在张力下保持纱线的纱线张紧系统和方法

摘要

本发明涉及一种纱线张紧系统(1)，用于在张力下保持从纱线存放系统(3)取出到织机的纱线输出系统(4)的至少一根纱线(2)，其包括纱线(2)至少部分地缠绕在其上的制动辊(5)以及向制动辊(5)提供扭矩的马达(6)，所述马达可以在发电机操作中致动，以将纱线(2)在张力下保持在制动辊(5)和纱线输出系统(4)之间。此外，本发明涉及包括这样的纱线张紧系统(1)的织机，以及用于在张力下保持从纱线存放系统取出到纱线输出系统的至少一根纱线(2)的方法。

说明书

本申请是申请日为2016年11月02日，申请号为201680063913.5、标题为“在张力下保持从纱线存放系统取出至织机的纱线输出系统的纱线的纱线张紧系统和方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种纱线张紧系统，其用于在张力下保持在第一方向上从纱线存放系统取出到织机的纱线输出系统的至少一根纱线，其包括制动辊，该制动辊可旋转地布置在纱线张紧系统中，并且，纱线至少部分地缠绕在制动辊上，以便将该纱线在张力下保持在制动辊和纱线输出系统之间。此外，本发明涉及包括这样的纱线张紧系统的织机。

另外，本发明涉及一种方法，其用于在张力下保持在第一方向上从纱线存放系统取出到织机的纱线输出系统的至少一根纱线。

背景技术

用于在张力下保持从纱线存放系统取出到织机中的纱线输出系统的纱线的纱线张紧系统和方法用于各种织机，例如特别是地毯织机、天鹅绒织机、线织机和平织机。

在这种情况下，纱线存放系统通常是筒子架。在这种情况下，该筒子架可以是用于织机的典型筒子架或用于簇绒机的典型筒子架，簇绒机通常与织机一起使用。

对于用于织机的典型筒子架，线筒的纵向轴线或多或少垂直于纱线所遵循的路径，且纱线沿着路径的方向被输出。在这种情况下，线筒连续地旋转。

对于簇绒机的典型筒子架，纱线在线筒纵向轴线的方向上被输出。线筒几乎处于静止。当使用这样的筒子架将纱线供给簇绒机时，纱线尽可能无张力地供给，其中纱线在管中被引导。为了在织机中使用这样的筒子架，在一小段管之后，例如使用重物将经线保持在张力下。

纱线输出(take-off)系统可以例如是织机中的织造区域，或可以是纱线的中间储存部，其中，筒子架的纱线根据织机中的进一步期望的用途重新分布，和/或组装形成新的纱线，这些新的纱线聚集在该中间储存部中以供在织机中进一步使用。

因此，对于这种织机来说，重要的是尽可能使纱线的张力在各个位置保持均匀，以便在纱线输出系统中能够尽可能均匀地处理纱线。对于供应到织造区域的纱线，当织造区域中的这些纱线的张力偏离时，织物的质量可能显著劣化。一般来说，当张力变得过高时，纱线可能会损坏甚至断裂，或者当张力变得过低时，纱线可能会缠结。不仅纱线的缝线性质，并且纱线从纱线存放系统到纱线输出系统所遵循的路径都会影响纱线输出系统的位置处的纱线的张力。

已知多种用于将从纱线存放系统取出的纱线在张力下保持到织机中的纱线输出系统的系统。这些纱线张紧系统中的一些例如从GB 2 428 921 A、GB 2 442 955 A、GB 2378 188 A和EP 1 077 276 A1中已知。

EP 1 077 276 A1中描述的纱线张紧系统是根据第一权利要求的前序部分所述的纱线张紧系统，用于将从线筒行进的经线在张力下保持到织机的织造区域，如有必要，将其抽回。在这种情况下，经线被布置在两个摩擦杆上方。第一制动辊在两个摩擦辊之间的经线上运行。第二制动辊在第二摩擦杆和导向栅之间的经线上运行。重物从制动辊悬挂下来。重物和摩擦杆确保纱线的张力尽可能均匀。

然而，这种已知的纱线张紧系统的问题在于，当经线的特性(厚度、柔性等)改变时，必须在所述重物的基础上悬挂额外的重物以调整由重物施加在经线上的力。这是繁琐、耗时和劳动强度大的过程，因为它必须针对从线筒通往织造区域的每条单独的经线进行。对于天鹅绒织机，每米机器宽度的筒子架中平均有1000到10000个线筒，这取决于织物的质量以及织物中存在的不同颜色的数量，对于面对面织机，对于包括多种颜色的高质量织物来说，每米机器宽度的线筒数量甚至可能高达32000。

发明内容

本发明的目的是提供一种纱线张紧系统和一种方法，以在张力下保持从纱线存放系统取出的、到织机的纱线输出系统的纱线，而无需费力调整就适合于在恒定张力下保持具有不同和/或变化特性的纱线，并且这与纱线存放系统和纱线输出系统之间的纱线路径无关。

本发明的目的通过以下方式实现，提供一种纱线张紧系统，用于在张力下保持在第一方向上从纱线存放系统取出的到织机的纱线输出系统至少一根纱线，其包括制动辊，该制动辊可旋转地布置在纱线张紧系统中，且纱线至少部分地缠绕在制动辊上，以便将该纱线在张力下保持在制动辊和纱线输出系统之间。其中，该纱线张紧系统还包括用于向制动辊提供扭矩的马达，其中所述马达可在发电机操作中致动，以将纱线保持在张力下。

通过允许马达向制动辊提供可调整调整的扭矩，更容易响应纱线的不同和/或变化的特性和/或纱线的路径调整和/或纱线输出系统的行为变化。例如，当机器静止时(仅足以保持纱线拉伸)，马达的扭矩可能比机器工作时低得多。

在将纱线在张力状态下保持在织机中时出现的另一个问题是经常需要恢复纱线。例如，由于梭口(shed)形成，可能需要这种纱线恢复。在断裂的纱线被修补后也可能需要纱线恢复。

这个附加问题的解决方案是确保根据本发明的纱线张紧系统的马达可在马达操作(motor operation)中致动，以在与第一方向相反的第二方向上在制动辊和纱线输出系统之间恢复纱线。

通过这样的纱线张紧系统也可以恢复纱线，有利地，这样的纱线张紧系统包括漏斗形引导件，以将纱线引导到制动辊。该漏斗形引导件以尽可能最佳的方式取出制动辊附近的纱线。当马达恢复纱线时，该漏斗形引导件收集多余的纱线。以此方式，在纱线恢复期间，制动辊不会产生打滑，从而可以保证良好的纱线张力。恢复的纱线不会缠结，也不会与纱线张紧系统的其他部件发生不希望的接触，例如，如果在使用小纱线的时间段内，同一条纱线反复地摩擦制动辊，这可能导致纱线断裂。

这种漏斗形引导件可以采取几种形式，但始终从入口开口(其中纱线到达漏斗形引导件中)到出口开口(其中纱线从漏斗形引导件传递到制动辊)变窄。该漏斗形引导件不一定以管状件结束。该漏斗形引导件限定了杯形腔，以便能够在该杯形腔中以最佳的方式收集恢复的纱线。由于漏斗形状，纱线可以在不妨碍周围部件的情况下在漏斗形引导件中自由地弯曲。在纱线恢复的情况下，漏斗形引导件优选地不限制纱线相对于纱线的折叠或弯曲的方向。这样的纱线张紧系统特别适用于与使用管的纱线馈送系统相结合的应用，其中仅有足够的纱线被提供以能够编织，并且特别适用于地毯织机。

根据本发明的具有漏斗形引导件的上述纱线张紧系统优选地还包括用于将纱线引导至漏斗形引导件的管状引导件。在这种情况下，纱线优选地经由管状引导件的出口开口进入漏斗形引导件的入口开口，并且，管状引导件的出口开口优选地小于漏斗形引导件的入口开口。

通过这样的管状引导件，纱线可以在几乎没有张力的情况下被供应。

这样的管状引导件的另一个优点是，纱线不会缠结在它们之间或纱线张紧系统的线缆之间。由于几乎没有滑动，因此可以非常准确地计算使用的纱线的长度。准确了解该长度使得可以以有针对性的和简单的方式补充即将用完的纱线。

除了在上述马达操作中致动根据本发明的纱线张紧系统的马达之外，设置可以在第一方向上在马达操作中致动该马达也可以是有用的，以从纱线存放系统取出额外的纱线。

根据本发明的纱线张紧系统可以包括若干个所述的制动辊及相关联的马达，其中，可以为每个要供应的纱线或为多个要供应的纱线一起提供制动辊和相关联的马达。在供应若干个纱线的情况下，还可以提供若干个分离的纱线张紧系统，每个纱线张紧系统包括制动辊及相关联的马达，用于将至少一根纱线保持在张力下。在这些情况中的每一种情况下，张力然后优选地通过使马达可单独致动而被单独控制。因此，可以通过改变马达的扭矩来确保纱线的不同的(所需)张力。也可以预测机器的行为，例如，当机器突然需要大量纱线时(例如在突然拉扯纱线的情况下)。具有较高的扭矩的马达则可以尝试稍微更快地恢复纱线，或者比平常略微抵消纱线，以保证纱线的张力，或者如果恢复时间比正常时间稍长，则可以减少马达的扭矩，从而制动辊中积聚的必须由机器来克服的能量较少。

根据本发明的纱线张紧系统优选地还包括中央控制单元，并且优选地还包括用于使在马达的发电机操作期间产生的能量立即可用于纱线张紧系统的控制单元的装置。

为了不使所产生的能量耗散，根据本发明的纱线张紧系统替代地还可以包括用于储存在马达的发电机操作期间产生的能量的装置，使得马达在马达的马达操作期间由所储存的能量驱动。

此外，根据本发明的纱线张紧系统还优选地包括测量装置，以确定由纱线输出系统取出的纱线的长度。对于每个制动辊，可以从制动辊的转数或马达的角度旋转以及制动辊的直径来确定由该制动辊保持在张力下的纱线的长度，而无需额外的长度测量传感器。当以这种方式计算纱线的长度时，上述测量装置为此提供了所需的计算装置。

根据本发明的纱线张紧系统优选地还包括时间监测装置，以跟踪马达在马达操作中恢复纱线的时间，并将该监测的时间与一定的参考值进行比较。

由此，也可以在没有张力测量装置的情况下检测纱线断裂。

优选地，根据本发明的纱线张紧系统还包括通信装置，以从纱线输出系统接收关于纱线输出系统的操作的信号；测量装置，以测量纱线张紧系统的操作的参数；以及张力监测装置，以相对于从纱线输出系统接收到的信号监测纱线张紧系统的操作的参数。关于纱线输出系统操作的信号代表纱线输出系统的当前状态，并且可以涉及机器处于停机状态、机器处于运行状态、机器速度等。张力监测装置优选地还设置为基于纱线输出系统报告的当前状态来预测纱线张紧系统的预期操作。为此，这些张力监测装置包括必需的计算装置。

利用用于从自纱线输出系统接收信号的这样的通信装置并且利用这样的张力监测装置，还可以在没有张力测量装置的情况下检测大的纱线张力。

上述测量装置、计算装置、时间监测装置，通信装置和/或张力监测装置优选地形成纱线张紧系统的中央控制单元的一部分。

替代地，这些前述测量装置、计算装置、时间监测装置、通信装置和/或张力监测装置也可形成单独的马达控制单元的一部分。

根据本发明的纱线张紧系统的另一优选实施例包括用于测量纱线张力的张力测量装置。这使得可以更准确地确定纱线张力。

通过测量纱线张力，还可以提供不同的附加检测系统。因此，例如，基于测量的纱线张力，不仅可以检测纱线断裂和/或纱线的过度张紧，而且还可以检测纱线中的不规则性或结。

另外，根据本发明的纱线张紧系统还优选地包括一个或多个指示装置，以生成关于以下的信号：输出的纱线的长度、和/或确定的和/或测量的纱线张力、和/或基于纱线输出系统的状态马达在马达操作中被致动以恢复纱线的时间超过预期、和/或当纱线输出系统输出纱线时制动辊何时处于静止，等等。

根据本发明的纱线张紧系统的特定实施例包括致动装置，以基于由张力测量装置测量的纱线张力致动马达，以及通信装置，以将测量的纱线张力从张力测量装置通信到致动装置。

根据本发明的特别优选的纱线张紧系统对从纱线存放系统取出的每根纱线包括上述制动辊和上述马达，从而每根纱线可以单独地保持在张力下。

替代地，也可以例如使用相同的制动辊来保持具有相同的纱线特性并且在张力下遵循相同的路径的若干纱线。

根据本发明的纱线张紧系统的马达优选为DC马达或无刷AC马达。更优选地，该马达是无刷DC马达，还更优选地为具有设置有霍尔传感器的外转子的无刷DC马达(其中，定子静止并且转子旋转的马达类型)，优选具有扁平型马达的形式，由于这种类型的马达的紧凑性，在本申请中，释放了经济上的可行性和对较少能量的考虑或者仅需要较少能量。

通过最小化纱线在制动辊上的滑动，无论经线特性如何，纱线的张力都可以保持恒定，并且可以增加任何测量的准确性。减少纱线在制动辊上的滑动有多种方法。

根据本发明的纱线张紧系统的特定实施例由此包括张紧辊，该张紧辊以夹紧的方式布置为抵靠纱线张紧系统中的制动辊，以将纱线夹紧在制动辊和张紧辊之间。

替代地或附加地，制动辊可以为此设置将纱线多次缠绕在其上。

附加地或替代地，纱线张紧系统可以包括用于制动纱线的制动装置，以便防止纱线在制动辊上滑动。

附加地或替代地，制动辊可以包括运行表面，以将纱线至少部分地缠绕在其上，其中该运行表面设置有防滑层和/或轮廓部(profiling)。

本发明的目的还通过提供一种织机来实现，其包括纱线存放系统、用于从纱线存放系统取出纱线的纱线输出系统、以及纱线张紧系统，用于将已通过纱线输出系统从纱线存放系统取出的纱线在张力下保持在纱线张紧系统和纱线输出系统之间，其中,纱线张紧系统是根据本发明的上述纱线张紧系统。

此外，本发明的目的通过提供一种方法来实现，用于将在第一方向上从纱线存放系统取出的至少一根纱线在张力下保持到织机的纱线输出系统，其中，纱线至少部分地缠绕在可旋转地布置在纱线张紧系统中的制动辊上，以将该纱线在张力下保持在制动辊和纱线输出系统之间，其中，马达在发电机操作中致动，以驱动纱线至少部分地缠绕于其上的制动辊，以将纱线保持在张力下。

优选地，通过这样的方法，马达还在马达操作中被致动以驱动所述制动辊，以在与第一方向上相反的第二方向上在制动辊和纱线输出系统之间恢复纱线。

另外，这样的方法还优选地包括监测在马达操作中致动马达以恢复纱线的时间，并当该时间超过一定的参考值时生成指示。通过这样的方法，即使在没有张力测量装置的情况下也可以检测纱线断裂。

另外，根据本发明的方法还包括，当纱线输出系统输出纱线时，当制动辊在某个时间点处于静止时生成指示。通过这样的方法，即使在没有张力测量装置的情况下也可以检测纱线的过度张紧。

根据本发明的特别优选的方法还包括测量纱线张力，并基于测量的纱线张力致动马达。

本发明的附加的目的是通过根据本发明的这种方法实现的，其中，马达基于测量的纱线张力在马达操作中被致动，以驱动制动辊在与第一方向相反的第二方向上在制动辊和纱线输出系统之间恢复纱线。

附图说明

现在将通过对根据本发明的纱线张紧系统和方法的实施例的以下详细描述来更详细地解释本发明。该描述的唯一目的是给出说明性的示例并指出本发明的进一步的优点和细节，因此绝不能解释为对本发明的应用领域或权利要求中限定的专利权的限制。

在该详细描述中，参考标记用于指代附图，其中：

图1以侧视图示意性地示出了根据本发明的纱线张紧系统的第一实施例，其中，纱线在第一方向上从纱线存放系统取出到织机的纱线输出系统，或在与第一方向相反的第二方向上在纱线张紧系统和纱线输出系统之间恢复；

图2以前视图示意性地示出了根据本发明的纱线张紧系统的第二实施例；

图3以侧视图示出了图2的纱线张紧系统；

图4以前视图示出了根据本发明的纱线张紧系统的第三实施例，其中没有纱线；

图5以局部透视图部分地示出了图4的纱线张紧系统，其中没有纱线；

图6以透视图示出了图4的纱线张紧系统，其中纱线被张紧。

具体实施方式

这些图示出了根据本发明的纱线张紧系统(1)的一些示例。

这些纱线张紧系统(1)中的每一个对于每一根待张紧的纱线(2)均包括可旋转地布置的制动辊(5)以及用于向制动辊(5)提供扭矩的马达(6)。

在图1所示的第一实施例中，纱线(2)在第一方向(A)上从纱线存放系统(3)取出到织机的纱线输出系统(4)，或在与第一方向(A)相反的第二方向(B)上在制动辊(5)和纱线输出系统(4)之间恢复，纱线(2)在制动辊(5)上缠绕若干次以限制纱线(2)相对于制动辊(5)的滑动。

为了进一步限制纱线(2)相对于制动辊(5)的滑动，该纱线张紧系统(1)还包括制动装置(7)，其布置在纱线存放系统(3)和制动辊(5)之间。

为了防止纱线(2)脱离制动辊(5)，制动辊(5)设置有限定纱线(2)的运行表面(8)的凸缘(9)。该制动辊(5)的运行表面(8)可以通过涂覆例如橡胶而设置防滑层。

在图2和图3所示的第二实施例中，纱线张紧系统(1)包括张紧辊(10)。为了限制纱线(2)相对于制动辊(5)的滑动，弹簧(11)将该张紧辊(10)的轴(12)朝向制动辊(5)推动，以使得张紧辊(10)以夹紧的方式布置为抵靠制动辊(5)，从而将纱线(2)夹紧在制动辊(5)和张紧辊(10)之间。

在图4至6所示的第三实施例中，纱线张紧系统(1)配置为将8根纱线(2)保持在张力下。这些纱线(2)可以例如是经线(2)，其被馈送到作为纱线输出系统(4)的地毯织机。为此，纱线张紧系统(1)如第二实施例针对每根纱线(2)包括制动辊(5)、马达(6)和张紧辊(10)。为了附图的清晰性，仅示出了一个马达(6)。每根纱线(2)经由对应的管状引导件(14)通过保持器(15)被馈送，并且经由漏斗形引导件(13)传递至对应的制动辊(5)，缠绕在该制动器辊(5)上，并通过孔眼(17)在第一方向(A)上馈送给纱线输出系统。管状导引件(14)的出口开口(16)小于漏斗形引导件(13)的入口开口。漏斗形引导件(13)包括杯形腔，在第二方向(B)恢复纱线的情况下，纱线(2)被收集在该杯形腔中。

在所有示出的实施例中，马达(6)是扁平型马达(6)，其配置为向制动辊(5)提供扭矩。一方面，马达(6)在发电机操作中致动以将纱线(2)保持在张力下。另一方面，马达(6)在马达操作中致动，以在与第一方向(A)上相反的第二方向(B)上在制动辊(5)和纱线输出系统(4)之间恢复纱线(2)。

纱线张紧系统(1)包括中央控制单元(未示出)和用于立即使在马达(6)的发电机操作期间产生的能量可用于纱线张紧系统(1)的该控制单元的装置。替代地，纱线张紧系统(1)可以包括用于存储在马达(6)的发电机操作期间产生的能量的装置，使得马达(6)在马达(6)的马达操作期间通过储存的能量驱动。

优选地，纱线张紧系统(1)还包括用于测量纱线张力的张力测量装置(未示出)。然后将测量的纱线张力优选地借助于通信装置通信到用于致动马达(6)的致动装置，使得可以基于此来致动该马达(6)。此外，纱线张紧系统(1)可以包括用于生成关于测量的纱线张力的信号的指示装置，以及用于将张力测量装置的测量的纱线张力通信给这些指示装置的通信装置。

通过马达(6)的速度和制动辊(5)的直径，可以容易地确定纱线输出系统(4)所输出的纱线(2)的长度。