CN102428017A - 往复装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于使纱线往复运动的往复装置。所述往复装置通过电驱动装置(3、13)驱动。为了在反转时实现高的加速度。所述电驱动装置具有定子(6、20)或动子(2、19)具有这样区域，在这些区域中，电磁线圈(10、12、25、26)或永磁体(30、31)设计得较强。这里这些区域设置成使其在往复导丝器反转期间共同作用。由此电驱动装置获得在旋转角度或行程上改变的转矩或力，其中转矩或力的最大点与往复导丝器的反转点重合。

Description

往复装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的往复装置。
所述类型的往复装置用于平行于旋转的套筒的轴线来回引导连续输入的纱线，使得所述纱线在套筒上卷绕成卷筒。
背景技术
特别是对于在卷筒的端部没有支承盘的圆柱形或双锥形的交叉卷绕卷筒中，往复装置是必需的，所述往复装置在倒转点之间以均匀的速度引导纱线并在倒转点使运动以非常高的加速度倒转。
由现有技术已知各种不同的解决方案，这些解决方案能满足上述要求。由于其在往复速度方面的高灵活性以及倒转点的位置，这里这样的解决方案是特别有利的，在所述解决方案中，往复导丝器在不使用实现运动倒转的传动装置的情况下与高动态的驱动装置相连。这意味着，随着往复导丝器的每次倒转，驱动装置的运动方向也必须倒转。这会导致高的在倒转期间必须施加的力或力矩。作为这种驱动装置已知与往复导丝器直接连接的直线电机以及步进电机和带有带传动装置用于驱动往复导丝器的受调节的电机。
为了提供在要运动倒转时施加高的力矩和力，由现有技术已知不同的原则，这些原则可以分成两类。在第一类中，在运动倒转的区域内给驱动装置补充一个驱动机构。在WO 00/55082A1中示出一个具有电动机和通过传动带驱动的往复导丝器的往复装置，所述往复装置具有第二驱动装置，所述驱动装置为了实现运动倒转向传动带上施加一个附加的运动分量。
在JP 08-217332A中建议，在倒转阶段在直线电机的倒转点以附加的正面作用在导丝器上的磁线圈作用在导丝器上。
EP 1 880 963A2、EP 1 880 964A2、DE 39 07 125A1和US2,964,260记载了各种不同的被动蓄能器，所述蓄能器在倒转点处吸收动能并将其回输给往复装置，以实现运动倒转。
第二类包括EP 0 453 622B1，其中建议，电机在倒转点以较高的电流运行。在EP 0906239B1中相反进行调节地介入电机的工作电流从而使电机的转矩在倒转点自动与要求相适配。
在后面一种设计方案中，转矩提高的可能性受到了限制，而第一类的往复机构在往复行程的终端点需要附加的结构空间或者在结构上非常复杂。但如果需要同轴地前后依次设置多个纱线卷筒，如在纺织机械中以卷绕区的形式经常出现的那样，则不能提供所述附加的结构空间。
发明内容
因此，本发明的目的是，提供一种往复装置，所述往复装置在结构形式紧凑的同时能在倒转点提供特别高的转矩或特别高的力。
所述目的根据本发明这样来实现，每个电驱动装置的每个装备有电磁线圈或永磁体的定子和/或动子在倒转区域中构造得与连续区域中不同。倒转区域定义为这样的区域，在所述区域中，定子和动子在往复导丝器的倒转期间共同作用。连续区域是指这样的区域，在所述区域中，动子和定子往复导丝器的在倒转点之间的匀速运动中共同作用。电驱动装置这里既指直接与导丝器连接的直线电机，也指步进电机或受调节的电机形式的旋转作用的电机。
倒转区域与连续区域的位置和结构主要取决于电驱动装置的结构形式。
在本发明的一个实施方案中，所述电驱动装置是旋转作用的电机。所述电机优选具有带有多个电磁线圈的定子和具有多个永磁磁极或多个起电磁铁作用的电磁线圈的动子，线圈可以是外部激励或自激励的。
现在既在定子上也在动子上限定倒转区域，所述倒转区域这样选择，使得所述倒转区域在倒转的时刻共同作用。对于电机这是指，定子和动子上的倒转区域在所述时刻彼此对置。
在另一个实施方案中，电机是直线电机。
所述直线电机优选具有永磁体作为动子，以及一系列电磁线圈作为定子，其中所述线圈特别优选地具有相同的线圈轴线定向。
定子的倒转区域这里位于往复行程的端部区域中，因为倒转在这里进行。
定子的倒转区域的尺寸通过根据所卷绕的纱线卷筒的形式来选择。对于具有变化的行程长度的往复操作，所述倒转区域可以在较大的分别直至往复行程长度的25％或更高的长度上延伸。
倒转区域和连续区域的区分在该实施形式中通过倒转区域中较强的永磁体来实现。由此，在所述区域中可实现的力高于连续区域中的力。
在另一个实施形式中，在倒转区域中的电磁线圈具有较高的匝数，其中，该实施形式也可以与前面的实施形式相组合使用。
另一个实施形式设定，在连续区域中，永磁体或电磁线圈的密度较小。根据电驱动装置的结构形式，这里例如可以每隔一个电磁线圈或每隔一个永磁体少一个电磁线圈或永磁体。同样根据本发明这种情况还包括这样的情况，即在所述区域中省去所有的电磁线圈或永磁体。这里如与旋转作用的电机相结合是合理的。
这三个实施形式所隐含的构思是，在能提供用于往复运动的倒转的高的力或高的转矩和尽可能小的用于以恒定的速度进行连续的往复运动的结构消耗之间寻求折中方案，这最终实现了动子较小的质量和较小的耗电，耗电少又导致实现了较小的升温。
在本发明的一个改进方案中，在倒转区域中，电磁线圈与附加的冷却元件连接。所述冷却元件在该区域中抑制由于电磁线圈的高匝数导致的附加的升温。
附图说明
下面参考附图来详细说明一个实施例。
图中：
图1示出装备有直线电机的根据本发明的往复装置，
图2示出装备有旋转作用的电机的根据本发明的往复装置。
具体实施方式
在图1中示出根据本发明的具有通过直线电机实现的驱动装置的往复装置。构造成永磁体35的动子2通过套筒3在导向件4上被引导，使得可以在往复区域5的内部来回引导所述动子。动子2携带往复导丝器1，为了引导纱线，所述往复导丝器用于在卷绕纱线卷筒时通过动子2在往复区域5内部来回引导。
动子2与定子6共同作用，所述定子装备有多个轭部9、11和线圈10、12。线圈10、11与可控制的交流电源相连，使得形成在定子6的纵向方向上迁移的磁场，所述磁场推动动子2。这里对交流电源进行控制，使得在往复区域的各终点处运动方向倒转。
运动方向发生倒转的区域在定子6上称为倒转区域7。在各倒转区域7之间的区域称为连续区域8。
在倒转区域7中，线圈10具有比在连续区域8中的线圈12高的匝数。由此实现了，在倒转区域内倒转的动子2能够实现较高的加速度。在连续区域8内相反只有较小的力作用在动子2上，因此这里使用较小的线圈12。因此在这个区域内作用在定子6上的功率损失较小，这使得升温较小。对应于在连续区域8中的往复导丝器的运动所需的较小的力另一个可能性是，减少单位长度线圈12的数量，即降低在该区域内的线圈密度。但在控制线圈时必须对此加以考虑。
倒转区域中的线圈10和连续区域中的线圈12都是定子6整体的组成部分。这里定子6的宽度只略大于往复区域5。由此可以并排设置多个根据本发明的往复装置。
图2示出根据本发明的往复装置的另一个实施形式。作为电驱动装置采用旋转作用的电机13，所述电机通过轴14驱动带盘15。所述带盘驱动环形的传动带16，所述传动带通过转向辊17沿往复区域12引导，在这里，传动带驱动往复导丝器18。电机13和往复导丝器18之间的变速装置这样选择，使得电机对于一个往复行程旋转半圈或半圈的数倍。电机13的动子19以及定子20都具有倒转区域21和23和连续区域22和24。这些倒转区域和连续区域设置成，使得在往复导丝器18的运动方向倒转的时刻倒转区域21和23共同作用。
如针对图1所述的那样，这里定子线圈25和27也可以这样来电控制，使得建立在定子20内部迁移的、在这种情况下旋转的磁场。
在动子19的倒转区域21中，动子装备有比连续区域19中强的永磁体磁极。同样定子20在倒转区域23中装备有匝数比连续区域24中高的线圈26，在连续区域中设置匝数较低的线圈25。这种布置形式的结果是，电机13的转矩与轴14的转角相关，其中往复导丝器18和轴14这样协调，使得转矩的最大点与往复导丝器18的倒转位置重合。
同样可以省去动子19的连续区域22内的磁极，这在结构上有利于充分利用动子19的倒转区域21内的较强的磁极31。由此转矩最大值与转矩最小值的差扩大。不是强制性必需的是，轴14旋转半圈对应于整个往复区域32。而且，轴14也可以在往复导丝器18的倒转点之间多次经过动子19和定子20的倒转区域21和23。
此外，还可以在定子20上设置倒转区域23，使得导丝器18的往复行程等于轴14完整旋转一圈的多圈。
由于根据本发明的往复装置原则上很好地适合于在运动倒转种用由现有技术已知的较高的电流加载线圈，这里特别适宜的是，电磁线圈26在动子19的倒转区域21中设有冷却元件27。为此，在图2中在定子20之外示出带有冷却片34的热管33。
在根据图1和图2的实施例中所示的往复装置只是示例性的。本发明也延及类似的结构形式，在这些结构形式中往复导丝器利用电驱动装置通过至少一个定子和动子的共同作用驱动。
附图标记列表
1     往复装置
2     动子
3     直线电机
4     导向件
5     往复区域
6     定子
7     定子的反转区域
8     定子的连续区域
9     反转区域中的轭部
10    反转区域中的电磁线圈
11    连续区域中的轭部
12    连续区域中的电磁线圈
13    电机
14    轴
15    带盘
16    传动带
17    转向辊
18    往复导丝器
19    动子
20    定子
21    动子的反转区域
22    动子的连续区域
23    定子的反转区域
24    定子的连续区域
25    连续区域中的电磁线圈
26    反转区域中的电磁线圈
27    冷却元件
28    连续区域中的轭部
29    反转区域中的轭部
30    连续区域中的磁极
31    反转区域中的磁极
32    往复区域
33    换热管
34    冷却肋
35    永磁体

Claims (12)

1.用于使连续输入的并要卷绕到纱线卷筒上的纱线往复运动的往复装置，具有使进行往复运动的往复导丝器(1、18)的运动方向周期性倒转的电驱动装置(3、13)，所述电驱动装置具有定子(6、20)和动子(2、19)，所述定子和动子装备有电磁线圈(10、12、25、26)或永磁体(30、31)，其特征在于，定子(6、20)和/或动子(2、19)具有多个倒转区域(7、21、23)和一个连续区域(8、22、24)，在所述倒转区域中，定子(6、20)和动子(2、19)在往复运动的倒转阶段中共同作用，在所述连续区域中定子(6、20)和动子(2、19)在往复运动的各倒转阶段之间共同作用，带有电磁线圈(10、12、25、26)或永磁体(30、31)的定子(6、20)和/或动子(2、19)在倒转区域(7、21、23)中的构型不同于连续区域(8、22、24)中的另一种构型。
2.根据权利要求1的往复装置，其特征在于，电驱动装置是旋转作用的电机(13)。
3.根据权利要求2的往复装置，其特征在于，所述电机(13)具有带有多个电磁线圈(25、26)的定子(20)和带有多个永磁体(30、31)或带有多个起电磁铁作用的电磁线圈的动子(19)。
4.根据权利要求3的往复装置，其特征在于，定子(20)和动子(19)分别具有所述倒转区域(23、21)其中之一，定子(20)和动子(19)的倒转区域(23、21)设置成，使得它们在往复导丝器(18)的倒转期间共同作用。
5.根据权利要求1的往复装置，其特征在于，电驱动装置是直线电机(3)。
6.根据权利要求5的往复装置，其特征在于，所述直线电机(3)具有动子(2)，所述动子构造成永磁体(35)，直线电机(3)具有定子(6)，所述定子具有多个电磁线圈(10、12)。
7.根据权利要求6的往复装置，其特征在于，各电磁线圈(10、12)的轴线平行地定向。
8.根据权利要求6或7的往复装置，其特征在于，定子(6)的倒转区域(7)设置在往复区域(5)的终端区域内。
9.根据上述权利要求之一的往复装置，其特征在于，在定子(6、20)和/或动子(2、19)的倒转区域(7、21、23)中使用比在连续区域(8、22、24)中强的永磁体(30、31)。
10.根据上述权利要求之一的往复装置，其特征在于，在定子(6、20)和/或动子(2、19)的倒转区域(7、21、23)中电磁线圈(10、12、25、26)的匝数比在连续区域(8、22、24)中高。
11.根据上述权利要求之一的往复装置，其特征在于，在定子(6、20)和/或动子(2、19)的倒转区域(7、21、23)中电磁线圈(10、12、25、26)或永磁体(30、31)的密度比在连续区域(8、22、24)中高。
12.根据上述权利要求之一的往复装置，其特征在于，在定子(6、20)和/或动子(2、19)的倒转区域(7、21、23)中电磁线圈(26)与附加的冷却元件(27)相连。
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