CN101026331B - 用于调节制动转矩的方法和永久激励的磁滞制动器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于调节制动器转矩的方法和永久激励的磁滞制动器。该永久激励的磁滞制动器(1)包括：可绕固定的轴(9)旋转的支撑辊子(7)；磁性元件(3)和磁滞元件(2)以及调节装置，磁性元件(3)和磁滞元件(2)的位置可通过调节装置彼此调节且因此通过支撑辊子(7)作用在纱线(5)上的转矩能被调节。根据本发明的磁滞制动器(1)仅具有一个机械作用的致动器(18)，用于调节制动转矩。通过该一个致动器(18)的致动执行两个调节：将制动转矩调节到磁滞致动器(1)的操作所需的值和在对磁滞制动器(1)进行校准时调节制动转矩。从而可简化磁滞制动器(1)的结构和操作。磁滞制动器(1)能用于保持纺织机上的均匀的螺纹张力。

Description

用于调节制动转矩的方法和永久激励的磁滞制动器

技术领域

本发明涉及一种用于通过机械作用的致动器调节永久激励的磁滞制动器的制动转矩的方法，和根据权利要求2的前序部分所述的永久激励的磁滞制动器。

背景技术

磁滞制动器允许均匀的张力得以保持，而不用作用于纱线上的摩擦力，该摩擦力会损坏纱线。纱线以预定的速度经过磁滞制动器。纱线因此通过辊子被引导，且该纱线完全或部分地环绕辊子且通过磁滞制动器的制动作用而被作用。该制动转矩与所述转速无关。

磁滞制动器用于纺织工业，例如，用于捻线的生产或纱线在线轴上的缠绕。

DE 19705290A1描述了一种永久磁体激励的磁滞制动器，该磁滞制动器具有辊子、磁滞环和设置有磁极的磁环。磁滞环可旋转地固定到辊子上。磁环紧固到支撑部件上，该支撑部件通过调节装置相对于磁滞环轴向可移动地安装。该调节装置包括支撑部件上的螺纹安装件和调节环上的丝杠，该调节环在轴向上被可旋转地固定。通过使调节环旋转，磁环可相对于磁滞环移动。该移动引起磁滞制动器的制动转矩发生变化。通过中心螺钉调节辊子的轴向布置，该中心螺钉相对于中心轴向弹簧按压辊子。该螺钉的旋转允许对磁环在磁滞环中的浸没深度进行基本调节，从而因此对磁滞制动器进行校准。就DE 19705290A1的磁滞制动器而言，对于用于操作的制动转矩的调节和对于在校准过程中的制动转矩的调节，为了保持迅速和准确，需要两个不同的调节装置。

发明内容

从前述现有技术出发，本发明的目的是，改善用于调节制动转矩的磁滞制动器。

这个目的通过根据权利要求1所述的方法和根据权利要求2所述的永久激励的磁滞制动器实现。

本发明的有利结构是从属权利要求的主题。

诸如独立的致动器和调节装置的附加元件用于之前公知的磁滞制动器中所需的校准，该校准用于将制动转矩调节为磁滞制动器的操作所需的值，所述附加元件在根据本发明的磁滞制动器中被省去，从而节省了这些附加元件的成本。简化了磁滞制动器的操作。

如果制动器具有刻度(scale)且磁滞制动器包括带有标记的盖子，且如果该刻度和标记被布置成使所述刻度和标记相互配合作为显示装置，则可以实现特定的制动转矩的精确且可再现的调节。

有利的是，所述磁滞制动器在盖子和轴之间具有连接，该连接根据相应的调节过程被松开或固定。为了调节用于校准过程的制动转矩，该连接被松开且所述致动器和所述盖子可以绕所述固定的轴一起旋转。为了调节用于操作的制动转矩，所述盖子被刚性地连接到所述轴上，同时所述致动器可以相对于所述目前固定的盖子旋转。因此，可以仅用单个致动器以简单的方式执行制动转矩在两个调节过程中的调节。

螺纹连接是在所述盖子和所述轴之间的简单且可靠的连接，可以用很小的力松开该连接。

在联接中，该联接优选地构成为在所述盖子和制动器之间的闭锁连接(latching connection)，由该联接施加的力足够大以当调节用于在所述致动器绕所述固定的轴旋转时的校准过程的制动转矩时带动所述盖子，从而在所述制动器和所述盖子之间不发生旋转。当调节或设置用于能够用手相对于所述盖子使所述制动器旋转的操作的制动转矩时，由所述闭锁连接能够施加的力足够小，所述盖子刚性连接到所述固定的轴上。由于所述联接，所述致动器相对于所述盖子保持被锁定在相应的调节位置。作为所述致动器的调节环允许实现所述磁滞制动器的紧凑结构。

所述磁滞元件优选地刚性连接到所述支撑辊子上且所述磁滞元件紧固到支架(holder)上，该支架相对于所述固定的轴被可旋转地固定且通过所述调节装置在所述固定的轴的轴向方向上可相对于所述磁滞元件移动。有利的是，所述致动器和所述支架分别具有螺纹，且所述螺纹相互啮合，以使所述致动器的旋转导致所述支架的轴向移动。

在另选的实施例中，所述磁滞元件被刚性地连接到所述支撑辊子上且所述磁性元件被紧固到支架上，该支架被接合从而绕所述固定的轴可旋转且可旋转地固定到所述致动器上，且该支架通过所述调节装置在所述轴的轴向方向上相对于所述磁滞元件可移动。有利的是，所述调节装置包括由所述轴承载的凸轮盘，该凸轮盘具有至少一个斜坡，所述支架被支撑在所述斜坡上且所述凸轮盘被构成和布置成使所述支架的旋转引起所述支架的轴向移动。优选的是，所述斜坡的表面绕所述轴螺旋地延伸。在所述凸轮盘的使用中，与螺纹相比，显著降低了所需的调节力。

这些已知的实施例允许可靠且精确地调节所述磁滞制动器的所述制动转矩，且这些实施例在结构上简单并节省了空间。

如果所述磁性元件和磁滞元件之间的气隙位于相对于所述固定的轴横向的平面中，则可以实现所述磁滞环和所述磁性环的紧凑布置。

根据本发明的磁滞制动器可以以紧凑且经济的方式生产并允许简单的操作。

附图说明

下面将借助附图更详细地描述本发明，图中：

图1表示通过根据本发明的磁滞制动器的纵向剖面图；

图2表示通过图1的磁滞制动器的A-A剖面图；

图3表示图2的剖面立体图；

图4表示图1的磁滞制动器的端面的立体图；

图5表示根据本发明的为校准过程设置的磁滞制动器；

图6表示通过具有凸轮盘的磁滞制动器的纵向剖面图；

图7表示图6中的凸轮盘的立体图。

具体实施方式

图1表示根据本发明的磁滞制动器1的操作位置。磁滞制动器1具有构成为磁滞环2的磁滞元件和磁性元件3。磁滞环2和磁性元件3通过气隙4相互间隔开。

通过调节装置可以改变磁滞环2和磁性元件3之间的间隔。间隔a越小，制动器转矩就越大，磁滞制动器1通过该制动器转矩作用在运行的纱线5上。如图1所示，该运行的纱线5以一个或多个线圈位于套管6上，该套管6可旋转地固定在支撑辊子7上。支撑辊子7通过两个球轴承8可旋转地安装在轴9上。给运行的纱线5提供均匀的螺纹张力(threadtension)，该螺纹张力依赖于针对其大小而调节的制动转矩。固定的轴9可以由螺纹孔10通过螺纹连接而紧固到纺织机器的静止机器部件，诸如支撑臂或框架部件上。磁滞环2通过粘接被刚性连接到支撑辊子7上。磁性元件3包括磁极盘(pole disc)11和构成为圆形磁体12的永久磁体，圆形磁体12被固定到磁极盘11上。如图2和图3所示，圆形磁体12关于轴9对称地布置。磁性元件3通过螺钉14紧固到支架13。支架13在轴9上轴向可移动。滑键15将支架13固定到轴9上以防止旋转。支架13具有内螺纹16，该内螺纹16与丝杠17的螺纹啮合。丝杠17是构成为调节环18的致动器的一部分。调节环18在轴9上可旋转并在轴上不可轴向移动。通过轴9的台阶19在一侧上且通过盖子20在另一侧上防止调节环18的轴向运动。盖子20和调节环18由塑料材料制成。在图1的视图中，盖子20通过六角凹头螺钉21固定到轴9的自由端。调节环18具有刻度22且可相对于盖子20旋转。通过闭锁件，调节环18的各个位置可以被可再现地调节。盖子20包括凹槽24，该凹槽以与内环齿轮相似的方式被圆周布置。调节环18的弹性舌片23接合在该凹槽24内。调节环18和盖子20通过闭锁连接而联接，该闭锁连接通过弹性舌片23接合在凹槽24中而形成。联接阻碍调节环18的手动旋转的阻力很小且能被容易地克服。在调节环18的旋转结束时，舌片23分别闭锁在凹槽24内。该闭锁允许制动转矩的所选择的调节的准确还原性(reducibility)。刻度22与施加于盖子20上的标记箭头25一起形成显示装置。标记箭头25表示在刻度22上的各个调节的制动转矩的大小。图1表示磁滞制动器1的操作状态，其中磁滞制动器1的制动转矩能被调节到希望的值。对于调节而言，调节环18旋转以使得标记箭头25指向刻度22上所需的值。如果调节环18在图4中被逆时针调节，则支架13在图1中由于该旋转通过丝杠17和内螺纹16而向左移动。表示在圆形磁体12和磁滞环之间的气隙4的宽度的间距a因此变小，磁滞制动器1的滑动力(slip power)增加，从而磁滞制动器1的制动转矩变大。相应的是，在调节环18沿顺时针方向旋转时制动转矩变小，因为此时支架13的移动使间距a增大。

磁滞制动器1的大部分被管状的套管6环绕和保护。

图5表示处于准备校准过程的状态的磁滞制动器1。为了校准磁滞制动器1，输入用于特定的刻度位置，例如位置1的特定转矩或制动转矩。对于位置1，特定的转矩或制动转矩例如为1Ncm。此时调节环18被调节，使得标记箭头25指向刻度22的位置1。直到此刻一直将盖子20固定到轴9上的该六角凹头螺钉21然后被松开直到盖子20能绕轴9旋转为止。如果调节环18旋转，则磁性元件3和磁滞环2之间的间距且因此由磁滞制动器1产生的制动转矩被改变。由盖子20的凹槽24与调节环18的弹性舌片23构成的连接作为闭锁装置通过在盖子20上有限的力而接合。但是，该力足以在调节环18旋转时还同时带动盖子20。同时，制动转矩由于调节环18的旋转而改变，标记箭头25的所选调节保持在确定位置(在上述给定示例中的位置1)处。借助转矩测量装置(未示出)而精确地调节用于该位置的制动转矩输入，以校准磁滞制动器1。六角凹头螺钉21再次被拧紧且盖子20固定在轴9上。对于预定位置的输入转矩设置(allocation)以这种方式固定。通过调节到这个位置可再现输入转矩。磁滞制动器1因此被校准且准备用于操作。

在校准过程的另选实施例中，开始并没有装配盖子20。借助转矩测量装置，通过使调节环18旋转来调节输入制动转矩。盖子20然后以这样的方式放置在轴9的自由端上，使得标记箭头25指向对应于刻度22的制动转矩的位置。如果调节的制动转矩的值例如为5Ncm，则标记箭头指向刻度22的位置5。通过拧紧六角凹头螺钉21，盖子20被固定到轴9上，从而磁滞制动器1被校准。

图6表示具有凸轮盘27的磁滞制动器26，磁滞制动器26处于操作位置。磁滞制动器26包括构成为磁滞环28的磁滞元件和磁性元件29，磁滞环28和磁性元件29通过气隙30在轴向上相互间隔开。磁性元件29被紧固到支架37上。通过利用凸轮盘27的调节装置可以调节磁滞环28和磁性元件29之间的轴向间隔。运行的纱线(未示出)以一个或多个线圈位于套管31上。套管31被可旋转地固定到支撑辊子32上，该支撑辊子32通过两个球轴承33被可旋转地安装在轴34上。磁滞环28刚性地连接到支撑辊子32上。磁性元件29包括磁极盘35和构成为圆形磁体36的永久磁体，该圆形磁体固定在磁极盘35上。轴34通过拧入到例如在纺织机器的支撑臂或框架部件上螺纹孔38内的螺钉(未示出)而被固定，轴34具有周向轴肩39。轴34承载凸轮盘27、支架37和构成为调节环40的致动器。

盖子41通过六角凹头螺钉42被固定到轴34的与螺纹孔38相对的自由端。盖子41带有标记且调节环40带有以图4所示的方式的刻度。调节环40的刻度与施加于盖子41上的标记一起形成显示装置。调节环40可旋转地安装在轴34上。只要盖子41通过六角凹头螺钉42被固定，调节环40就不可轴向移动。支架37通过调节环40的鼻端43可旋转地固定到调节环40上，该调节环40的鼻端43接合在支架37的凹槽44中，但是相对于调节环40可轴向移动且可绕轴34旋转。在这种情况下，在圆形磁体36和磁滞环28之间磁力的作用下，支架37的凸轮45靠置在凸轮盘27的内斜坡46的表面上且支架37的凸轮47靠置在凸轮盘27的外斜坡48的表面上。如图7所示，凸轮盘27的内斜坡46的表面和外斜坡48的表面绕轴34或绕中心线53螺旋地延伸。凸轮盘27通过轴颈49、50可旋转地固定到轴34上，且在由支架37施加的磁力作用下被轴向支撑在轴34的轴肩39上。止动件51、52限制凸轮45、47在凸轮盘27的内斜坡46的表面和外斜坡48的表面上的调节路径。

为了调节特定的转矩和制动转矩，调节环40绕中心线53旋转。在调节环40旋转且支架37旋转地固定到调节环上时，支架37相对于凸轮盘27旋转，且轴颈49、50与在倾斜平面上滑动一样在内斜坡46的表面和外斜坡48的表面上滑动，从而支架37在轴34上沿中心线53的方向移动。如果调节环40沿从图6中左方看的顺时针方向旋转，则磁滞环28与磁性元件29之间的轴向间隔或气隙30增加，从而作用在纱线上的转矩或制动转矩变小。在沿相反方向旋转的情况下，支架37通过作用为回复力的磁力而轴向移动，且气隙30变小。气隙30变小导致更大的转矩或制动转矩。为了校准磁滞制动器26，该过程与已经结合磁滞制动器1的结构所描述的校准过程类似。盖子41通过六角凹头螺钉42最初固定在轴34上。调节环40被调节以使得盖子41的标记指向调节环40的刻度的指定位置。此时松开六角凹头螺钉42直到盖子41能够绕轴34旋转。通过使调节环40旋转，由磁滞制动器26产生的制动转矩发生变化。构成为调节环40和盖子41之间的闭锁装置的连接也在六角凹头螺钉42被松开的同时使盖子41旋转，从而所选择的标记调节保持在特定的位置处。借助转矩测量装置(未示出)精确地调节用于这个特定位置的转矩或制动转矩输入。六角凹头螺钉42被再次拧紧且盖子41被再次固定到轴34上。此时，对所述特定位置进行输入转矩和制动转矩的设置，从而磁滞制动器26被校准。

在根据本发明的磁滞制动器中提供的用于改变制动转矩的机械装置因此适用于：将制动转矩调节为用于磁滞制动器的操作所需的值以及在校准过程中调节该制动转矩。

Claims (12)

1.一种用于通过机械作用的致动器调节永久激励的磁滞制动器的制动转矩的方法，其特征在于，能够通过相同致动器（18，40）的致动进行两种调节，即将所述制动转矩调节至用于磁滞制动器（1，26）的操作所需的值，以及在校准所述磁滞制动器（1，26）时调节制动转矩，在盖子（20，41）和轴之间的连接根据相应的调节过程而被松开或固定，当所述致动器旋转以调节用于校准过程的制动转矩时，所述致动器（18，40）通过所述盖子（20，41）和致动器（18，40）之间的联接带动所述盖子（20，41），而且所述致动器（18，40）通过所述盖子（20，41）和致动器（18，40）之间的联接相对于所述盖子（20，41）旋转以调节用于操作的制动转矩。

2.一种用于执行根据权利要求1所述的方法的永久激励的磁滞制动器，该磁滞制动器包括：可绕固定的轴（9，34）旋转的支撑辊子（7，32）；至少一个磁性元件（3，29）以及至少一个磁滞元件（2，28），其中所述磁性元件（3，29）和所述磁滞元件（2，28）通过气隙（4，30）而相互间隔开；调节装置，所述磁性元件（3，29）和磁滞元件（2，28）的位置通过该调节装置相对于彼此被调节，且因此所述转矩被调节，该转矩作为制动转矩作用在所述支撑辊子（7，32）上，其中所述调节装置包括能绕所述轴（9，34）旋转的致动器（18，40），其特征在于，所述磁滞制动器（1，26）仅具有一个致动器（18，40），通过该致动器可以调节所述制动转矩以用于所述磁滞制动器（1，26）的操作，并且通过该致动器还可以在所述磁滞制动器（1，26）的校准过程中调节所述制动转矩，所述磁滞制动器（1，26）包括盖子（20，41）和在所述盖子与所述致动器（18，40）之间的联接，当所述致动器（18，40）绕所述轴（9，34）旋转以调节用于校准过程的制动转矩时所述致动器（18，40）通过所述联接带动所述盖子（20，41），而且所述致动器（18，40）通过所述联接相对于所述盖子（20，41）旋转以调节用于操作的制动转矩。

3.根据权利要求2所述的磁滞制动器，其特征在于，所述致动器（18，40）具有刻度（22），且该盖子带有标记（25），且所述刻度（22）和标记（25）以这样的方式布置，使得所述刻度和标记相互配合用作显示装置。

4.根据权利要求3所述的磁滞制动器，其特征在于，所述盖子（20，41）与所述轴（9，34）之间的固定连接是螺纹连接。

5.根据权利要求3或4所述的磁滞制动器，其特征在于，在所述盖子（20，41）与所述致动器（18，40）之间的所述联接构成为闭锁装置。

6.根据权利要求2至4中任一项所述的磁滞制动器，其特征在于，所述致动器（18，40）是调节环（18，40）。

7.根据权利要求2至4中任一项所述的磁滞制动器，其特征在于，所述磁滞元件（2）被刚性地连接到所述支撑辊子（7）且所述磁性元件（3）被紧固到支架（13），该支架相对于所述固定的轴（9）被旋转地固定且可通过所述调节装置在所述固定的轴（9）的轴向方向上相对于所述磁滞元件（2）移动。

8.根据权利要求7所述的磁滞制动器，其特征在于，所述致动器（18）和所述支架（13）分别具有螺纹，且所述螺纹相互啮合以使得所述致动器（18）的旋转引起所述支架（13）的轴向移动。

9.根据权利要求2至4中任一项所述的磁滞制动器，其特征在于，所述磁滞元件（28）刚性地连接到所述支撑辊子（32）上且所述磁性元件（29）紧固到支架（37），该支架可绕所述固定的轴（34）旋转并被联接从而可旋转地连接到所述致动器（40）上，且该支架可通过所述调节装置相对于所述磁滞元件（28）在所述轴（34）的轴向方向上移动。

10.根据权利要求9所述的磁滞制动器，其特征在于，所述调节装置包括由所述轴（34）承载的凸轮盘（27），所述凸轮盘（27）具有至少一个斜坡（46，48），所述支架（37）被支撑在所述斜坡（46，48）上且所述凸轮盘（27）被构成和布置成使得所述支架（37）的旋转引起所述支架（37）的轴向移动。

11.根据权利要求10所述的磁滞制动器，其特征在于，所述斜坡（46，48）的表面绕所述轴（34）螺旋地延伸。

12.根据权利要求2至4中任一项所述的磁滞制动器，其特征在于，所述磁性元件（3，29）与所述磁滞元件（2，28）之间的所述气隙（4，30）位于横向于所述固定的轴（9，34）的平面内。

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