通过控制馈入电机的脉冲的方法来调节。由电机的速度变化，使得供纱圆筒的速度与配有这种供纱装置的针织机的速度保持同步。为之，一个脉冲转换器与圆型针织机的旋转圆筒相连，并发出一种表示圆型针织机速度的脉冲输出信号，这个输出信号被一个频率/电压转换器转换成一个模拟电压，该模拟电压与一个和驱动电机相连接的测速电机或增量转换器发出的，已转换为相应的电压的输出信号相比较。通过一只调节器，当出现控制偏移时，供纱圆筒的速度便被调整到由圆型针织机的脉冲转换器预定的目标值。
为了将喂到针上的纱的张力保持在一预定值上，这个供纱装置中，在沿纱的前进方向供纱圆筒的下游处设置了一个张力传感装置，即探头。传感器的输出信号连同一个目标值发生源的信号能被有选择地通过开关启动输入到调节器，通过相应地控制驱动电机，调节器便根据预定的目标值确定纱线张力。
在带有调线装置的圆型针织机中，与成圈系统相连的供纱装置在针织机一转或几转的过程中有时必须按某一模式供纱，有时突然暂时中断供纱，这意味着供纱情况必须同时受一个特定的调线装置的工作状态的变化的影响。提花针织机一般也是按某种模式工作的，在各个成圈系统中纱的需求量亦是不同的，不断地变化着的。为了喂纱，必须相应地使用所谓储存式喂纱器，需要时纱从贮纱筒上引出筒子架或高架，但是，用了这些喂纱器之后，就不能积极地喂纱了。
对于所有这些应用场合，其各个成圈系统单位时间抽出的纱量波动很大，因此，须与一个外脉冲源(例如与圆型针织机的圆筒刚性接合的脉冲转换器)保持同步的供纱装置不适于用在这种场合。
本发明的一个目标就是要创造一种供纱装置，用这种供纱装置能根据特定的用纱装置的用纱量要求，以预定的张力独立地和积极地供纱，而不需与一个外时钟脉冲即同步脉冲源保持同步。在这种装置中，即使在零纱量时，也就是在纱的抽出中断时，纱的张力仍能维持。这在像上面提到的调线装置中是特别重要的。而且，该供纱装置设计简单，以其众多的可能的应用而突出。
简单地说，驱动电机的速度与代表喂纱速度的传感器的输出信号同步，传感器(即探头)装在朝纱线前进方向看纱的供给轮后面一定距离的地方。
如果在供纱装置的输出处纱有运动的话(当需纱时)，探头就会确定纱是不是按预定的纱速前进。探头发出代表纱速的输出信号，因为供纱元件的驱动电机是和这个输出信号是同步的，所以驱动电机驱动供纱元件在相应的表面速度下运行，这样，就能按所需的纱线量供纱。
在弹性纱的场合，当纱的运动变化时，沿纱的前进方向供给元件后面出现的纱的长度改变能被纱本身的弹性所吸收，如果这种吸收还不够充分的话，则在供纱元件和传感器之间的纱线前进路线上设置一个纱线储备是合适的，这种储备由像U形纱圈这种办法来得到，沿着U形纱圈的路线上，纱由相应的转向元件引导。为了避免在纱的要求改变时纱的储备变得过份大或过份小，供纱装置最好具有一个能将纱储备的尺寸维持在指定值上的调节器。
在所述的具体装置中，供纱装置能够以零张力或一定的张力向用纱装置供纱。由于随着要生产的产品的最终纱的性能及其他因素的不同，纱的张力亦是常常不同的，故在一种优先采用的具体装置中，设置了控制由供纱元件喂出的纱的张力的受控张力装置，该装置设在供纱元件和探头之间的纱路上。这些张力装置最好有一个能在需要的时候自动地将纱线张力保持在预定的指定值上的调节器。
供纱元件的驱动电机适宜用步进电机，传感装置或探头的输出信号馈入到该电机，如需要的话，这个信号可被转换成相应的步进脉冲序列并被放大。另外，供纱装置亦可有一个伺服调节器，它根据作为指令的传感器的输出信号来不断地调整驱动电机(确切地，这个驱动电机为步进电机)的速度。
纱的前进速度可以用任何适当的方法来测量，这种办法应能获得能够尽可能精确地代表纱的前进速度的输出信号。如果探头是用与纱无滑动配合并连接一个信号转换器的低惯量测量轮的话，则要求达到的条件非常简单。这个信号转换器可以是一个发电机，它输出与测量轮速度成比例的电压，或者，它亦可以是一个角度数码读数器，它直接计测测量轮，比如说，用光学的方法。
上述用来产生在特定时间需要的纱线张力的张力装置中可能有这样一个张力元件，这个张力元件可以在两纱支撑点之间移动，相对纱的前进方向横向地作用于纱上，并加载一个可调节的力，这个可调节的力可以是重力，弹簧力或电磁力。
这种供纱装置最好也有一个接传感器输出信号，显示单位时间内供纱量的显示器，这个显示器亦可附加设置显示由纱线张力测量装置测得的供纱张力的显示器。用这种办法，就能够在需要的时候读出圆型针织机各个成圈系统的喂纱量，并将其调整到指定值，而不需要为这个用途的专门仪器。
另一方面，或附加地，供纱装置也可有一个信号线连接装置，通过这种渠道可以询问探头的输出信号和/或表示喂纱张力的信号。通过这个连接装置，各个供纱装置，比如说，具有多个成圈系统的圆型针织机的各个供纱装置也能连接到一个中心显示器，还可有选择地将一个自动监视器与这个中心显示器相连。如果各个成圈系统的喂纱量出现了超过允许值的偏差，这个监视装置就向连接供纱装置的驱动电机输送一个纠正量，或者甚至使得整个机器停车。如果每个供纱装置配一个独用的显示装置的费用不适当的话，也可以用各个供纱装置上的连接装置以一定的间隔连接一个手动显示装置，以便监视喂纱量和/或张力。
如果供纱装置的驱动电机与一个逆动开关相连的话，针织机停车时需要进行起动操作或纱线断头时针织机的重新起动则实际上变得比较容易。因为有一个逆动开关就可在重新起动针织机之前将过量抽出的而柔软地悬挂着的纱重绕回去，以便保证各个成圈系统的纱马上具有既定的张力。
在一个好的具体装置中，张力探头可与驱动电机相连，这样，如果纱的张力下降低于一个预定的阀值和喂纱中止，也就是针织机停机时，这个张力探头将输出一个信号使驱动电机反转，反向驱动供纱元件使纱回绕，直至达到预定的纱张力值为止。在纱断头或纱重新结在一起之后，需要的纱张力也能用这种方法自动地重新建立。输入或输出的关闭装置的探臂能手动向上移至一个特定位置，这样能够进行回绕。
正如已经注意到的那样，花式纱供纱装置是独立的，不需外部同步辅助设备的系统。结构方面，如果供纱元件(在这个供纱装置中为供纱圆筒或圆鼓)与传感装置以及控制驱动电机的电气开关元件都装在同一支座上，则整个装置成为一个紧凑机构，它可以按常规的方法装在用纱的机器的适当地方。
该供纱装置不仅能用于有调线装置的圆型针织机，提花针织机等，一般来说，亦能用在任何用纱的纺织机器上，如果在这个机器上以预定的纱张力连续地或间断地，或以变化的喂纱量向用纱装置喂纱是重要的话。该供纱装置特别适于针织袜机，到现在为止还没发现有能满足这些机器的要求的供纱装置。尤其在用来织妇女高级针织袜子的无缝圆袜机中，腿上长的部分的圈长可通过升高或降低针座使机器每转的耗纱量连续地变化的方法来相应地连续改变。花式纱供纱装置能根据这些要求自动地进行调节，而不需特别的控制指令或机器电路。
而且，一般来说在这个供纱装置中，供纱是积极的，还由于其设计简单，没有复杂另件而与众不同，并能装在圆型针织机的筒管和导纱器之间的任何地方。它易于操作，在任何位置均能工作，不需维护保养。机器的性能及品种改变时，供纱装置不需作任何改变。原来需要的安装和调整工作都可省去，按常规，这项工作是非常费时间的，而且只能由熟练的工人来完成。
图1是对应本发明的供纱装置示意图和有关的电路框图。
图2是图1的供纱装置实际具体装置的侧视图。
图中表示的供纱装置有一箱体1，其可安装在用纱的纺织机器上，例如用图中U形框架2和夹持螺钉3装于圆织机的机架上。供纱元件的纱筒4装在箱体1上并与步进电机6直接相连接。
为控制喂给纱线的喂纱速度，作为检测器或探头以与供纱筒4的轴线相平行的方式安装在箱体的同一侧，并由轴8与装于箱体1的测速电机9相连，也可用角度码读数器或其它脉冲传感器取代测速电机9。
图1中表示的筒管上的纱线11，经由两个同轴的输入导纱孔13和位于两输入导纱孔13之间的可调的纱线制动器缠绕于纱筒4的周面上。纱线是一圈接一圈地缠绕在供纱筒4面上的，其缠绕圈数应使供纱筒4上的喂给纱线不会在滚筒上打滑。纱线11沿图2中箭头15所示的方向从供纱筒4行进到测轮7的周面上并通过测轮7。测轮7在空间上与供纱筒4不相接触，并置于其后。纱线也是一圈接一圈地缠绕在测轮7的柱形周面上。缠绕圈数也应由纱线在测轮7上不至打滑来确定。
离开测轮7的纱线11由两个同轴输出导纱孔16引出，两个导纱孔16由托架17固定在箱体17上。在两导出纱孔16之间的输出纱线11由安装在箱体里的输出关闭装置的探臂18所监视。探臂18固定在箱体1的19点上并可转动。由输出导纱孔16出来的纱线被送到诸如圆织机的成圈系统等用纱装置。
纱线11的输入由一个装在箱体1内的输入关闭装置来监视。其探臂21由支点20支持并可绕其转动。探臂21在第二个输出导纱孔13的下游(沿纱线运动方向)监视纱线11运动。在喂纱筒4和测轮7之间的区域内，纱线11经由张力罗拉22行进，该罗拉装于杆23上，杆23装于箱体1的点24处并可绕该点摆动。杆23在点24与第二根杆25相接。杆25的工作位置大致水平并在其上装有一重块26。重块26可在杆25上沿其轴线移动。
根据刻度27可随时调节重块26在杆25上的位置。
如图2所示，在正常工作情况下，张力罗拉的安装方式是使位于喂纱筒4表面到测轮7表面的纱线11与两表面相联直线有一定的偏离。借助于这种偏离可使纱线具有一定的储备。根据图2所示、当杆23，25绕轴24沿顺时针方向转动时就可以利用这一储备。
图1中与测轮7相连的测速电机9与数据整理与分配电路33连接。它们是通过导线30，开关31(其功能将在后面给以说明)和导线32相连接的。该测速电机以模拟电压的形式向数据整理与分配电路33输出代表纱线运动速度的信号。
电压/频率转换器35经线34与数据整理与分配电路33相连。转换器35将测速电机9输出的模拟信号(该信号可能已在数据处理与分配电路33中被放大了)转换成脉冲系列，其脉冲频率表示纱线速度。脉冲输出信号36经线37输入控制电路38，而控制电路38的输出端则由线39与步进电机6相接。
显示器41经线40与电压/频率转换器35相连。测速电机表示纱线行进速度的脉冲输出信号则在该显示器上随时显示出纱线运动速度的数据。该显示器位于箱体1的一侧(见图2)。
为输出测速电机脉冲输出信号，电压/频率转换器35配有外部信号线，可用插座42连接，借此，在喂纱装置以外也能够测定该信号。下面将对此做详细说明。
计算机44由线43和数据整理与分配电路33相连，或也可以与电压/频率转换器35相接;计算机44能对经线路43提供的数据进行存贮和(或)监测并通过线47向显示器41发出表示某一数据或监测结果的信号;因而相应的数据可以在显示器41上表示出来。安装在线45、46与线47之间的选择开关48可以使计算机的各种输出信号有选择地发出。
图1中表示的电位器49的电刷50与杆23、25的回转心轴24相连接。该电位器发出表示杆23、25角度位置(即张力罗拉22的位置)的信号。该信号通过线路51传入调节器52。调节器52含有一目标值发送器;而该发送器又由线路53与控制电路38相接。
电流由供电装置54输送到各自的电路部分供电线是图中的线55，而通向各自电路部分的线路则是56-58。
向数据整理与分配电路33提供的电流是经过线59和开关60输入的。该开关60机械地与张力罗拉22相接。两个极性相反的供电线61、62与开关60相连，所以数据整理与分配电路33能根据线路59的极性来判断开关60所处的位置。
所述供纱装置的功能如下最初设想需用纱线的装置的需求量为零。喂纱装置所处位置如图2所示。此时，纱线具有一定张力其张力值由重块26在杆25的位置决定。
当使用纱线的装置需要用纱时则由供纱装置供给，如当圆织机的调线装置输入纱线时，纱线则经由输出导纱眼16输入。因而测轮7则反时针转动(见图2)，而由张力罗拉储备的纱线则减少即被部分用掉了。
一旦测轮7开始转动，测速电机9则发出输出信号(与纱线运动速度成正比)经线路30再由数据整理与分配电路33传到电压/频率转换器35。在此模拟输出信号被转换成具有相应步进频率的步进脉冲信号，其信号值也与纱线运动速度成正比。该脉冲输出信号36然后经控制电路38和线路39传到步进电机6，该电机驱动喂纱筒4转动，其圆周速度与纱线运动速度一致。由控制电路38传到步进电机6的脉冲可以表示步进电机的全角增量或部分角增量。
与此同时，计算机44通过线43接收关于纱线运动速度的数据。这些数据或被存储于计算机内或被用于产生输出信号并经由线路45、47和开关48(其位置如图1所示)而送到显示器被显示出来。
现不考虑纱线是怎样按顺序输入纱线使用装置的。步进电机6驱动喂纱筒4的速率是与当时供纱量大小有关的，其大小由测轮7决定。这样通过测速电机9步进电机6和它们之间的电路33、35、38的作用，测轮7与步进电机6严格同步。
由纱线传递到用纱装置的张力是由重块26在第二杆25上的位置所决定的。一旦纱线使用停止时，测轮7的速率也随之降低，进而使步进电机6的速率下降。所以喂纱筒4的速度也就降低直到喂纱装置完全停止供线。而且即使机器停车时纱线也保持其预定张力值，这一作用是由在喂纱筒4和测轮7之间起作用的张力罗拉完成的。
当供纱速度变化时，由张力罗拉22形成的纱线存储量也随之变化。通过电位器49和调节器52的作用其存储量可以保持一定。电位器49通过线51随时发出表示张力罗拉22位置的信号因此可得知喂纱筒4与测轮7握持点之间纱线的存储量。上述信号在调节器52内与一目标值相比较而根据其可能的偏差发出信号。该信号再经由线53传入控制电路38，而电路38则相应地改变其输出信号经线路39而传给步进电机6使其转动某一角度来补偿该偏差。经过上述一系列调整就可消除偏差。
确定的纱线张力值可由一探头69监测，其经由线路70将相应的监测信号送到数据整理与分配电路33，再由电路33将相应的数据输给计算机44。欲知纱线张力时，其数据可由输出线46经开关48而在显示器41上显示。
如果机器关闭时，供纱装置的纱线张力为零。例如由于纱线线圈下垂(即其下垂低于预定的低限)时，重块26使纱线张力罗拉绕其支点转至其极限位置并使杆23、25启动与它的相连的开关60。上述动作会产生如下效果。经线102发送恒定脉冲频率的脉冲的脉冲传感器通过线101而被接通。数据整理与分配电路33经电压/频率转换器向控制电路38提供步进电机6的反转指令。脉冲发送器100发出的脉冲信号馈入步进电机6之后，步进电机6则向相反于喂纱的方向起动。由此供纱筒4开始将下垂的纱线重新卷绕起来直到使纱线张力罗拉回到其正常位置而将开关60拨回其正常位置。此时脉冲信号发送器立即停止工作。
若不用重块26，也可以采用可调弹簧、电磁力或其它方法加负荷于纱线张力罗拉22。张力罗拉22也可以直接与探头69结为一体，即纱线张力罗拉产生张用同时作测量纱线张力用。
在所述具体装置中，测速电机9的输出信号经过适当的变换和放大后直接控制步进电机6。另外，测速电机9的输出信号也可作为目标值来保持步进电机6与测速电机9同步。根据该目标值控制电路中的伺服调节器不断地调节步进电机6的转速。
用探臂18和21监测纱线11输出和输入的纱线输出、输入关闭装置，在断纱时则可分别由其探臂18和21起动开关31。一方面测速电机9的输出信号中断使步进电机6停转，另一方面停车信号经由线72输送至针织机的动力装置。当输出和(或)输入探臂18或21各自位于图2中的18a或21b的位置时，图1中开关21则使左侧的两根线连通。在上述位置时，输出或输入探臂18或21加有一定的弹簧力;所以此时探臂18或21只能靠有意识的人工启动来调节其位置。这样做的作用是经线73向电子控制电路传递信号使步进电机6反转。所以当断纱和随后重新接结纱线时，靠调节输出或输入探臂18或21就可以使步进电机作短暂的反转因而可以重新确立纱线的工作张力。
最后，有了接线座42便可向中央外部显示装置或中央调节装置输出表示纱线张力或纱线运动速度的信号。中央调节装置能在需要时通过各个供纱装置的电子控制电路38来建立各个供纱装置(比如说圆型针织机的供纱装置)之间的同步关系。控制指令同样也可通过接线座42传递到电压/频率转换器，再从那传到电子线路38。
如图2所示整个供纱装置紧凑地装在一矩形箱体1内，在箱体1的主要侧面装有供纱筒4、测轮7和显示器41。当纱线输入或输出关闭装置起作用时，或出现其它不许可的工作条件时，监视灯730就会亮。
权利要求
1.供用纱机器之用的供纱装置具有一个以预定的张力在无滑动的条件下供纱的旋转供纱元件(4)；一个连接供纱元件并传动之、速度可调的驱动电机(6)；与从供纱元件(4)喂出的纱相连的纱速传感装置(7，9)，传感装置检测喂纱速度并提供相应的信号。根据本发明，该供纱装置中，纱速检测装置装在供纱元件(4)的下游处(从喂纱行进方向看)；喂纱速度信号控制受控驱动电机(6)的运转速度，以使驱动电机的速度与喂纱速度信号保持同步。
2.权项1所述的供纱装置中，在供纱元件(4)和传感装置(7，9)之间的纱路上设置一个纱储备。
3.权项2所述的供纱装置包括一个使纱的储备的大小维持在指定值的调节器。
4.权项2所述的供纱装置包括可调张力装置(22、26)张力装置在供纱元件喂出的纱段(11)上对纱的张力起作用，它设置在供纱元件(4)和传感装置(7，9)之间的纱路上。
5.权项4所述的供纱装置中，张力装置带有一个能将纱的张力自动地保持在一预定目标值上的纱线张力调节器(52′)。
6.权项1所述的供纱装置中，驱动电机为一步进电机，传感装置(7，9)的输出信号馈入该电机，必要时，该输出信号可转换成相应的步进脉冲系列并被放大。
7.权项1所述的供纱装置包括一个根据作为指令的传感装置(7，9)的输出信号来连续调节驱动电机(6)(步进电机)的速度的伺服调节器。
8.权项1所述的供纱装置中，传感装置是由一个与纱(11)无滑动配合的低惯量测量轮(7)构成的，并与信号转换器(9)结合在一起。
9.权项4所述的供纱装置中，张力装置有一个在两纱支点之间相对纱行进方向横向地作用于纱上的张力元件(22)，该张力元件上加载可调力(26)。
10.权项1所述的供纱装置包括一个显示单位时间内喂纱量的显示装置(41)，传感装置(7，9)的输出信号馈入到该显示器。
11.权项10所述的供纱装置中，显示装置(41)可显示喂纱张力的大小，喂纱张力是由张力测量装置(69)测量的。
12.权项1所述的供纱装置包括一个信号线连接装置(42)，通过它可以询问传感装置(7，9)的输出信号和(或)表示喂纱张力的信号。
13.权项1所述的供纱装置包括一个与驱动电机(6)连接的旋转逆动开关(60;31)。
14.权项13所述的供纱装置中，一个张力监测器(22，60)与驱动电机(6)连接，如果纱张力下降低于一预定阀值或喂纱中断的话，张力监测器就向驱动电机发出反转信号，在这个信号的作用下驱动电机(6)驱动供纱元件(5)回绕纱，直至达到一预定的张力阀值。
15.权项13所述的供纱装置中，旋转逆动开关可由一个设置在纱的输入和输出口的纱监测器来触发，这个监测器中的测纱元件(18)能手动移至回绕位置(186)。
16.权项1所述的供纱装置中，供纱元件(供纱圆筒(14))和传感装置(7，9)都装在同一支座(1，2)上，控制驱动电机(6)的电气开关元件亦装在同一支座上。
专利摘要
一个为纺织机械喂纱的供纱装置。该装置有一个可转动的喂纱元件(4)以预定的纱线张力和在无滑动的条件下喂纱，且驱动其转动的电机(6)的速度可以控制。其速度是通过传感元件(7、9)监测喂纱元件喂给的纱线11的运动速度而控制的。为提供与外部同步设备操作无关的装置，驱动电机与传感元件的输出信号(36)同步，该信号表示喂纱速度。传感元件则设置在喂纱元件(4)沿纱线运动方向的下方一段距离的地方。
文档编号B65H59/38GK85106247SQ85106247
公开日1987年2月18日 申请日期1985年8月19日
发明者古斯塔夫·梅明格 申请人:古斯塔夫·梅明格导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan