КРУГЛЫЙ ТКАЦКИЙ СТАНОК
CIRCULAR WEAVING MACHINE

Изобретение относится к круглому ткацкому станку.
Широко известны круглые ткацкие станки, в которых направляющие элементы для ленточек основы, например, в виде компенсаторов длины, расположены вокруг круглого берда круглого ткацкого станка. С помощью этих направляющих ленточек основы или через них в круглый ткацкий станок подается с распределением по окружности большое количество ленточек основы. От направляющих элементов ленточек основы ленточки основы проходят к зевообразовательным механизмам, которые имеют, например, снабженные глазками для пропускания соответствующей ленточки основы галево или ленты; затем ленточки основы проходят между зубьями круглого берда. Ленточки основы разделяются на зевообразовательных механизмах, в большинстве случаев с чередующимся расположением, на две группы ленточек основы, которые с помощью противоположного движения галево или ленты с глазками приводятся в противоположные переменные движения, за счет чего зев открывается и закрывается. Зев в открытом состоянии образует заданное обеими группами ленточек основы пространство, в котором ткацкий челнок, который несет катушку ленточки утка, движется по круговой траектории вдоль круглого берда и при этом стягивает с несомой им катушки ленточку утка и вводит в зев. Величина задаваемого обеими группами ленточек основы пространства зева постоянно изменяется вместе с движением обеих групп ленточек основы исходя из нуля при закрытом зеве в положении, в котором обе группы ленточек основы лежат в одной и той же плоскости до максимума, при котором обе группы ленточек основы находятся в противоположных точках возврата их переменного движения. В этих точках возврата начинается так называемая смена зева за счет изменения на противоположное движения движущихся в противоположных направлениях групп ленточек основы, за счет чего введенная последней ленточка основы фиксируется в ткани, и следующий челнок может вводить в зев следующую ленточку основы. Обычно в круглом бердо вращаются несколько ткацких челноков на одинаковом расстоянии друг от друга. Создаваемая рукавная ткань направляется внутрь к центрально расположенному ткацкому кольцу, на котором она отклоняется к выпускным роликам.
Такой круглый ткацкий станок известен, например, из ЕР 0786 026В1. Из документа US 1947976 А известна шпуля ленточки утка, в которой диаметр шпули больше длины шпули, см. фиг. 2.
Давно существовала потребность в увеличении производительности круглых ткацких станков. Общая производительность круглого ткацкого станка в значительной мере определяется так называемым числом уточин, т.е. количеством ленточек утка, которые в единицу времени могут вводиться в зев. Число уточин обычно указывается в количестве прокидок челнока в минуту (picksperminute). В прошлом число уточин повышалось за счет увеличения частоты вращения челноков в круглом бердо и/или увеличения количества челноков. Например, в ЕР 0167831 А1 повышение частоты вращения достигается за счет специальной формы траекторий движения, по которым движутся пары опорных роликов челноков в бердо. Эти имеющие специальную форму траектории движения челноков увеличивают плавность движения челноков, что приводит к меньшему износу берда и за счет этого допускает более высокую частоту вращения.
Однако со временем был достигнут предел производительности круглых ткацких станков, при этом ограничивающим фактором является, прежде всего, допустимая нагрузка конструктивных элементов, на которые воздействует центробежная сила челноков. В частности, направляющие элементы, на которых проходят челноки вдоль берда, нагружаются и подвергаются износу за счет центробежной силы вращающихся челноков. Центробежная сила зависит в первую очередь от массы челноков, окружной скорости (соответственно, частоты вращения) и радиуса берда. С каждым увеличением отдельных параметров увеличивается центробежная сила и тем самым нагрузка и износ конструктивных элементов. Хотя нагрузочная способность конструктивных элементов, на которые воздействует центробежная сила, по-видимому исчерпана за счет увеличения количества челноков и скорости вращения основного вала, который приводит в движение челноки, а также уменьшения массы челноков, в промышленности существует потребность в увеличении числа уточин круглых ткацких станков.
Поэтому задачей изобретения является повышение числа уточин круглых ткацких станков без увеличения нагрузки и износа конструктивных элементов за счет прикладываемой вращающимися челноками центробежной силы, а даже, в противоположность этому, с уменьшением.
Задача решена, согласно данному изобретению, посредством создания круглого ткацкого станка с признаками пункта 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты выполнения изобретения указаны в зависимых пунктах формулы изобретения.
Круглый ткацкий станок, согласно изобретению, содержит:
- направляющие элементы ленточек основы, которые расположены вокруг круглого берда круглого ткацкого станка для подачи большого количества ленточек основы в круглый ткацкий станок;
- зевообразовательные механизмы, которые разделяют подаваемые ленточки основы на две группы ленточек основы и придают обеим группам ленточек основы противоположные переменные движения, за счет чего между обеими группами ленточек основы открывается и закрывается ткацкий зев;
- челнок, который движется по окружной траектории в открытом зеве и во время своего вращения стягивают ленточку утка с носимой им шпули ленточки утка и вводит в зев, за счет чего образуется ткань; и
- ткацкое кольцо, через которое стягивается ткань;
- при этом челнок удерживает ось шпули ленточки утка в угловом положении, которое отклоняется максимально на +/-15°, предпочтительно максимально на +/-10° от нормали к поверхности, которая содержит геометрические соединительные линии между направляющими элементами ленточек основы и ткацким кольцом.
Поверхность, которая содержит геометрические соединительные линии между направляющими элементами ленточек основы и ткацким кольцом, соответствует при работе ткацкого станка поверхности, которая при закрытом зеве образована совместно обеими группами ленточек основы. Кроме того, при предпочтительном расположении направляющих элементов ленточек основы, геометрические соединительные линии расположены радиально между направляющими элементами и ткацким кольцом.
По сравнению с обычными круглыми ткацкими станками, в которых ось шпули ленточки утка удерживается челноком по существу горизонтально, за счет расположения, согласно изобретению, оси шпули ленточки утка в угловом положении, которое отклоняется максимально на +/-15°, предпочтительно максимально на +/-10° от нормали к поверхности, может быть уменьшена конструктивная длина челнока и тем самым его масса, что, в свою очередь, позволяет предусматривать большее количество челноков при том же радиусе берда. Большее количество челноков обеспечивает возможность уменьшения скорости вращения челноков, при этом суммарно увеличивается число уточин круглого ткацкого станка по сравнению с уровнем техники, без увеличения (центробежных) сил, воздействующих на нагружаемые центробежными силами конструктивные элементы, такие как ролики челноков, бердо и т.д.
Оптимизация указанных преимуществ круглого ткацкого станка, согласно изобретению, относительно обычных круглых ткацких станков достигается, когда челнок удерживает ось шпули ленточки утка по существу под прямым углом к содержащей геометрические соединительные линии между направляющими элементами ленточек основы и ткацким кольцом поверхности.
В одном варианте выполнения круглого ткацкого станка, согласно изобретению, указанная поверхность образует по существу круговую кольцевую поверхность.
В альтернативном варианте выполнения круглого ткацкого станка, согласно изобретению, указанная поверхность образует по существу поверхность усеченного конуса, ось которого является осью станка.
Для обеспечения возможности проводки шпули ленточки утка через зев так, что ось шпули находится в угловом положении, которое отклоняется максимально на +/-15°, предпочтительно максимально на +/-10° от нормали к содержащей геометрические соединительные линии между направляющими элементами ленточек основы и ткацким кольцом поверхности, наиболее предпочтительно по существу перпендикулярно этой поверхности, необходимо выбирать подходящую форму шпули. По сравнению с применяемыми в обычных круглых ткацких станках шпулями ленточки утка с одинаковой длиной ленточки утка, предлагается уменьшить в предусмотренных для применения в круглых ткацких станках, согласно изобретению, шпулях ленточки утка длину шпули (часто называемую также шириной намотки), и увеличить диаметр шпули. Предлагается шпуля ленточки утка, в которой в полностью заполненном состоянии диаметр шпули больше длины шпули, за счет чего можно оптимально использовать имеющееся в распоряжении пространство в зеве. За счет этой соответствующей изобретению формы шпули уменьшается масса шпули и достигается дополнительное уменьшение массы челнока (собственного веса, пустого веса). Соответствующее уменьшение веса шпули и челнока приводит к важному уменьшению центробежной силы, которая при вращении челноков воздействует на конструктивные элементы.
За счет предложенной формы шпули обеспечивается возможность уменьшения требуемого хода зева (расстояния друг от друга точек возврата обеих групп ленточек основы) и уменьшения поперечного ускорения ленточек основы при смене зева, что приводит к меньшей нагрузке зевообразовательных механизмов.
Кроме того, за счет меньшего хода зева уменьшается компенсационный путь компенсаторов длины ленточек основы между открытым и закрытым зевом, за счет чего уменьшаются различия действующих на ленточки основы напряжений между открытым и закрытым зевом и тем самым уменьшается также нагрузка ленточек основы и компенсаторов.
Ниже приводится более подробное пояснение изобретения на основании вариантов выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых схематично изображено:
фиг. 1 - разрез первого варианта выполнения круглого ткацкого станка, согласно изобретению;
фиг. 2 - круглое бердо и вращающиеся в круглом бердо челноки круглого ткацкого станка, согласно фиг. 1, в изометрической проекции; и
фиг. 3 - разрез второго варианта выполнения круглого ткацкого станка, согласно изобретению.
На фиг. 1 и 2 схематично и для лучшей наглядности без соблюдения масштаба показаны существенные для изобретения элементы первого варианта выполнения круглого ткацкого станка 1, согласно изобретению. Круглый ткацкий станок 1 имеет несколько направляющих элементов 2 ленточек основы, которые выполнены в виде компенсаторов длины, которые содержат каждый пружинный стержень и глазок на верхнем конце пружинного стержня для пропускания и отклонения ленточки 3 основы. Направляющие элементы 2 ленточек основы расположены с распределением вокруг круглого берда 4 круглого ткацкого станка 1. Круглое бердо 4 содержит верхнюю шину 4а и нижнюю шину 4b, между которыми с равномерным распределением расположено множество зубьев берда с промежуточными пространствами 4d между соседними зубьями 4с берда. Ленточки 3 основы направляются от не изображенных катушек ленточки основы через направляющие элементы 2 ленточек основы и далее через промежуточные пространства 4d между зубьями 4с берда.
Между направляющими элементами 2 ленточек основы и круглым бердо 4 расположены с распределением вокруг круглого берда 4 зевообразовательные механизмы 5. Зевообразовательные механизмы 5 содержат несколько первых галево 6 и несколько вторых галево 7, которые на своих концах соединены друг с другом и охватывают верхний ролик 8а и нижний ролик 8b. Каждый из первых галево 6 имеет глазок 6а, через который проходит ленточка 3 основы. Эти проходящие через глазки 6а первых галево 6 ленточки 3 основы образуют первую группу 10 ленточек основы. Каждый из вторых галево 7 имеет глазок 7а, через который проходит ленточка 3 основы. Эти проходящие через глазки 7а первых галево 7 ленточки 3 основы образуют вторую группу 11 ленточек основы. По меньшей мере один из верхних роликов 8а и/или нижних роликов 8b попеременно поворачивается в первом направлении поворота и в противоположном втором направлении поворота, за счет чего охватывающие их галево 6, 7 попеременно перемещаются вверх и вниз. За счет этого обеим группам 6, 7 попеременно придается противоположное переменное движение вверх, соответственно, вниз, за счет чего ткацкий зев 9 (называемый также волновым зевом) открывается и закрывается. Зев 9 образует в открытом состоянии задаваемое обеими группами 10, 11 ленточек основы пространство, в котором по круговой траектории вдоль круглого берда 4 движется челнок 12, который несет шпулю 13 ленточки утка и при этом стягивает не изображенную ленточку утка с несомой им шпули 13 ленточки утка и вводит в зев 9. Зев 9 закрыт, когда галево 6, 7 находятся в среднем положении, в котором глазки 6а, 7а первых галево 6 и вторых галево 7 находятся на одинаковой высоте, за счет чего обе группы 10, 11 ленточек основы лежат в одной и той же поверхности 9а, соответственно, образуют эту поверхность 9а. Другими словами, поверхность 9а закрытого зева 9 является биссектрисой между первой группой 10 нитей основы, которая на фиг. 1 является верхней группой нитей основы и второй группой 11 нитей основы, которая на фиг. 2 является нижней группой нитей основы. Таким образом, угол α1 между первой группой 10 нитей основы и поверхностью 9а равен углу α2 между второй группой 11 и поверхностью 9а. Одновременно поверхность 9а является той поверхностью, которая содержит геометрические соединительные линии между направляющими элементами 2 ленточек основы и ткацким кольцом 15.
Величина заданного обеими группами 10, 11 ленточек основы пространства зева 9 постоянно изменяется с противоположным движением обеих групп 10, 11 ленточек основы, начиная с нуля при закрытом зеве 9. Пространство зева 9 достигает максимума, когда обе группы 10, 11 ленточек основы находятся в противоположных точках возврата их противоположного переменного движения, как показано на фиг. 1. В этих точках возврата начинается так называемая смена зева за счет возврата придаваемого противоположно движущимся группам 10, 11 ленточек основы движения. За счет смены зева введенная последней в зев 9 ленточка утка фиксируются в ткани, и следующий челнок 12 может вводить в зев следующую ленточку утка. Как показано на фиг. 2, в круглом бердо 4 вращается несколько челноков 12 на одинаковом расстоянии друг от друга. Создаваемая рукавообразная ткань 14 направляется внутрь к центрально расположенному ткацкому кольцу 15, на котором она отклоняется к выпускным роликам 16.
Согласно изобретению, челнок 12 удерживает с помощью держателя 12b шпули ось 13а шпули 13 ленточки утка в угловом положении β, которое максимально на +/-15°, предпочтительно максимально на +/-10° отклоняется от нормали к поверхности 9а закрытого зева 9. В варианте выполнения круглого ткацкого станка, согласно изобретению, челнок 12 удерживает ось 13а шпули 13 ленточки утка под прямым углом к поверхности 9а закрытого зева 9. Поверхность 9а закрытого зева 9 образует круговую кольцевую поверхность.
Круглый ткацкий станок 1 предназначен для применения пластмассовых ленточек в качестве ленточек основы и ленточек утка, при этом пластмассовые ленточки для достижения повышенной прочности вытянуты. Для полного использования преимуществ круглого ткацкого станка, согласно изобретению, применяется тип шпули ленточек основы, который модифицирован по сравнению с обычными шпулями ленточек основы тем, что длина L шпули уменьшена, а диаметр D шпули увеличен. В полном состоянии шпули 13 ленточки утка диаметр D шпули больше длины L шпули, за счет чего оптимально используется имеющееся в распоряжении пространство в зеве 9. За счет этой формы шпули можно выполнять челнок 12 более коротким, что приводит к уменьшению массы. Поскольку при предлагаемой форме шпули сердечник 13b шпули короче и может быть более легким, то более легкой является также шпуля 13 ленточки утка. Уменьшение веса шпули 13 и челнока 12 приводит к существенному уменьшению центробежной силы, которая при вращении челноков 12 воздействует на опорные ролики 12а, круглое бердо 4 и другие конструктивные элементы.
За счет предлагаемой формы шпули обеспечивается возможность уменьшения требуемого хода зева, что приводит к укорочению зубьев 4с берда. Более короткие зубья 4с берда вызывают в противоположность более длинным зубьям берда меньший шум, вызываемый колебаниями зубьев. Дополнительное уменьшение шума может достигаться за счет уменьшения скорости вращения и более медленной окружной скорости челноков 12. Другим преимуществом новой формы шпули, по сравнению с длинными шпулями с меньшим диаметром, является меньшая потеря объема за счет сердечника шпули относительно общего объема шпули.
За счет более высокого числа уточин круглого ткацкого станка 1, согласно изобретению, требуется меньше ткацких станков для производства одинакового количества ткани.
В приведенной ниже таблице показано сравнение релевантных технических данных обычного круглого ткацкого станка заявителя типа FX с круглым ткацким станком, согласно изобретению.
Уровень техники
Изобретение
Число уточин, в прокидках в минуту
<1200 ppm
>1200 ppm
Количество челноков
6
10
Вес челнока
>5 кг
<3 кг
Центробежная сила
1300 Н
300 Н
Ход зева
160 мм
≤100 мм
Компенсационный путь
>13 мм
<4 мм
На фиг. 3 показан схематично на виде сбоку второй вариант выполнения круглого ткацкого станка 1', согласно изобретению. Этот второй вариант выполнения круглого ткацкого станка 1' отличается от показанного на фиг. 1 и 2 первого варианта выполнения лишь тем, что ткацкое кольцо 15 расположено выше, чем направляющие элементы 2 ленточек основы, за счет чего прохождение первой группы 10 ленточек основы и второй группы 11 ленточек основы относительно центральной оси 17 станка наклонено косо вверх. Поэтому, соответственно, наклонен зев 9. Это приводит к тому, что поверхность 9а закрытого зева 9 образует поверхность усеченного конуса с осью 17 станка в качестве оси усеченного конуса. Также круглое бердо 4' в этом примере выполнения образовано в виде расширяющегося вверх усеченного конуса. Остальные конструктивные элементы круглого ткацкого станка 1' во втором варианте выполнения соответствуют конструктивным элементам в первом варианте выполнения и обозначены теми же позициями. Относительно описания этих конструктивных элементов делается ссылка на приведенные выше выкладки.