ПОДАТЧИК ПРЯЖИ С НАКОПЛЕНИЕМ, С МАГНИТНЫМ ТОРМОЗОМ
FEEDER OF YARN WITH ACCUMULATION, WITH MAGNETIC BRAKE

Настоящее изобретение относится к податчикам пряжи с накоплением для текстильных применений, обеспеченным так называемым "тормозом" для управления натяжением пряжи, подаваемой к текстильной машине.
Известны различные типы таких податчиков, в которых пряжа, извлекаемая из бобины, наматывается витками на барабан до подачи к текстильной машине. На том конце барабана, с которого намотанная пряжа покидает барабан, обеспечен вышеуказанный "тормоз", т.е. тормозящий элемент для выходящей пряжи, по существу содержащий внутренний кольцеобразный элемент в форме усеченного конуса, расположенный коаксиально барабану и выполненный с возможностью заставлять выходящую пряжу, покидающую барабан (в так называемой точке выхода), прижиматься к нему, так, чтобы "тормозить" эту пряжу и управлять натяжением, с которым она извлекается текстильной машиной.
Известны два типа "тормоза", относящиеся к типу кольцеобразного элемента в форме усеченного конуса, использующие различные способы управления "торможением":
I. Кольцеобразный элемент в форме усеченного конуса удерживают в требуемом положении и прижимают к барабану с помощью одной или более предварительно нагруженных пружин так, что сила, прикладываемая пружинами, определяет среднее натяжение пряжи, подаваемой к текстильной машине. Пружины также действуют как ударопоглотитель, когда узел, образованный на пряже, проходит через тормоз, таким образом позволяя исключать разрыв пряжи.
II. Кольцеобразный элемент в форме усеченного конуса удерживают в требуемом положении и прижимают к барабану под воздействием одного или более магнитов. Напряженность магнитного поля определяет среднее натяжение выходящей пряжи. Использование магнитов также позволяет достигать эффект демпфирования при прохождении узла ввиду того, что кольцеобразный элемент в форме усеченного конуса в этом случае также перемещается, чтобы позволять узлу проходить и предотвращать разрыв пряжи.
Податчик пряжи с тормозящим элементом II типа, который использует в частности эффект отталкивания двух постоянных магнитов, описан, например, в US 2008/296425 и EP-A-2065496, которые используют для этого два взаимно отталкивающихся магнита. EP-A-2065496 обеспечивает механизм, который позволяет оператору вручную изменять относительное положение двух постоянных магнитов (которое, однако, затем остается постоянным со временем до следующего ручного регулирования), чтобы быть способным изменять тормозящее воздействие на пряжу. Этот механизм ручного регулирования торможения, однако, не способен гарантировать постоянное натяжение выходящей пряжи, так как рабочие условия изменяются. В частности, среднее натяжение, прикладываемое к выходящей пряже, также зависит от натяжения при разматывании пряжи с бобины во время загрузки пряжи на барабан податчика и от скорости пряжи, извлекаемой текстильной машиной. Причина состоит в том, что каждая пряжа имеет свойственную ей упругость, а различия в натяжении во время разматывания пряжи с барабана заставляют ее испытывать различные удлинения. Последствие заключается в том, что, так как натяжение входящей пряжи (т.е. пряжи, поступающей с бобины, наматываемой на барабан) изменяется, пряжа размещается на барабане так, что она прижимается к барабану в большей или меньшей степени, но изменение натяжения входящей пряжи (например, между состоянием, в котором бобина полна, и состоянием, в котором бобина близка к опустошению), очевидно, может не компенсироваться указанным механизмом ручного регулирования. Более того, это изменение натяжения пряжи, наматываемой на барабан, также может приводить к неверным измерениям скорости подачи пряжи от податчика к текстильной машине. Как известно специалистам в области техники, эта скорость зависит от натяжения подачи пряжи. В частности, для пряжи с умеренной упругостью при использовании вышеописанных податчиков с установленным тормозом чем больше натяжение, тем меньше скорость, и, следовательно, чем меньше натяжение, тем больше скорость.
Следует также отметить, что оператор вынужден периодически проверять функционирование этих податчиков и в частности значение среднего натяжения выходящей пряжи, в том числе с учетом износа тормозящего элемента, и в результате воздействовать на указанный механизм ручного регулирования для компенсирования воздействия износа на натяжение выходящей пряжи.
Для преодоления этих ограничений были произведены податчики с накоплением, относящиеся к типу, обозначенному выше I (т.е. с использованием пружин), которые также содержат на их выходе датчик для измерения натяжения пряжи и электронный регулятор давления, прикладываемого тормозом на барабане. Смотри, например, EP-A-2014809, в котором обеспечены электронные средства управления, способные измерять посредством датчика натяжение выходящей пряжи, вместе с механическими средствами для изменения положения тормозящего элемента в форме усеченного конуса с использованием небольшого шагового двигателя, чтобы в результате регулировать среднее натяжение выходящей пряжи. В этих податчиках факт непрерывного измерения натяжения выходящей пряжи делает возможным компенсировать среднее изменение этого натяжения.
Однако из-за их способа регулирования натяжения (с помощью винта, приводимого в движение шаговым двигателем) эти податчики имеют довольно значительный недостаток в том, что, несмотря на то, что они способны полностью компенсировать медленные изменения натяжения (в частности, из-за перехода из состояния полной бобины в состояние пустой бобины или из-за износа тормозящего элемента в форме усеченного конуса), они не способны по своей сути компенсировать быстрые изменения натяжения (например, из-за прохождения узлов в пряже, из-за изменения скорости текстильной машины или из-за пиков натяжения из-за бобины), которые могут заставлять размещаться на барабане один или два витка, которые имеют отличное от других натяжение.
Другой недостаток этих податчиков заключается в том, что они имеют очень ограниченный диапазон используемых натяжений (кроме тех случаев, когда выполняется механическое воздействие на тормозящий элемент для замены некоторых частей, например путем замены элемента в форме усеченного конуса элементом с другой толщиной). В этом отношении минимальное натяжение ограничено весом элемента в форме усеченного конуса, при этом максимальное натяжение требует, чтобы элемент в форме усеченного конуса в особенности был выполнен с возможностью быть как можно более легким, однако он изнашивается очень быстро.
WO 2007/048528 описывает устройство для автоматического управления длиной пряжи, подаваемой к вязальной системе в вязальной машине.
Это устройство содержит корпус, содержащий элемент накопления пряжи, определенный закрепленным или неподвижным барабаном, относительно которого вращается наматывающий элемент с возможностью приема пряжи с бобины; обеспечено устройство для измерения длины пряжи, подаваемой к текстильной машине, а также натягивающий элемент, управляемый электронным блоком управления.
Этот натягивающий элемент содержит корпус в форме усеченного конуса, размещенный на конце неподвижного барабана и радиально подвижный, причем этот корпус функционирует в качестве тормоза, воздействуя на пряжу, которая отделяется от барабана и направляется к текстильной машине. Корпус в форме усеченного конуса имеет цилиндрическое продолжение, поддерживающее магнитное кольцо или, альтернативно, множество постоянных магнитов, распределенных по окружности на указанном цилиндрическом продолжении.
На расстоянии от последнего расположен другой постоянный магнит или множество радиально распределенных постоянных магнитов, прикрепленных к неподвижной части натягивающего элемента, причем эта неподвижная часть связана с корпусом устройства, но ее положение относительно неподвижного барабана может регулироваться вручную. Это регулирование обеспечивает относительное расположение между магнитом или магнитами неподвижной части и магнитом или магнитами, связанными с корпусом в форме усеченного конуса, размещенным на изменяемой пряже.
Неподвижная часть натягивающего элемента также поддерживает соленоид, который приводится в действие электроприводом переменным образом в зависимости от измерения длины пряжи, покидающей устройство и направляемой к текстильной машине.
Это переменное приведение в действие соленоида за счет электропривода позволяет тормозящей силе корпуса в форме усеченного конуса на пряже изменяться, чтобы поддерживать длину подаваемой пряжи равной требуемому значению.
В результате вышеописанное известное решение содержит корпус в форме усеченного конуса, воздействующий на пряжу, имеющуюся на барабане, который обязательно должен быть неподвижным для того, чтобы обеспечивать подходящее торможение этого корпуса так, что торможение выполняется посредством прижимания пряжи, имеющейся на барабане.
В дополнение, это известное решение имеет недостаток лишь ограниченного извлечения корпуса в форме усеченного конуса из барабана, создавая трудности при вставке между ними пряжи, которая подлежит направлению к текстильной машине при запуске известного устройства.
Более того, именно из-за того, каким образом пряжа тормозится (что выполняется посредством прижимания ее к барабану), известное решение должно содержать механический ограничитель между корпусом в форме усеченного конуса и неподвижной частью натягивающего элемента для того, чтобы поддерживать этот корпус вблизи барабана, даже когда устройство не используется.
В связи с этим задачей настоящего изобретения является обеспечение податчика с накоплением, обеспеченного тормозом, который способен эффективно управлять натяжением выходящей пряжи в любой ситуации, чтобы в реальном времени делать значение этого натяжения равным заданному номинальному значению.
Другая задача состоит в обеспечении податчика отмеченного типа, который позволяет программировать изменение времени натяжения на выходе пряжи (натяжения при обработке текстильной машины), т.е. иметь номинальное натяжение, которое со временем изменяется требуемым образом, чтобы в результате достигать особых воздействий на конечный продукт.
Другая задача состоит в обеспечении податчика вышеуказанного типа, который облегчает этап "вставки" (первоначальной загрузки пряжи на барабан) посредством обеспечения автоматического открытия тормоза.
Другая задача состоит в обеспечении податчика вышеуказанного типа, который имеет диапазон рабочего натяжения больше, чем диапазон известных податчиков.
Дополнительная задача состоит в обеспечении податчика вышеуказанного типа, в котором тормозящий элемент на практике не подвергается износу из-за прохождения пряжи.
Дополнительная задача состоит в обеспечении податчика вышеуказанного типа, который способен мгновенно сводить на нет натяжение, прикладываемое к пряже, подаваемой к текстильной машине, для того, чтобы облегчать некоторые в особенности затруднительные этапы обработки последней (например, втягивание пряжи во время ее выхода из нитенаправителя на круглых машинах).
Другая задача заключается в обеспечении податчика вышеуказанного типа, который может относиться к типу с неподвижным барабаном или к типу с вращательным барабаном на выбор.
Эти задачи решены податчиком пряжи с накоплением с тормозящим элементом в соответствии с сопровождающей формулой изобретения.
Изобретение будет более легко понято из последующего описания его некоторых вариантов выполнения, обеспеченных в качестве примера. В этом описании сделана ссылка на сопровождающие чертежи, на которых:
Фиг. 1 представляет собой вид в перспективе податчика согласно настоящему изобретению;
Фиг. 2 представляет собой вертикальное поперечное сечение, взятое вдоль оси барабана;
Фиг. 3 представляет собой увеличенное местное вертикальное поперечное сечение, также взятое вдоль оси барабана, но в плоскости, перпендикулярной плоскости на фиг. 2;
Фиг. 4 представляет собой поперечное сечение, подобное поперечному сечению на фиг. 2, но другого варианта выполнения изобретения.
Как может быть видно на чертежах, податчик пряжи с накоплением, обозначенный везде позицией 10, содержит главный корпус 12, удерживаемый пригодной опорой 14, и удерживающий барабан 16 с вертикальной осью, на котором намотано определенное количество витков 20 пряжи 18, поступающей с бобины (не показана). Поступающая пряжа 18, т.е. до достижения барабана 16, обычно проходит через один или более нитенаправителей (один из которых, обозначенный позицией 21, виден на фиг. 1 и 2), которые определяют ее траекторию на входе и предотвращают пряжу 18 от попадания в контакт с корпусом 12. Задача барабана 16 заключается в хранении заданного (по возможности программируемого) количества витков 20 пряжи 18, поступающей с бобины, подаваемой к текстильной машине (не показана). Барабан 16 позволяет виткам одновременно отделяться так, что они не могут захватывать друг друга и вследствие этого "сжиматься" вместе. В варианте выполнения изобретения этот барабан имеет вращательный тип, приводимый в движение его собственным двигателем 16A.
До выхода из податчика 10 пряжа 18 проходит через тормозящий элемент, обозначенный везде позицией 22. Пока не учитывая, как последний образован, на фиг. 1 и 2 может быть видно, что выходящая пряжа 18 проходит через традиционный датчик 24, который непрерывно измеряет ее натяжение выпуска известными методами, посылая измеренное значение натяжения блоку 26 управления, относящемуся к микропроцессорному типу, дисплей 27 и элементы управления 28 которого показаны на фиг. 1. Датчик 24 прикреплен к корпусу 12 рычагом 25.
Возвращаясь к тормозящему элементу 22, он содержит первый постоянный магнит 30 в форме кольца в этом конкретном случае, чьи оба концевых рабочих положения (очевидно не одновременные), обозначенные соответственно позициями 30A и 30B, показывает фиг. 3. Кольцеобразный постоянный магнит 30, который может принимать любое положение между указанными концевыми положениями 30A и 30B, имеет диаметр больше, чем барабан 16, на котором намотаны витки 20 пряжи 18, и расположен коаксиально барабану и указанным виткам. Кольцеобразный магнит 30 может перемещаться вдоль барабана, чтобы достигать любое положение на нем посредством его большего диаметра, чем у барабана.
Немагнитный кольцеобразный противодействующий или примыкающий элемент 32 (в частности из немагнитной нержавеющей стали), который действует в качестве ограничителя хода для первого постоянного магнита 30, когда он перемещается в его положение 30A, прикреплен к корпусу 12 коаксиально барабану 16. Этот противодействующий элемент в результате жестко закреплен с последним.
Кольцеобразная опора 34 также прикреплена к корпусу 12 рычагом 25 и также расположена коаксиально барабану 16. Второй магнит, в этом конкретном случае постоянный магнит 36 также в форме кольца, прикреплен к указанной кольцеобразной опоре 34 и расположен коаксиально барабану 16. В проиллюстрированном случае (и как будет лучше видно далее) полюсы второго постоянного магнита 36 могут быть расположены так, чтобы иметь эффект притяжения или отталкивания на первый постоянный магнит 30.
В конкретном проиллюстрированном случае электромагнит 38 (состоящий по существу из обмотки с электроприводом) прикреплен коаксиально к кольцеобразной опоре 34, причем конструкция его полюсов способна иметь эффект притяжения или отталкивания на первый постоянный магнит 30. Электромагнит 38 очевидно соединен с блоком 26 управления, который в результате способен регулировать интенсивность тока, проходящего по указанной обмотке, и также направление этого тока, и, следовательно, способность модулировать создаваемое магнитное поле.
Проиллюстрированная ситуация обеспечивает два различных решения в зависимости от того, как расположены полюсы двух постоянных магнитов 30 и 36:
1) два постоянных магнита 30 и 36 взаимно отталкиваются так, что первый 30 стремится отходить от второго 36, чтобы принимать положение 30B, которое тем дальше от 30A, чем больше сила магнитного отталкивания;
2) два постоянных магнита 30 и 36 взаимно притягиваются так, что первый 30 стремится приближаться ко второму 36, чтобы принимать положение 30A и надавливать напротиводействующий элемент 32 с силой, которая тем больше, чем больше сила магнитного притяжения.
Как может быть видно на фиг. 3, пряжа 18 вставлена между противодействующим элементом 32 и первым постоянным магнитом 30 (чтобы далее проходить от датчика 24 натяжения). Это функционирование облегчается способностью приводить магнит 30 в любое положение вдоль барабана 16 вдали от противодействующего элемента 32 посредством диаметра кольцеобразного элемента 30, который больше диаметра барабана (и пряжи, расположенной на нем).
Во время использования:
- когда первый постоянный магнит 30 находится в положении 30B (на расстоянии от элемента 32 и вдоль барабана), пряжа 18, покидая барабан 16, не испытывает никакого тормозящего эффекта на выходе, так, что она извлекается текстильной машиной (которая изложена, не показана) с так называемым "нулевым натяжением" (несмотря на то, что на практике существует минимальное натяжение, вызываемое трением между пряжей и другими частями податчика 10);
- когда первый постоянный магнит находится в положении 30A, пряжа 18, покидая барабан 16, зажимается между первым постоянным магнитом и противодействующим элементом 32 до достижения датчика 24 натяжения, в результате чего пряжа тем сильнее тормозится, чем выше сила притяжения двух постоянных магнитов 30 и 36. В результате изобретение, в отличие от известных решений, позволяет тормозить пряжу посредством зажатия ее между кольцеобразным первым магнитом 30, свободно подвижным вдоль и параллельным барабану 16, и противодействующим элементом 32, прикрепленным к одному концу (или в положении, соответствующем ему) указанного барабана.
В результате этого тормозящее воздействие выполняется в направлении перемещения пряжи при извлечении из или покидании барабана и не по направлению к барабану, как в известных решениях, в которых пряжа прижималась к барабану для того, чтобы тормозить ее.
Это другое действие позволяет достигать облегченную "вставку" пряжи в тормозящий элемент 22 (между кольцеобразным первым магнитом 30 и противодействующим элементом, связанным с барабаном 16) и также облегчает изготовление этого элемента 22, который во время сборки не имеет элемента, который оператору следует удерживать (который передвигает кольцеобразный первый магнит 30 на барабан 16 и прикрепляет элемент 32 к последнему путем блокирования этого магнита на барабане), с очевидной экономией времени сборки (даже после замены частей для обслуживания) и относительных затрат.
Из этого следует, что, не учитывая конфигурацию, выбираемую для двух постоянных магнитов (притягивания или отталкивания), блок управления, путем запуска и модулирования надлежащим образом (в соответствии с известными P, PI, PID и подобными алгоритмами) магнитного поля, создаваемого электромагнитом 38 (который, в связи с этим, функционирует в качестве средства регулирования), может изменять и положение 30B первого постоянного магнита 30, и силу зажатия пряжи 18, прикладываемую первым постоянным магнитом 30 в его положении 30A на противодействующем элементе, причем натяжение выходящей пряжи 18, извлекаемой текстильной машиной, зависит непосредственно от этой силы зажатия.
В частности, в конфигурации, в которой два постоянных магнита 30 и 36 взаимно притягиваются (в которой первый постоянный магнит 30 находится в положении 30A и надавливает на пряжу 18 для прижимания ее к противодействующему элементу 32), магнитное поле, создаваемое электромагнитом 38, может сводить на нет, уменьшать или увеличивать силу притяжения и в результате силу зажатия, чтобы в результате, посредством запрограммированного надлежащим образом блока 26 управления, быть способным регулировать (на практике в реальном времени) натяжение выходящей пряжи 18 и, таким образом, получать в любой момент требуемое натяжение выходящей пряжи 18, равное номинальному натяжению (причем последнее способно быть переменным со временем путем программирования надлежащим образом блока 26 управления).
В конструкции, в которой два постоянных магнита 30 и 36 взаимно отталкиваются, в которой первый постоянный магнит 30 стремится перемещаться в положение 30B, так, что он не прикладывает никакой силы на пряжу 18, магнитное поле, создаваемое электромагнитом 38, может не только сводить на нет отталкивание между двумя постоянными магнитами 30 и 36, но может даже воздействовать так, что электромагнит 38 притягивает первый постоянный магнит 30, чтобы в результате прижимать пряжу 18 к противодействующему элементу 32 и на практике создавать в реальном времени, посредством воздействия блока 26 управления, требуемое натяжение выходящей пряжи 18.
Видно, что вышеописанные решения позволяют достигать приемлемый диапазон натяжения, который определенно больше диапазона известных податчиков.
,
Для того чтобы исключать для практических целей износвызываемый трением пряжи 18 о противодействующий элемент 32 и о первый постоянный магнит 30, они могут быть покрыты по меньшей мере на тех их частях, которые приходят в контакт с пряжей 18, традиционной керамикой для ткани или другим износостойким материалом (например, путем хромирования). Более того, кольцеобразный первый магнит 30 может взаимодействовать с корпусом (например, коническим), выполненным с возможностью непосредственно взаимодействовать с противодействующим элементом 32 для торможения пряжи. Этот корпус может быть связан или не связан с (подвижным) магнитом 30 так, чтобы не препятствовать перемещению последнего вдоль барабана.
Согласно варианту выполнения изобретения второй магнит представляет собой электромагнит. Практически создается впечатление, что на фиг. 3 постоянный магнит 36 отсутствовал, а электромагнит 38 являлся указанным вторым магнитом, выполняя также функцию средства регулирования, так как воздействие, которое он оказывает на первый постоянный магнит, может быть изменено по желанию посредством воздействия блока 26 управления, который надлежащим образом изменяет напряженность магнитного поля, создаваемого электромагнитом 38.
В другом варианте выполнения, обозначенном позицией 10A на фиг. 4 (на которой элементы, одинаковые или подобные элементам на фиг. 2, обозначены теми же ссылочными позициями), второй магнит также представляет собой постоянный магнит 36. В этом случае средства регулирования содержат моторизованный механизм, обозначенный везде позицией 39, который, подчиняясь командам блока 26 управления, способен изменять в реальном времени положение второго постоянного магнита 36 относительно первого постоянного магнита 30 для регулирования натяжения выходящей пряжи 18. Указанный моторизованный механизм содержит в этом конкретном случае винт 40, вращаемый серводвигателем 41 (в частности, шагового типа), соединенным с блоком 26 управления, позволяющим винту 40 вращаться вокруг его оси в обоих направлениях. Винт 40 вставлен через втулку 42, обеспеченную гаечной резьбой, причем кольцеобразная опора 34, содержащая второй постоянный магнит 36, прикреплена к втулке 42. В результате, путем приведения в действие серводвигателя 41 под воздействием блока 26 управления второй постоянный магнит 36 (содержащийся в кольцеобразной опоре 34) может быть выполнен с возможностью отходить от или приближаться к первому постоянному магниту 30 для регулирования натяжения выходящей пряжи 18.
В дополнительномварианте выполнения (для описания которого снова следуетсослаться на фиг. 4), второй магнит представляет собой электромагнит 38 (также показанный на фиг. 4 для простоты, причем, однако, ясно, что в этом и предыдущем вариантах выполнения имеется только электромагнит 38 или только постоянный магнит 36 соответственно). Электромагнит 38 может образовывать часть указанных средств регулирования, которые в этом последнем случае содержат моторизованный механизм, такой как непосредственно описанный и обозначенный позицией 39, также управляемый блоком 26 управления.
Несмотря на то что уже было отмечено в описании первого варианта выполнения настоящего изобретения, следует отметить, что с помощью наличия блока 26 управления, относящегося к микропроцессорному типу, во всех описанных вариантах выполнения может быть установлено значение номинального натяжения, которое является переменным во времени в некоторой степени, программируемой блоком управления. В частности, указанное номинальное значение может быть изменено в зависимости от сигналов синхронизации, поступающих от текстильной машины, которые идентифицируют ее различные рабочие этапы (например, один или более импульсов вращения цилиндра для круглой машины), или посредством соединения с помощью управляющей шины (RS485, МОЖЕТ BUS, ETHERNET и т.п.).
Тормозящий элемент 22 также может содержать специальный магнит постоянного типа (например, магнит 36) или электромагнит, единственная функция которого заключается в центрировании первого постоянного магнита 30 относительно барабана 16, и/или который позволяет сводить на нет вес первого постоянного магнита 30, причем этот магнит имеет меньший, равный или больший диаметр, чем диаметр последнего.
Следует отметить, что, несмотря на то что на чертежах, показывающих податчик 10 и 10A, первый постоянный магнит 30 расположен выше противодействующего элемента 32, очевидно, что вариант выполнения, в котором соответственное положение этих элементов инвертировано, т.е. с противодействующим кольцом, расположенным выше первого постоянного магнита, так, что, чтобы тормозить пряжу 18, первый постоянный магнит должен быть выполнен с возможностью перемещаться вверх относительно противодействующего кольца, также находится в пределах объема охраны настоящего изобретения.
Из вышесказанного очевидно, что посредством настоящего изобретения может быть получен податчик пряжи с накоплением, который позволяет решать все вышеперечисленные задачи. В частности, очевидно, что податчик настоящего изобретения может относиться к типу с неподвижным барабаном или с вращательным барабаном.