Устройство для хранения, подачи и измерения длины пряжи Советский патент 1993 года по МПК D03D47/36 

Изобретение относится к текстильным машинам ткацкого производства.

Целью изобретения является создание устройства повышенной надежности, отличающегося тем, что его внешние размеры достаточно малы, оно обеспечивает быструю и спокойную реакцию, малое время смещения стопорных элементов и малую нагрузку на соленоиды.

. Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан вид сбоку в частичном сечении барабана для пряжи, а также подающего и измерительного устройства; на фиг.2 - увеличенное сечение элемента конструкции согласно фиг.1; на фиг.З - вид спереди с частичным сечением всего устройства; на фиг.4 - элемент конструкции согласно фиг.З в увеличенном масштабе; на фиг.5а и 5в показаны в увеличенном масштабе детали конструкции согласно фиг.4 в двух различных стадиях работы; на фиг.ба и

бв схематически представлены элементы схемы устройства, показанного на предшествующих чертежах, и программные таблицы к нему; на фиг.7 дано сечение элемента конструкции, аналогичное изображенному на фиг.2, но в другом конструктивном исполнении; на фиг.З показано частичное сечение, аналогичное изображенному на фиг.1, но в другой модификации исполнения; на фиг.9 дан другой вариант конструктивной модификации,

Устройство для хранения, подачи и измерения длины пряжи, в частности, ткацкой пряжи для струйного ткацкого станка включает стационарный намоточный барабан 1 для хранения пряжи 2, поступающей с подающей бобины (на фиг.1 не показана) через полый вал 3 намоточного механизма, имеющего полый рычаг; установленный с возможностью вращения с помощью электродвигателя 4, для тангенциальной на00

СО

о со

со

мотки пряжи 2 на периферийную поверхность барабана 1 с тем, чтобы иметь на нем запас пряжи в несколько витков. Пряжа 2 снимается с намоточного барабана 1 через его выпускной конец, причем вточке выхода пряжи 2 осуществляется ее перемещение вдоль боковой поверхности барабана вокруг выпускного его. конца. Два датчика 5 и 6 наличия запаса пряжи подсоединены к управляющему блоку (не показан) электромотора 4 для подачи на него напряжения или отключения напряжения в зависимости от наличия запаса пряжи, имеющегося на намоточном барабане 1. Стационарный корпус устройства снабжен сборкой из постоянных магнитов 7, установленных с возможностью взаимодействия с постоянными магнитами 8, размещенными в намоточном барабане 1, который таким образом удерживается в стационарном состоянии.

С тем, чтобы обеспечить точное измерение длины пряжи 2, высвобождаемой для снятия во время каждой рабочей фазы, в кольцевом корпусе 9 предусмотрено измерительное средство,.расположенное рядом с выходным концом намоточного барабана 1. Кольцевой корпус 9 размещен вокруг периферийной поверхности намоточного барабана 1, образуя кольцевой зазор 10 для выпуска пряжи 2, через него по мере ее вытягивания. В.кольцевом корпусе 9 расположен датчик 11 схода пряжи, предпочтительно оптического типа для выдачи выходного электрического.сигнала в ответ на каждый проход мимо него пряжи 2, который подается нз управляющую схему (на рисунке не показана), предпочтительно построенную на микропроцессоре. Для надежного отслеживания прохода вытягиваемой пряжи 2 возможна установка двух или более одинаковых-датчиков 11 схода пряжи в соответствующих местах рядом с выпускным концом намоточного барабана 1. Кольцевой корпус 9 фиксировано прикреплен к части стационарного корпуса.

8 кольцевом корпусе 9 разнесенные по его периметру расположены ряд стопорных механизмов 12, В рассматриваемом примере таких стопорных механизмов - восемь, управление которыми осуществляется с помощью электромагнитного элемента. С каждым стопорным механизмом 12 связан, по крайней мере, один соленоид 13 (фиг.2), способный сообщать соответствующие ускорительные импульсы стопорному элементу 14 для его радиального смещения между двумя краевыми позициями Р1 и РП. Р1 - это пассивная позиция стопорного элемента 14, когда он втянут в кольцевой корпус 9, чем обеспечивается пропускание пряжи 2 через

кольцевой зазор 10. В другом крайнем положении Р11 (фиг,4) осуществляется стопорная позиция, в которой стопорный элемент 14 проходит через кольцевой зазор 10, удерживая таким образом пряжу 2.

На фиг.З и А показано, что каждый стопорный механизм 12 имеет, по крайней мере, два соленоида 13, связанные с ним и установленные в кольцевом корпусе 9 таким

0 образом, что их оси проходят практически в направлениях, параллельных касательным к периметру, благодаря чему два конца каждого соленоида 13 взаимодейству ют с двумя соседними стопорными механизмами 12.

5 Приведение в действие (смещение стопорного элемента 14 в пассивную позицию Р1 или в стопорное положение Р11 соответственно) каждого конкретного стопорного механизма 12 в соответствующий момент

0 времени в соответствии с необходимой длиной пряжи по сигналам датчика 11 схода пряжи (который соответствующим образом настраивается) рассчитывается микропроцессором блока управления.

5 Соленоиды 13 расположены в убранных положениях в кольцевом корпусе 9, который выполнен из магнитопроводного материала, например, из стали. Кольцевой сердечник 15, выполненный из магнитопроводного

0 материала, например из железа, проходит вдоль всех соленоидов 13, Между любыми двумя смежными соленоидами 13 сердечник 15 выполнен с соответствующими выемками 16 (фиг.4), в которых расположены

5 соответствующие стопорные механизмы 12, Каждый стопорный механизм 12 включает короткую трубчатую втулку 17 из магнито- непроводящего материала, например, бронзы, оба конца которой закреплены в

0 кольцевом-корпусе 9 и проходят через соответствующую выемку 16 в сердечнике 15.

Стопорный элемент 14 выполнен в виде шпильки предпочтительно из пластмассы, несущей кольцевой поляризованный посто5 янный магнит 18, расположенный вдоль продольной оси. Во втулке 17 расположены на удаление один от другого два упорных стопора 19 и 20, предпочтительно выполненные из ферромагнитного материала и

0 имеющие кольцевую конфигурацию, которые служат для удержания с возможностью скольжения стопорного элемента 14. Постоянный магнит 18 выполнен из сильного магнитного материала типа, например того,

5 который выпускается под фирменным названием ВАКОДИМ (VACODYM). Постоянный магнит 18 взаимодействует с ограничителями перемещения 19 и 20, образуя бистабильное установочное приспособление для стопорного элемента 14, причем

магнитное усилие постоянного магнита 18 действует таким образом, чтобы удерживать стопорный элемент 14 у соответствующего ограничителя перемещения 19 или 20 водном из двух концевых положений Р1 или РП соответственно. Смещение стопорного элемента 14 между указанными двумя концевыми положениями осуществляется с помощью связанных с ним соленоидрв 13. способных при подаче на них напряжения создавать магнитный поток и таким образом ускоряющий импульс, воздействующий стопорный элемент 14. Конец втулки 17, обращенный к намоточному барабану 1. закрыт упругим уплотнением 21. Конец стопорного элемента 14, обращенный по направлению к намоточному барабану 1 имеет износостойкое покрытие 22, нанесенное на него. В данном примере это покрытие имеет форму ободка, нанесенного на стопорный элемент методом напыления. К стопорному элементу 14 путем приклеивания прикреплены соответствующие упругие буферные элементы 23 и 24, либо такие буферные элементы прикреплены к двум концевым поверхностям постоянного магнита 18.

Постоянные магниты 18п, 18п-1, 18п+1 соседних стопорных устройств 12п, 12п-1 и 12+1 расположены с противоположно направленными полюсами, как показано на фиг.4, где соответствующие полюса обозначены буквами N и S. Покрытие 22 на стопорных элементах 14 может быть выполнено из закаленной стали или из керамического материала. Уплотнение 21 может быть выполнено из материала типа войлока.

Как показано на фиг.2 датчик 11 сходз пряжи, подключенный к блоку 25, в состав которой входит электронная управляющая схема для усиления выходного сигнала датчика 11, защищен от магнитного поля соленоидов с помощью диска 26, включенного в кольцевой корпус 9.

Как показано на фиг.4, каждый соленоид 13 подключен к соответствующей схеме реверсирования тока 27, управляемой центральным управляющим блоком 28. Соответствующая пара параллельных проводников для подачи тока подключена к отдельным проводникам тока через независимо управляемые транзисторы 29 и 30, которые управляются центральным управляющим блоком 28 таким образом, что один из них находится в проводящем состоянии. Другой вывод каждого соленоида 13 подключен к проводнику для замыкания токовой цепи или на землю.

На фиг.4 и 5а показан процесс подачи тока на два соленоида 13п и 13п-1, расположенные по противоположным сторонам стопорного механизма 12п, стопорный элемент 14п которого находится в стопорном положении Р11, в момент, когда необходимо вернуть стопорный элемент 14п в его пассивное положение Р1. Два соседние стопорные механизма 12п-1 и 12п+1, а также и остальные стопорные устройства (фиг.5а) находятся в соответствующих пассивных

0 положениях. Для лучшего понимания фиг.5а следует рассматривать в связи с фиг.ба, в верхней части которого показана соответствующая схема, а в нижней части приведена таблица, содержащая программу смещений

5 различных стопорных элементов устройства в их соответствующие пассиэные положения Р1. Как показано на фиг.4 при подаче напряжения электрический ток протекает через два соленоида 13п и 13п-1 в противо0 положных направлениях, в результате чего магнитные полярности двух соленоидов оказываются направленными противоположно одна другой. Поляризация постоянного магнита 18п выбирается таким

5 образом, что эго сеоерный полюс N обращен по направлению к ограничителю перемещении 19п, а его южный полюс S обращен по направлению к ограничителю перемещения 20п. Поляризация двух соле0 ноидов управляется таким образом, что их северные полюсы обращены к стопорному устройству 12п, а их южные полюсы обращены к соответствующим смежным стопорным механизмам 12п-1 к 12п+1. Магнитный

5 поток в сердечнике 15 з объеме двух соленоидов 13п и 13п-1 соответственно направлен по .направлению к стопорному механизму 12п, в результате чего возникает направленное наружу и создающее уско0 ренное усилие, воздействующее на стопорный элемент 14, как показано стрелкой вдоль оси стопорного элемента 14,в результате чего стогторный элемент 14 смещается по направлению его пассивного положения

5 Р1 до упора буфером 23 п в упорный стопор 19п и удерживается в таком контактном положении магнитной силой постоянного магнита 18п. Во время такого смещения стопорного элемента 4 подача тока на соле0 ноиды 13п и 13п-1 может быть прекращена как только постоянный магнит 18п окажется на достаточном удалении от упорного стопора 20п. Из-за противоположно ориенти- рованных полярностей постоянных

5 магнитов 18п-1 и 18п+1 двух смежных стопорных механизмов 12п-1 и 12п+1 соответственно магнитный поток в соленоидах также указанный с помощью стрелок создает дополнительные удерживающие усилия, воздействующие на эти два стопорные усгройства. Как указано в этой связи в верхней часть. .-Ьиг.ба транзистор 29 в схеме реверсирована i тока 27, связанной с соленоидом 13п-1, переключен в проводящее состояние, а транзистор 30 приведен в непроводящее состояние, что указано символом Во. В схеме реверсирования тока 27, связанной с соленоидом 13п, в противоположность этому транзистор 30 приведен в проводящее состояние в то время, как транзистор 29 в непроводящем состоянии, что обозначено символом АО. В схемах реверсирования тока 27, связанных с соседними соленоидами, оба транзистора 29 и 30 находятся в непроводящих состояниях. Программа управления работой транзисторов 29 и 30 шестнадцати соленоидов, связанных с 22 стопорными устройствами, показана в нижней части фиг.ба.

На фиг,5в и бв показана операция управления, которая должна быть выбрана для смещения стопорного элемента 14 стопорного устройства 12п в стопорное положение Р11. Благодаря противоположно направленным полярностям постоянных магнитов 18 противоположно направленные токи, протекающие через соленоиды 13п и 13п-1, расположенные по противоположным сторонам устройства i2n, создают усилие, направленное к стопорному положению и воздействующее из стопорные элементы двух соседних стопорных устройств 12п-1 и 12п-М, Для того, чтобы избежать этого два соседних соленоида 13п-1 и 13п-И запитываются током, протекающим в том же направлении, что и в соленоидах 13п-1 и 13п соответственно, в результате чего магнитный поток в сердечнике 15 и через стопорные устройства 12п-1 и 12п+1 нейтрализуется таким образом, что все четыре соленоида взаимодействуют и совместно создают ускорительный импульс стопорного устройства 12п. Поскольку полярности постоянных магнитов стопорных устройств 12п-2 и 12п+2 на внешних концах соленоидов 13п-2 и 13п+2 направлены в противоположных направлениях, как показано соответствующими стрелками, эти стр- порные устройства дополнительно подвержены воздействию удерживающих усилий в направлении пассивного положения. Это также показано в верхней части фиг.бв, где транзисторы В схем реверсирования тока 27 соединены с соленоидами 13п-2 и 13п-1 и включены в проводящее положение, в то время, как транзисторы 29 находятся в непроводящем положении. В схеме реверсирования тока 27, связанных с соленоидами 12п и 13п+1, транзисторы 30 находятся в непроводящем состоянии, а

транзисторы 29 приведены в проводящее состояние. Соответствующая диаграмма управления показана в нижней части фиг.бв. Для дальнейшего снижения нагрузки,

подаваемой на каждый соленоид во время создания ускорительного импульса в то или другое направление, возможно добавить любое число дополнительных пар соленоидов также, как это изображено на фиг.ба и

0 5в. Это приводит к тому, что развиваемое каждым соленоидом усилие уменьшается и таким образом, оказывается возможным использовать маленькие соленоиды с малым числом витков. Спаривание взаимодейству5 ющих соленоидов для приведения в действие каждого стопорного элемента дополнительно обеспечивает эффекты интенсификации магнитного потока в сердечнике 15, в результате чего создается очень

0 сильный и быстрый ускоряющий импульс. В комбинации с бистабильной установкой каждого стопорного элемента это обеспечивает необходимую быструю и спокойную ре- акцию и желаемое короткое время

5 смещения. В данном случае будет например достаточным подавать на каждый соленоид ток разряда конденсатора, ограниченный во времени ток разряда при этом оказывается достаточным для приведения в действие со0 ответствующего стопорного элемента.

Если рассматривать стопорный механизм 12п само по себе в конечном итоге будет достаточным одновременно подать соответствующие токи на соленоиды 13п-1

5 и 13р для смещения стопорного элемента 14п стопорного положения Р11 в пассивное положение Р1 и одновременно удерживать соседние стопорные элементы 14п-1 и 14п+1 в пассивном положении Р1 с повы0 шенным усилием. Смещение стопорного элемента 9п в стопорное положение Р11 с другой стороны требует приведения в действие четырех соленоидов 13п-2, 13п-1, +3п и 13п+1 вышеописанным способом для од5 повременного предотвращения аналогичного смещения в стопорное положение стопорных элементов 14п-1 и 14л+1 и удержания смежных стопорных элементов в пассивном положении увеличенным усилием.

0 Представляется возможным придать соленоидам такие размеры и расположить их таким образом, что ускоряющий импульс, воздействующий на любой стопорный элемент, оказывается достаточным для преодо5 ления удерживающего усилия между соответствующим постоянным магнитом и одним из двух упорных стопоров, когда два или более соленоидов действуют совместно. В устройстве такого типа смежные стопорные элементы останутся в своих

пассивных положениях независимо от их противоположно направленной полярности, когда на них воздействует магнитное усилие какого-либо одного соленоида. В следующем возможном воплощении сердечник 10 может использоваться в качестве упорного стопора, определяя таким образом пассивное положение при одновременном воздействии магнитной силой соответствующего постоянного магнита, причем в этом случае внешние ограничители перемещения 19л...могут не использоваться.

Такое воплощение обладает рядом преимуществ:

Приведение в действие каждого стопорного элемента выполняется в результате взаимодействия ряда соленоидов, в используемые для сообщения соленоиду движения, будут расположены в стационарных положениях.

На фиг.7 показано применение обеспечивающего положительный эффект малого и достаточно слабого соленоида 13п, обусловленное взаимодействием соленоида, приспособленного для подачи на него напряжения в противоположных направлениях, с бистабильной установкой стопорного элемента 14п. В этом воплощении однако соленоид 13п проходит в радиальном направлении относительно намоточного барабана. Стопорный элемент 14п выполнен с возможностью перемещения в направлении оси соленоида. Ограничители перемещения 19 и 20 расположены в самом соленоиде.

Кольцевой корпус 9 в радиальном направлении имеет уменьшенные размеры. В варианте, показанном на фиг.8. каждый стопорный механизм 12п имеет два соленоида 13па и 13пв, взаимодействующие таким образом, что их оси проходят практически параллельно оси намоточного бараба- на 1. Сердечник 15 имеет ломаную конфигурацию. Стопорные устройства могут быть расположены очень близко одно относительно другого. В такой конструкции два соленоида любого стопорного устройства не оказывают воздействия на соседние стопорные устройства. Однако усилие, необходимое для смещения стопорного элемента, разделено между двумя соленоидами каждого стопорного устройства, что обеспечивает возможность использования маленьких и сравнительно слабых соленоидов.

В варианте, изображенном на фиг.9, каждый стопорный 12п...имеет связанные с ним пару соленоидов 13па и 13пв, причем оси соленоидов выровнены одна относитеьно другой и наклонены относительно направления обхода периферии кольцевого корпуса 9 таким образом, что соленоиды частично перекрываются в аксиальном направлении. Отсутствует какое-либо взаимодействие между соленоидами соседних стопорных устройств, хотя усилие, необходимое для сообщения смещения стопорному элементу соответствующего стопорного

0 устройства, вновь разделено между двумя взаимодействующими соленоидами. Такое воплощение допускает очень малое расстояние при расположении соседних стопорных устройств.

5 В вариантах, показанных на фиг.8 и 9, ток, протекающий через действующие соленоиды, может быть реверсирован и для каждого стопорного устройства предусмотрено бистабильное положение, что обуславлива0 ет возможность применения малых и срэв- н.ительно слабых соленоидов. В этих воплощениях два взаимодействующие соленоида каждого стопорного устройства могут быть прямо подключены к схеме подачи

5 тока без включения схемы реверсирования тока таким образом, что соответствующий соленоид каждой пары может быть задействован для создания импульса ускорения в одном направлении. Благодаря бистабиль0 ной установке соответствующих стопорных элементов оказывается достаточным относительно маленького и слабого соленоида, даже если он один обеспечивает создание ускорительного импульса в том или другом

5 направлении. Это приводит также к экономии места. Можно представить себе наконец схему, в которой каждое стопорное устройство снабжено большим числом.соле- ноидов в конфигурации звезды, причем ток,

0 пропускаемый через соленоиды, может быть реверсирован.

Выборочное управление соленоидами и транзисторами, связанными с ними, показано в виде диаграммы на фиг.ба и 6в и может

5 быть реализовано с помощью известных драйверных схем с использованием соответствующего программного обеспечения централизованного управляющего блока, включающего микропроцессор, как это на0 пример описано в европейском патенте № 107110. В этом случае центральный управляющий блок должен быть выполнен и запрограммирован для выполнения соответствующих расчетов для приведения

5 в действие любого данного стопорного элемента в соответствующий необходимый момент.

Формула изобретения 1. Устройство для хранения, подачи и измерения длины пряжи, в частности уточной нити для струйного ткацкого станка, содержащее стационарный намоточный барабан, кольцевой корпус, размещенный с .зазором между его внутренней поверхностью и внешней поверхностью намоточного барабана, по крайней мере один стопорный механизм для пряжи, имеющий стопорный элементе соленоидным приводом, установленный в кольцевом корпусе с возможно- стью радиального перемещения на фиксированное расстояние по отношению к кольцевому зазору, а также ограничители перемещения стопорного элемента, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно имеет схему реверсирования тока, стопорный элемент снабжен поляризованным постоянным магнитом, а стопорный механизм дополнительно содержит бистабильное самоудерживающее установочное средство, размещенное с возможностью электромагнитного взаимодействия с постоянным магнитом стопорного элемента, причем выход схемы реверсирования тока подключен к соленоиду привода стопорного элемента.

2.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что оно снабжено четным числом стопорных механизмов, размещенных на одинаковом расстоянии по периферии кольцевого корпуса, а оси соленоидов ориентированы по .диаметральной линии кольцевого корпуса, причем между двумя любыми смежными соленоидами размещен один стопорный механизм, а полярности постоянных магнитов двух смежных стопорных элементов противоположны.

3.Устройство поп.1,отлича ю щ е е- с я тем, что ограничители перемещения стопорного элемента выполнены из ферромагнитного материала и установлены соос- но с постоянным магнитом стопорного элемента.

4.Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем,: что оно снабжено кольцевым сердечником из мягкого железа, размещенным соосно внутри соленоидов.

5.Устройство попп. 1,3 и4, отл и ч а ю- щ е е с я тем, что ограничитель перемещения стопорного элемента с постоянным маг- нитом образован самым кольцевым сердечником из мягкого железа.

6.Устройство по п.1. о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что схема реверсирования тока содержит транзисторные парные ключи, каждый из которых соединен последовательно с соответствующим соленоидом, и выполненные с возможностью их избирательного включения.

7.Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что схема реверсирования тока

имеет конденсаторы, включенные с возможностью избирательно аккумулировать энергию.

,8. Устройство по пп.1-3, отличающеес я тем, что два смежных относительно каждого стопорного механизма соленоида установлены с возможностью формирования противоположных по направлению магнитных полей, а удерживающая сила между постоянным

0 магнитом и каждым ограничителем перемещения меньше, чем магнитное усилие, создаваемое соответствующей парой соленоидов, но больше магнитного усилия, создаваемого одним из соленоидов.

5 9. Устройство по п.1, о т л и ч а ю ще е- с я тем, что стопорный механизм расположен в радиально ориентированном соленоиде,

10. Устройство по п.1, отличаю щ е е- с я тем, что каждый стопорный механизм

0 расположен между двумя соосно размещенными соленоидами, оси которых ориентированы параллельно оси намоточного барабана,

1-1. Устройство по пп.1 и 10, от л и ч а ю5 щееся тем, что оси парных соленоидов ориентированы под фиксированным углом относительно оси намоточного барабана.

12.Устройство по пп.1 и 3, о т л и ч а ю- щееся тем, что стопорный механизм

0 снабжен втулкой из немагнитного материала, установленной в кольцевом корпусе в радиальном положении, а ограничители перемещения размещены на концах втулки, причем торец втулки, обращенный к намо5 точному барабану, снабжен упругой шайбой.

13.Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что стопорный элемент выполнен в виде шпильки из пластмассы, расположен0 ной с возможностью перемещения между ограничителями перемещения, а постоянный магнит имеет кольцевую форму и закреплен в фиксированном положении на шпильке, причем концевая часть шпильки,

5 обращенная к намоточному барабану, имеет износостойкое покрытие.

14.Устройство по пп.1 и 13, отл и ч a tout е е с я тем, что оно снабжено упругими буферами, установленными между конце0 выми поверхностями постоянного магнита и каждым из ограничителей перемещения.

15.Устройство по пп.1 и 12, отличающее с я тем, что втулка выполнена с резьбой для регулировки положения огра5 ничителей перемещения, а также положения втулки в кольцевом корпусе.

Приоритет по пунктам: 29.11.87 по пп.1-5,8,9,12 и 13;

02.12.87по пп.6,7и 14;

11.01.88по пп,10,11 и 15.

«м

гз en

с-;

OD

Ј,

si ч &

ITS

Ј1

&

CyaiHoctb изобретения: предлагаемое устройство содержит намоточный барабан

01

ог

го

С7 ГГ Г5

со

61

01

01

-щ

& Ј1

Л 6 VZI

SJ

lC6frC8l

SPUCEJT ЛТ-Г

к g

Ш

13 о

о.

2

1Л

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

SPULEN п«1 т-15

г. 5

г. 5

/4лх фиг. 7

С л1

П.п

К п. ЗпЬ

Я.п