DE60029523T2

DE60029523T2 - Changiervorrichtung

Info

Publication number: DE60029523T2
Application number: DE2000629523
Authority: DE
Inventors: Koichiro Kyoto-shi Oshiumi; Yoshihiro Uji-shi Kino
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 1999-09-01
Filing date: 2000-08-23
Publication date: 2007-08-09
Anticipated expiration: 2020-08-24
Also published as: EP1081082A2; JP2001072334A; EP1081082B1; JP3292177B2; DE60029523D1; EP1081082A3

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Traversiervorrichtungseinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zum Traversieren eines Fadens, der auf eine Auflaufspule gewickelt wird.
Hintergrund der Erfindung
Bei einer bekannten Traversiervorrichtungseinheit der eingangs genannten Art wird ein Faden traversiert, während er zwischen einem oberen und einem unteren Satz Rotoren, die sich in entgegengesetzten Richtungen drehen, transferiert wird.
Es ist jedoch bei dieser Traversiervorrichtungseinheit nicht ohne weiteres möglich, einen Mechanismus zum Verändern einer Position, an der der Traversiervorgang umkehrt wird, d.h. einer Position, an der der Faden zwischen den Rotorsätzen transferiert wird, unterzubringen, so dass es schwierig ist, eine rechte und linke Traversier-Umkehrposition bzw. einen Traversierbereich beliebig zu ändern, um Auflaufspulen in beliebiger Form herzustellen.
Es wurde vorgeschlagen, einen Fadenführer zum Führen eines Fadens mit einem Linearmotor zu verbinden, um diesen zum beliebigen Verändern der rechten und linken Traversier-Umkehrpositionen hin- und herzubewegen. In diesem Fall benötigt jedoch der Linearmotor einen Motorhub entsprechend dem Traversierbereich, wodurch sich eine Zunahme der Größe der gesamten Vorrichtung umfassend den Linearmotor ergibt.
Das Dokument WO 00/37346 (Stand der Technik nach Artikel 54(3) EPC) offenbart eine Fadentraversiervorrichtungseinheit mit einem Armteil, das schwenkbar von einer Welle getragen wird. Das Armteil wird von einem elektrischen Spulenmotor angetrieben, der aus zwei stationären Magneten, die einen Luftspalt dazwischen bilden, und einer elektrischen Spule, die sich durch diesen Luftspalt erstreckt, besteht. Insbesondere weisen die beiden Magnete N- und S-Pole an einer Oberfläche davon auf.
Das Dokument WO 00/24663 (Stand der Technik nach Artikel 54(3) EPC) beschreibt eine Traversiervorrichtungseinheit mit einem schwenkbaren Armteil, das schwenkbar von einer Welle getragen wird. Das Armteil wird von einem elektrischen Spulenmotor angetrieben. Der Spulenmotor besteht aus einer elektrischen Spule, die an einer oberen Fläche des Armteils befestigt ist, und zwei feststehenden Permanentmagneten. Die Permanentmagnete sind an Positionen angeordnet, die die Endpositionen des Schwenkbereichs festlegen. In Betrieb wird die elektrische Spule zusammen mit dem Armteil aufgrund elektromagnetischer Kräfte zwischen den feststehenden Permanentmagneten geschwenkt.
Das Dokument US-A-5 523 911 offenbart eine Traversiervorrichtungseinheit für einen Magnetplattenantrieb, umfassend ein Schwenkarmteil, das schwenkbar an einer Welle gelagert ist. Das Armteil wird von einem elektrischen Spulenmotor angetrieben, der ein bewegliches Teil und einen Stator aufweist. Der Stator besteht aus einem oder mehreren stationären Permanentmagneten, während das Schwenkarmteil aus einer Spule besteht, die an einem Ende des Schwenkarmteils befestigt ist und den Permanentmagneten umgibt. Die Permanentmagnete weisen jeweils N- und S-Pole auf, die sich an einer Oberfläche davon befinden.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Traversiervorrichtungseinheit der zuvor genannten Art zu schaffen, die trotz eines weniger komplizierten Aufbaus einen verbesserten Wirkungsgrad hat und in der Lage ist, eine Umkehrbewegung bei hoher Geschwindigkeit des traversierenden Armteils auszuführen.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Fadentraversiervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen, wobei die in dem Oberbegriff angegebenen Merkmale aus der US-A-5 523 911 bekannt sind.
Die Traversiervorrichtungseinheit umfasst ein Schwenkarmteil mit einem Fadenführer, einen Schwingspulenmotor, der mit dem Schwenkarmteil verbunden ist und innerhalb eines vorbestimmten Bereichs in Normal- und Rückwärtsrichtung bewegbar ist, und eine Steuereinrichtung zum Steuern des Antriebs in Normal- und Rückwärtsrichtung des Schwingspulenmotors, wobei die Steuereinrichtung einen Bereich festlegt, in welchem das Schwenkarmteil hin- und hergeschwenkt wird.
Bei diesem Aufbau wird ein Fadentraversierbereich durch den Schwenkbereich des Schwenkarmteils bestimmt, der wiederum durch die Steuereinrichtung zum Steuern des Motors festgelegt wird. Somit kann durch das Ändern des Schwenkbereichs des Schwenkarmteils eine Traversierbreite schrittweise verringert werden, d.h. eine Position, an der der Traversiervorgang umgekehrt wird, kann nach und nach in Richtung nach innen verschoben werden, um in einfacher Weise einen Faden auf eine Konusspule zu wickeln, oder die Traversierbreite periodisch oder nichtperiodisch verringert werden, d.h. die Traversier-Umkehrposition kann periodisch oder nichtperiodisch zur Durchführung einer Traversierhubsteuerung („creeping") in Richtung nach innen verschoben werden, um eine Sattelbildung zu verhindern.
Der Antrieb in Normal- und Rückwärtsrichtung des Schwingspulenmotors innerhalb eines bestimmten Bereichs wird durch eine Steuergröße, wie z.B. ein Dreiecksignal, in einer solchen Weise gesteuert, dass die Antriebsvorgänge zwischen Normal- und Rückwärtsrichtung bei Spitzenwerten oder Tiefstwerten der Steuergröße gewechselt werden, wodurch ein Abbremsen bei hoher Geschwindigkeit bevor und ein Beschleunigen nachdem das Schwenkarmteil umgekehrt ist, möglich ist. Darüber hinaus werden die Umkehrbewegungen bei hoher Geschwindigkeit dadurch erreicht, dass ein längliches, leichtes Schwenkarmteil an einer Welle des Schwingspulenmotors befestigt wird, während ein kleiner, leichter Fadenführer an der Spitze des Schwenkarmteils befestigt wird.
Alternativ betrifft die vorliegende Erfindung eine Traversiervorrichtungseinheit umfassend ein Schwenkarmteil mit einem Fadenführer, einen Motor, der mit dem Schwenkarmteil verbunden ist und in Normal- und Rückwärtsrichtung innerhalb eines vorbestimmten Bereichs angetrieben wird, und eine Steuereinrichtung zum Steuern des Antriebs des Motors in Normal- und Rückwärtsrichtung, wobei mehrere Schwenkarmteile in einer Traversierrichtung angeordnet sind, um den Faden zwischen benachbarten Schwenkarmteilen zu transferieren.
Bei diesem Aufbau ist der Traversierbereich in zwei oder mehrere Bereiche unterteilt, so dass die Schwenkbereiche der zwei oder mehreren kurzen Schwenkarmteile miteinander kombiniert werden können, um einen breiten Traversierbereich zu erhalten. Die kurzen Schwenkarmteile dienen zur Verringerung der Trägheit, während gleichzeitig die Umkehrgeschwindigkeit zunimmt.
Alternativ betrifft die vorliegende Erfindung eine Traversiervorrichtungseinheit, welche die Schwenkbewegung der mehreren Schwenkarmteile einzeln steuern kann.
Bei diesem Aufbau können durch das Verändern der Antriebszeiten und/oder der Antriebsbereiche für die mehreren Schwenkarmteile die Positionen, an denen der Faden zwischen den Schwenkarmteilen transferiert wird, verstellt werden, um ein gerades Aufwickeln an diesen Transferierpositionen zu unterdrücken.
Alternativ betrifft die vorliegende Erfindung eine Traversiervorrichtungseinheit mit einer Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Antriebsbereichs in Normal- und Rückwärtsrichtung des Motors über den gesamten Bereich.
Bei diesem Aufbau kann die Erfassungseinrichtung zur Rückkopplungssteuerung verwendet werden, um die Traversier-Umkehrpositionen genau zu steuern. Darüber hinaus können, wenn der Faden zwischen den mehreren Schwenkarmteilen transferiert wird, die Fadentransferierpositionen z.B. durch das Steuern der Schwenkbewegung eines aufnahmeseitigen Schwenkarmteils abhängig von der Position einer lieferseitigen Schwenkposition genau gesteuert werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Darstellung des Aufbaus einer Traversiervorrichtungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein Blockschaltbild eines Steuerungsabschnitts;
3 ist eine Kennlinie, die die von dem Steuerungsabschnitt abgegebene Steuerspannung zeigt;
4 ist eine schematische Darstellung des Aufbaus einer Traversiervorrichtung, in der ein weiteres Beispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt ist;
5 ist eine Kennlinie, die die von dem Steuerungsabschnitt für jeden Arm abgegebene Steuerspannung zeigt; und
6 ist eine teilweise Darstellung des Aufbaus einer Traversiervorrichtungseinheit, die ein weiteres Beispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
Genaue Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben.
In 1 umfasst eine Traversiervorrichtungseinheit 1 ein Schwenkarmteil 11, einen Schwingspulenmotor 12, einen Steuerungsabschnitt 13 und einen Erfassungsabschnitt 14. Die Traversiervorrichtungseinheit 1 umfasst kein mechanisches Teil, wie beispielsweise eine Dämpfungseinrichtung, das eine Position festlegt, an welcher die Schwenkbewegung des Armteils 11 umgekehrt wird, und ein Traversierbereich L wird durch die Schwenkbewegung des Armteils 11, das mit dem Schwingspulenmotor 12 verbunden ist, festlegt. Ein Faden Y, der durch die Traversiervorrichtungseinheit 1 traversiert wird, wird auf eine Auflaufspule 3 gewickelt, die mit einer sich drehenden Friktionsrolle 2 in Kontakt steht.
Ein Fadenführer 21 zum Führen des Fadens Y ist an einer Spitze des Schwenkarmteils 11 befestigt. Das Schwenkarmteil 11 ist mit der anderen Seite oder mit seinem mittleren Abschnitt mit einer Welle 22 so verbunden, dass es um die Welle 22 schwenkbar ist. Das Schwenkarmteil 11 ist mit seinem anderen Ende mit dem Schwingspulenmotor 12 verbunden. Das Schwenkarmteil 11 bildet ein Schwenkteil, das den Fadenführer hat und mit dem Schwingspulenmotor 12 derart verbunden ist, dass es in Normal- und Rückwärtsrichtung innerhalb eines vorbestimmten Bereichs angetrieben werden kann.
Der Schwingspulenmotor (Schwenkmotor) 12, der an dem anderen Ende des Schwenkarmteils 11 vorgesehen ist und in Normal- und Rückwärtsrichtung innerhalb eines vorbestimmten Bereichs angetrieben wird, umfasst einen Stator 23 aufweisend einen Permanentmagneten, der in Form eines Fächers geformt ist, der sich um die Welle 22 erstreckt, und ein bewegliches Teil 24, das so angeordnet ist, dass es den Stator 23 umgibt, und das eine fächerförmige Luftkernspule umfasst. Die Beziehung zwischen dem Stator 23 und dem beweglichen Teil 24 ist ähnlich derjenigen zwischen einem Magneten und einer Spule, und das bewegliche Teil 24 wird um die Welle 22 mittels einer Antriebskraft in Schwenkbewegung versetzt, die aufgrund der Wechselwirkungen zwischen einem Strom, der durch die Spule fließt, und den Magnetfeldern, die den Strom durchkreuzen, ausgeübt wird. Bei dem vorliegenden Schwenkspulenmotor 12 weist eine Permanentmagnetoberfläche des Stators 23, die dem beweglichen Teil 24 gegenüberliegt, N- oder S-Pole auf, die in einer Bewegungsrichtung des beweglichen Teils benachbart zueinander angeordnet sind, wobei im Vergleich dazu bei den anderen Linearmotoren N- und S-Pole abwechselnd in der Bewegungsrichtung angeordnet sind. Daher muss, wenn das bewegliche Teil 24 in einer Richtung angetrieben wird, die Richtung eines Stromes, der durch die Spule in dem beweglichen Teil 24 fließt, nicht geändert werden. Das bewegliche Teil 24, das in Normal- und Rückwärtsrichtung innerhalb eines Bereiches angetrieben wird, in welchem sich der Stator 23 befindet, wird über eine flexible Energiezufuhrleitung mit Energie versorgt. Der Stator 23 kann eine Spule sein, während das bewegliche Teil 24 ein Permanentmagnet sein kann.
Der Antriebsbereich des beweglichen Teils 24 in Normal- und Rückwärtsrichtung wird durch eine Spannung bestimmt, die der Spule zugeführt wird. Folglich kann zum Ändern der Umkehrpositionen an den Traversierenden ein Spitzenwert (Amplitude) einer Dreiecksspannung, die der Spule zugeführt wird, verändert werden. Die der Spule zugeführte Energie ist nicht auf die Dreiecksspannungen begrenzt.
Wenn das bewegliche Teil 24 unter Verwendung der Luftkernspule aufgebaut ist, kann dessen Gewicht verringert werden, um zu ermöglichen, dass das Schwenkarmteil 11 bei hoher Geschwindigkeit umgekehrt werden kann. Darüber hinaus kann, da der Stator 23 in Form eines Fächers gebildet ist, der sich über den Antriebsbereich des beweglichen Teils 24 in Normal- und Rückwärtsrichtung erstreckt, und das bewegliche Teil 24 so dimensioniert werden kann, dass es sich entlang des Stators 23 bewegt, das Gewicht des beweglichen Teils 24 und somit dessen Trägheit im Vergleich zu Motoren, die sich um 360 Grad drehen, verringert werden. Folglich kann das Schwenkarmteil 11 bei hoher Geschwindigkeit umgekehrt werden, wenn dessen Richtung verändert wird.
Der Steuerungsabschnitt 13 (Steuereinrichtung) umfasst eine Servofunktion und gibt ein Steuersignal an den Schwingspulenmotor 12 ab, um die von dem Schwingspulenmotor 12 durchgeführten Schwenkbewegungen zu steuern. Der Steuerungsabschnitt 13 ist für jeden Schwingspulenmotor 12 vorgesehen. Vorzugsweise ist der Erfassungsabschnitt 14 (Erfassungseinrichtung) beispielsweise ein Drehimpulsgeber, der die Schwenkbewegung der Welle 22 über den gesamten Bereich erfassen kann. Der Steuerungsabschnitt 13 verwendet eine Rückkopplungssteuerung auf der Grundlage eines Ausgangssignals des Erfassungsabschnitts 14, um beliebig eine Position und einen Zeitpunkt zu steuern, an der bzw. bei dem eine Schwenkbewegung durch den Schwingspulenmotor 12 ausgeführt wird.
2 zeigt ein spezielles Beispiel des Steuerungsabschnitts 13 mit einer analogen Servofunktion. Bei diesem Beispiel umfasst der Erfassungsabschnitt 14 ein Magnetwiderstandselement, das einen Widerstandswert in Abhängigkeit der Position des beweglichen Teils 24 ändert. Bei der in 2 gezeigten Rückkopplungsschaltung wird eine Spannung entsprechend einer Differenz zwischen einem Ausgangsspannungswert des Magnetwiderstandselements (Erfassungsabschnitt 14) und einem Steuerspannungswert des Schwingspulenmotors 12 über einen Vergleicher 26 abgegeben und der Spule (bewegliches Teil 24) des Schwingspulenmotors 12 zugeführt, die eine vorbestimmte Antriebssteuerung in Normal- und Rückwärtsrichtung entsprechend der Steuergröße ausführt. D.h., dass ein Strom entsprechend der Differenz zwischen dem Ausgangsspannungswert des Erfassungsabschnitts 14 und dem Steuerspannungswert durch die Spule des Schwingspulenmotors 12 fließt. Wenn der Ausgangsspannungswert des Erfassungsabschnitts 14 gleich dem Steuerspannungswert ist, wird das Ausgangssignal des Vergleichers 26 null, so dass kein Strom durch den Schwingspulenmotor 12 fließt. Ein weiteres Beispiel des Steuerungsabschnitts 13 kann eine digitale Servofunktion haben. Zudem ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Rückkopplungssteuerung begrenzt, sondern es kann auch eine offene Steuerung verwendet werden, bei der eine Feder für die Schwenkwelle zur Steuerung deren Position vorgesehen ist, wobei das Gleichgewicht durch eine Druckkraft der Feder aufrechterhalten wird.
3 ist eine Kennlinie betreffend ein Beispiel eines Steuergrößen-Ausgangssignals des Steuerungsabschnitts 13 in 2. Die Steuergröße wird in Form einer Dreiecksspannung abgegeben. Die Höhe des Dreiecksignals bestimmt den Antriebsbereich des Schwingspulenmotors 12 in Normal- und Rückwärtsrichtung, und die Periode des Dreiecksignals legt eine Geschwindigkeit fest, mit der der Schwingspulenmotor 12 in Normal- und Rückwärtsrichtung bewegt wird. Dadurch ist es möglich, die Schwenkbewegungen des mit dem Schwingspulenmotor 12 verbundenen Armes 11 zu steuern. Eine Stromgröße ist im Bereich eines Scheitelwertes der Steuergröße (d.h. nahe einer Position, an der das Schwenkarmteil 11 umgekehrt wird) besonders hoch. Diese große Veränderung des Stromes bewirkt ein Abbremsen vor einem Umkehren sowie die Beschleunigung nach einem Umkehren, so dass das Schwenkarmteil 11 bei einer hohen Geschwindigkeit umgekehrt werden kann, ohne eine energieabsorbierende Einrichtung zu verwenden, mit der das Schwenkarmteil 11 kollidiert.
Im Folgenden wird die Arbeitsweise der Traversiervorrichtungseinheit, die wie zuvor beschrieben aufgebaut ist, anhand der 1 beschrieben. Bei dem dargestellten Beispiel wird eine Konusspule hergestellt.
Der Steuerungsabschnitt 13 gibt ein Dreiecksignal mit einer bestimmten Höhe und einer bestimmten Periode ab, um den Schwingspulenmotor 12 in Normal- und Rückwärtsrichtung anzutreiben, so dass der Faden Y innerhalb des vorbestimmten Traversierbereichs L traversiert wird, wobei der Faden Y von dem Fadenführer 21, der an der Spitze des Schwenkarmteils 11 angeordnet ist, geführt wird. Der Steuerungsabschnitt 13 steuert derart, dass die Höhe des Dreiecksignals in 3 in Abhängigkeit der verstrichenen Zeit oder einer gemessenen Fadenlänge nach und nach abnimmt. Folglich verschmälert sich der Traversierbereich L schrittweise, um eine Konusspule, wie in 1 gezeigt, in einfacher Weise zu bilden. Des Weiteren kann eine Traversierhubsteuerung durch das periodische oder nichtperiodische Überlagern eines unteren Dreiecksignals, wie durch die strichpunktierte Linie in 3 gezeigt, durchgeführt werden, um die Sattelbildung an den Umkehrbereichen entsprechend den gegenüberliegenden Enden des Traversierbereichs zu verhindern, so dass eine Auflaufspule erhalten wird, die eine Fadenschicht mit einer geraden Fläche hat.
Da der Schwingspulenmotor 12 so aufgebaut ist, dass er das Schwenkarmteil 11, einem sich um die Welle 12 erstreckenden Fächer folgend, in Normal- und Rückwärtsrichtung antreibt, ist der Antriebsbereich in Normal- und Rückwärtsrichtung begrenzt, so dass die Größe und die Trägheit des Motors verringert werden kann.
Des Weiteren sind keine mechanischen Teile, wie beispielsweise eine Dämpfungsvorrichtung, an den Umkehrbereichen des Schwenkbereichs vorgesehen, so dass der Schwenkbereich, d.h. der Traversierbereich des Schwenkarmteils 11 beliebig eingestellt werden kann, um in einfacher Weise eine Konusspule zu bilden, während gleichzeitig eine Traversierhubsteuerung durchgeführt wird, um die Sattelbildung zu verhindern.
Darüber hinaus ist das Gewicht des Schwenkarmteils 11 und des Fadenführers 21, der an deren Spitze angeordnet ist, verringert, so dass das Schwenkarmteil 11 bei hoher Geschwindigkeit umgekehrt werden kann.
Da jedoch ein längeres Schwenkarmteil 11 keine Umkehrbewegungen bei hoher Geschwindigkeit zulässt, wird die zuvor beschriebene Traversiervorrichtungseinheit mit dem einen Schwenkarmteil 11 vorzugsweise bei einem Doppelzwirnmaschine oder dergleichen eingesetzt. Der Typ, bei dem ein einziges Schwenkarmteil 11 vorgesehen ist, kann darüber hinaus bei einer Spulmaschine mit einem schmalen Traversierbereich eingesetzt werden.
4 zeigt eine schematische Darstellung des Aufbaus einer weiteren Traversiervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Es sind z.B. vier Schwenkarmteile nebeneinander in einer Traversierrichtung (d.h. einer axialen Richtung einer Auflaufspule) angeordnet, um ein Traversieren mit hoher Geschwindigkeit durchzuführen. Eine Beschreibung desjenigen Teils des Aufbaus dieser Traversiervorrichtung, den auch die Traversiervorrichtungseinheit (des einarmigen Typs) hat, wird an den entsprechenden Stellen weggelassen.
Die Traversiervorrichtung 30 umfasst Traversiervorrichtungseinheiten 31 und 32, um den Faden in Rechts- oder Linksrichtung der Traversiervorrichtung zu traversieren, und mittlere Traversiervorrichtungseinheiten 33 und 34, um den Faden zu transferieren. Jede der Traversiervorrichtungseinheiten 31 bis 34 weist ein Schwenkarmteil 35, einen Schwingspulenmotor (einen Schwenkmotor) 36, einen Steuerungsabschnitt 37 und einen Erfassungsabschnitt 38 auf. Darüber hinaus steuert ein Haupt-Steuerungsabschnitt 39 die Steuerungsabschnitte 37, und jeder Steuerungsabschnitt 37 steuert eine Position, an der das Schwenkarmteil 35 geschwenkt wird, auf Grundlage einer Anweisung des Haupt-Steuerungsabschnitts 39. Die Steuerungsabschnitte 37 und der Haupt-Steuerungsabschnitt 39 bilden eine Steuerungseinrichtung. Die Traversiervorrichtung kann zwei oder mehrere Traversiervorrichtungseinheiten umfassen, wie z.B. nur die rechte und die linke Traversiervorrichtungseinheit und eine mittlere Traversiervorrichtungseinheit.
Da in 4 vier Traversiervorrichtungseinheiten vorgesehen sind, wird der Faden von der rechten zur linken Traversiervorrichtungseinheit oder von der linken zur rechten Traversiervorrichtungseinheit an einer Stelle P1 zwischen den Traversiervorrichtungseinheiten 31 und 33, einer Stelle P2 zwischen den Traversiervorrichtungseinheiten 33 und 34, und einer Stelle P3 zwischen den Traversiervorrichtungseinheiten 34 und 32 transferiert. Das Schwenkarmteil 35 transferiert den Faden während der Schwenkbewegung an den Fadentransferierstellen P1, P2 und P3. D.h., dass der zufuhrseitige Arm 35 die Schwenkbewegung unterbricht, nachdem der Faden transferiert wurde, und der empfangseitige Arm den Faden erhält, nachdem die Schwenkbewegung in Gang gesetzt wurde. Folglich wird der Faden von dem Schwenkarmteil 35 auf das nachfolgende Schwenkarmteil 35 übertragen, so dass der Faden an den Stellen P1, P2 und P3 bei hoher Geschwindigkeit transferiert werden kann. Entsprechende Führungsplatten sind an den Fadentransferierstellen P1, P2 und P3 vorgesehen, um den Faden von einem Fadenführer zu dem nächsten zu transferieren, wobei jedoch dessen Darstellung weggelassen wurde. Die Führungsplatten sind z.B. derart geformt, um den Faden sofort von dem zufuhrseitigen Fadenführer aufnehmen und an den empfangseitigen Fadenführer transferieren zu können.
Die vorliegende Erfindung beschränkt sich nicht auf das Schwenkarmteil 35, das den Faden während der Schwenkbewegung transferiert, sondern der zufuhrseitige Arm kann an der Transferierposition anhalten, während der empfangseitige Arm die Schwenkbewegung an dieser Transferierposition beginnt, so dass der Faden über den gesamten Schwenkbereich der mehreren Arme bewegt wird.
5 zeigt Zeitsteuerungsdiagramme einer Steuerspannung, die von jedem Steuerungsabschnitt 37 infolge einer Anweisung des Haupt-Steuerungsabschnittes 39 in 4 erzeugt werden.
Bei dem dargestellten Beispiel befindet sich bei einer Referenzspannung (Nullspannung) jedes Schwenkarmteil 35 auf der linken Seite. In Reaktion auf eine Spannungszunahme schwenkt das Schwenkarmteil 35 der linken Traversiervorrichtungseinheit 31 von einer Umkehrposition T1 nach rechts und transferiert an der Stelle P2 den Faden an das Schwenkarmteil 35 der mittleren Traversiervorrichtungseinheit 34. Das Schwenkarmteil 35 der mittleren Traversiervorrichtungseinheit 34 schwenkt nach rechts und transferiert an der Stelle P3 den Faden an das Schwenkarmteil 35 der rechten Traversiervorrichtungseinheit 32. In ähnlicher Weise bewegt sich in Antwort auf eine Spannungszunahme das Schwenkarmteil 35 der rechten Traversiervorrichtungseinheit 32 zu einer Umkehrposition T2. Anschließend wird in Antwort auf einen Spannungsabfall in jeder Traversiervorrichtungseinheit der Faden von der Umkehrposition T2 an die Umkehrposition T1 transferiert. Durch das Wiederholen des obigen Vorgangs kann der Faden Y innerhalb des Traversierbereichs traversiert werden.
Somit wird, da der Traversierbereich L in 1 unterteilt ist, wie z.B. durch vier, der Schwenkbereich des Schwenkarmteils 35 jeder der Traversiervorrichtungseinheiten 31 bis 34 verkleinert, so dass das Schwenkarmteil 35 verkürzt werden kann. Wenn das Schwenkarmteil 35 verkürzt wird, ist das Trägheitsmoment, das während der Schwenkbewegung ausgeübt wird, verringert, so dass die Größe der gesamten Traversiervorrichtung verringert werden kann, um die Umkehrbewegungen bei hoher Geschwindigkeit durchführen zu können. Die Länge des Schwenkarmteils 35 jeder rechten und linken Traversiervorrichtungseinheit 31 bzw. 32 (diese Länge entspricht der Entfernung von der Schwenkwelle zum Fadenführer) kann darüber hinaus unter derjenigen einer jeden der mittleren Traversiervorrichtungseinheiten 33 und 34 verringert werden, um die Umkehrbewegungen bei hoher Geschwindigkeit durchführen zu können. Dadurch wird in zuverlässiger Weise die Sattelbildung verhindert, die an den rechten und linken Enden auftritt. Des Weiteren kann der Verlauf einer Spannungszunahme oder -abnahme an jeder der Traversiervorrichtungseinheiten 31 bis 34 einzeln verändert werden, um die Fadentransferierstellen P1, P2 und P3 in der Traversierrichtung (d.h. der Axialrichtung der Auflaufspule) zu verstellen, so dass ein gerades Aufwickeln an diesen Stellen P1, P2 und P3 verhindert wird.
6 ist eine teilweise Darstellung des Aufbaus einer weiteren Traversiervorrichtung. Zwei Traversiervorrichtungseinheiten 40 und 41 sind übereinander (in Richtung der Schwenkwelle) in rechten und linken Abschnitten angeordnet, in denen der Traversiervorgang umgekehrt wird, so dass der Faden zwischen einem oberen Schwenkarmteil 42 und einem unteren Schwenkarmteil 43, die einander überlappen, transferiert wird. In diesem Fall kann im Bedarfsfall eine (nicht in der Zeichnung gezeigte) Führungsplatte vorgesehen sein, um den Faden sicher von dem oberen Schwenkarmteil 42 an das untere Schwenkarmteil 43 zu transferieren.
In 6 transferieren das obere Schwenkarmteil 42, das sich nach links bewegt, um den Faden Y zu transferieren, und das untere Schwenkarmteil 43, das leer ist und sich nach rechts bewegt, um ebenfalls den Faden Y zu transferieren, den Faden dazwischen an der Umkehrposition T1, an der sie einander überlappen. Da das untere Schwenkarmteil 43 die Umkehrposition T1 erreicht, während es beschleunigt wird, können Umkehrbewegungen bei hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden, um die Sattelbildung an den rechten und linken Enden noch zuverlässiger zu verhindern.
Wie zuvor beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Erfindung der Fadentraversierbereich durch den Schwenkbereich des Schwenkteils bestimmt, der wiederum durch die Steuereinrichtung zur Steuerung des Schwingspulenmotors festgelegt wird. Folglich kann durch das Ändern des Schwenkbereichs des Schwenkarmteils der Traversierbereich schrittweise verschmälert werden, um den Faden in einfacher Weise zu einer Konusspule zu wickeln, oder der Traversierbereich periodisch oder nichtperiodisch verändert werden, um eine Traversierhubsteuerung zur Verhinderung der Sattelbildung auszuführen.
Darüber hinaus wird durch den einfachen mechanischen Aufbau umfassend das Schwenkarmteil und den Schwingspulenmotor, der in Normal- und Rückwärtsrichtung angetrieben wird, durch die vorliegende Erfindung die Erfordernis einer Antriebsübertragungseinrichtung, wie beispielsweise ein Endlosband, beseitigt, so dass hierdurch die Lebensdauer verlängert wird, während die Größe der gesamten Traversiervorrichtung verringert werden kann.
Der Schwingspulenmotor, der einer kleinen Trägheitskraft ausgesetzt ist und zwischen einem Antrieb in Normal- und Rückwärtsrichtung bei hoher Geschwindigkeit umgeschalten werden kann, dient weiterhin zur Erreichung von Umkehrbewegungen bei hoher Geschwindigkeit, um eine präzise Herstellung von Auflaufspulen in einer vorbestimmten Form, wie z.B. eine Konusspule, zu ermöglichen, während die Sattelbildung verhindert wird.
Alternativ ist gemäß der vorliegenden Erfindung der Traversierbereich in zwei oder mehrere unterteilt, so dass die Schwenkbereiche der zwei oder mehreren kurzen Schwenkarmteile kombiniert werden kann, um einen breiten Traversierbereich zu erhalten. Die kurzen Schwenkarmteile dienen zur Verringerung des Trägheitsmoments, während die Umkehrgeschwindigkeit erhöht wird, so dass Auflaufspulen in präziser Form hergesellt werden können, während die Sattelbildung verhindert wird. Darüber hinaus kann die Anzahl der Schwenkarmteile erhöht werden, um einen breiten Traversierbereich zu schaffen.
Alternativ können gemäß der vorliegenden Erfindung durch das Ändern der Antriebszeiten und/oder der Antriebsbereiche für die mehreren Schwenkarmteile die Positionen, an denen der Faden zwischen den Schwenkarmteilen transferiert wird, verstellt werden, um ein gerades Aufwickeln an diesen Transferierpositionen zu unterdrücken. Folglich werden trotz der mehreren Schwenkarmteile Auflaufspulen in geeigneter Wicklungsform erhalten.
Alternativ kann gemäß der vorliegenden Erfindung die Erfassungseinrichtung zur Rückkopplungssteuerung verwendet werden, um die Traversier-Umkehrpositionen präzise steuern zu können. Darüber hinaus können, wenn der Faden zwischen den mehreren Schwenkarmteilen transferiert wird, die Fadentransferierpositionen präzise gesteuert werden. Folglich werden Auflaufspulen erhalten, die eine geeignete Wicklungsform haben, und der Faden kann zuverlässig transferiert werden, um Wickelfehler zu vermeiden.

Claims

Traversiervorrichtungseinheit (1) mit – einem Armteil (11), – einem Schwingspulenmotor (12) mit einem Stator (23) und einem beweglichen Teil (24), das den Stator (23) umgibt, und – einer Steuereinrichtung zum Steuern des Schwingspulenmotors (12), wobei – das Armteil (11) in einem vorbestimmten Fadentraversierbereich (L) schwenkbar ist, einen Fadenführer (21) hat, der an einem Ende angebracht ist, mit seinem mittleren Abschnitt mit einer Welle (22) so verbunden ist, dass es um diese schwenkbar ist, und mit dem anderen Ende mit dem beweglichen Teil (24) des Schwingspulenmotors (12) verbunden ist, – das bewegliche Teil (24) in einem vorbestimmten Bereich in Normalrichtung und in Rückwärtsrichtung angetrieben werden kann, und – der Stator (23) einen Permanentmagneten aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Permanentmagnetoberfläche des Stators (23), die dem beweglichen Teil (24) gegenüberliegt, N- oder S-Pole aufweist, die benachbart zueinander in einer Antriebsrichtung des beweglichen Teils (24) angeordnet sind.
Traversiervorrichtungseinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet in Form eines Fächers gebildet ist, der sich um die Welle (22) erstreckt.
Traversiervorrichtungseinheit (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Stator (23) über den Antriebsbereich in Normal- und Rückwärtsrichtung des beweglichen Teils (24) erstreckt.
Traversiervorrichtungseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegliche Teil (24) so dimensioniert ist, um sich längs des Stators (23) zu bewegen zu können.
Traversiervorrichtung (30) mit mehreren Traversiervorrichtungseinheiten (31, 32, 33, 34) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei jede der Traversiervorrichtungseinheiten (31, 32, 33, 34) ein Schwenkarmteil (35) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkarmteile (35) in Traversierrichtung so angeordnet sind, um einen Faden zwischen zwei benachbarten Schwenkarmteilen (35) zu transferieren.
Traversiervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Schwenkarmteile (35) an jedem Traversierende in einer Richtung einer Schwenkwelle übereinander angeordnet sind.
Traversiervorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtungen (37, 39) die Schwenkbewegungen der mehreren Schwenkarmteile (35; 42, 43) einzeln steuern.
Traversiervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Erfassungseinrichtung (38) vorgesehen ist, um die Positionen zu erfassen, an denen die mehreren Schwenkarmteile geschwenkt werden, und die Steuereinrichtungen (37, 39) die Schwenkbewegung eines empfangsseitigen Schwenkarmteils abhängig von einer erfassten Schwenkposition eines lieferseitigen Schwenkarmteils steuern.
Traversiervorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkarmteile (35), die an den Traversierenden vorgesehen sind, kürzer sind als die Schwenkarmteile, die in einem mittleren Abschnitt eines Traversierbereichs vorgesehen sind.
Traversiervorrichtungseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuergröße an den Schwingspulenmotor (12) geändert wird, um eine Position zu verändern, an der das Traversieren bei fortschreitendem Aufwickeln umgekehrt wird.
Traversiervorrichtungseinheit (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Amplitude der Steuergröße an den Schwingspulenmotor (12) periodisch oder nichtperiodisch geändert wird, um die Traversier-Umkehrposition zu verändern.
Traversiervorrichtung (30) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebszeitsteuerungen und/oder Antriebsbereiche für die mehreren Schwenkarmteile (35; 42, 43) geändert werden, um die Positionen zu verändern, an denen der Faden zwischen den Schwenkarmteilen (35; 42, 43) transferiert wird.