CZ299670B6

CZ299670B6 - Hnací válec navíjecího ústrojí pro individuální pohon cívky pro navíjení textilního materiálu na pracovním míste textilního stroje

Info

Publication number: CZ299670B6
Application number: CZ20030702A
Authority: CZ
Inventors: Štancl@Jirí; Bilko@Roman; Kubeš@Vítezslav; Staroveský@Lukáš
Original assignee: Rieter Cz A.S.
Priority date: 2003-03-11
Filing date: 2003-03-11
Publication date: 2008-10-08
Also published as: CZ2003702A3; EP1475340A1

Abstract

Navíjecí ústrojí obsahuje množství pracovních míst usporádaných v rade vedle sebe, pricemž každé pracovní místo obsahuje jeden hnací válec a jednu cívku. Hnací válec je tvoren elektromotorem (A) s rotacním pláštem (1) a stacionárním hrídelem (3), nanemž je rotacní plášt (1) otocne uložen. Elektromotor (A) s rotacním pláštem (1) má pomer prumeru adélky v intervalu od 1:4 do 1:6, pricemž obsahujealespon dve vedle sebe na spolecném stacionárním hrídeli (3) usporádané motorové jednotky (2) uložené uvnitr spolecného rotacního plášte (1).

Description

Hnací válec navíjecího ústrojí pro individuální pohon cívky pro navíjení textilního materiálu na pracovním místě textilního stroje ⁵ Oblast techniky

Vynález se týká hnacího válce navíjecího ústrojí pro individuální pohon cívky pro navíjení textilního materiálu na pracovním místě textilního stroje, obsahujícího množství pracovních míst uspořádaných v řadě vedle sebe. kdy každé pracovní místo obsahuje jeden hnací válec a jednu

Η» cívku, zejména dopřádaeího nebo soukacího stroje přičemž hnací válec ie tvořen elektromotorem s rotačním pláštěm a stacionárním hřídelem, na němž je rotační plášť otočně uložen.

Dosavadní stav techniky

Pro pohon cívek se používají průběžné hřídele s navíjecími válci, společné pro celý stroj popř. skupinu pracovních míst. l oto řešení je sice levné a konstrukčně jednoduché, má však řadu nevýhod, které se projevují především při zvyšování parametrů strojů, především navíjecí rychlosti. Hlavní nevýhodou centrálního řešení je nemožnost individuální regulace rychlosti otáčení, individuální regulace otáčení značně zlepšuje podmínky pro uvádění pracovního místa do provozu po přetrhli nebo výměně cívky, řízené zastavení a přesnou konstrukci návinu vzhledem k měnícímu se průměru cívky v průběhu jejího navíjení. Také ostatní otáčející se prostředky pro dopravu nebo navíjení textilního materiálu na pracovním místě textilního stroje obsahujícího množství vedle sebe uspořádaných pracovních míst používají ve většině případů pohon pomocí

2? průběžných hřídelů.

Za účelem individuální regulace byla vyvinuta zařízení pro individuální pohon otáčejících se prostředku na dopravu nebo navíjení textilního materiálu na pracovním místě textilního stroje obsahujícího množství vedle sebe uspořádaných pracovních míst obsahující samostatný motor pro každý poháněný otáčející se prostředek, kterým může být například hnací válec navíjecího ústrojí, navíjená cívka navíjecího ústrojí, hnací válec podávacího ústrojí pramene vláken, vyčesávací váleček apod.

Jsou známa řešení, kdy je individuclnímu hnacímu válci navíjecího ústrojí přiřazen standardní elektromotor, připojený přes převodovku nebo mechanickou spojku. Toto řešení je sice jednoduché. ale má řadu nevýhod. Především jc třeba počítat se ztrátami energie v převodovce nebo spojce a dále toto řešení vyžaduje jednak ložiska v motoru (obvykle 2) a dále 2 ložiska pro vlastni hnací vaiee navíjecího ustrojí, jako je tomu i u US 2002/00 i i 538 A i, u něhož je hnací válec navíjecího ústrojí příze uložen na hřídeli, který je hřídelem rotoru elektromotoru, přiřaze40 něho příslušnému pracovnímu místu. resp. navíjecímu místu stroje. Vzhledem k tomu, že textilní stroje pracují v prašném prostředí po dobu mnoha let, jc životnost ložisek důležitým parametrem pro celkovou spolehlivost stroje. Je samozřejmé, že zvýšený počet použitých ložisek zvyšuje nebezpečí výpadku, a tím zkrácení střední doby mezi opravami.

U jiných řešení pohonu cívky navíjecího ústrojí jsou elektromotory uloženy v jednom z cívkových ramen, mezi nimiž je uložena cívka, rotor elektromotoru je spřažen s cívkovým talířkem a jeho pomocí pohání cívku. U tohoto uspořádání je problematický přenos kroutícího momentu mezi talířkem a cívkou, příklad při rozběhu cívky před navinutím úplného návinu cívky, kdy hmotnost cívky činí několik kilogramů. laková řešení jsou popsána v US 2002/0020779 AI nebo US2002/0021101 AI nebo v DE 199 08 093 AI nebo DE 100 63 534 AI.

Z EP 10203836 AI (CZ 2001-3847 AI) je známý vyčesávací váleček ojednocovaeího ústrojí rotorového dopřádaeího stroje, u něhož, je ve vnitřním prostoru vyčesávací ho válečku uložen elektromotor, jehož stator s cívkovými vinutími je spojen s pevným tělesem vyčesávací ho válečku, které je upevněno na kostře pracovního místa stroje. Uvnitř statoru je na ložiscích otočně uložen hřídel, který je pevné spojen s čelní přírubou a vnějším válcem tvořícími rotor vyčesávaeího válečku. Na vnějším válci je uložen prstenec s vyčesávacím potahem. Konstrukce vyčesávaeího válečkuje složitá a množství otáčejících se dílů zvyšuje nebezpečí nasávání text i 15 niho prachu do vnitrního prostoru motoru, otáčejícího se hřídele a ložisek a snižuje tak životnost vyčesávaeího válečku.

Cílem vynálezu je odstranit nevýhody stavu techniky a navrhnout jednodušší a spolehlivější zařízení k individuálnímu pohonu otáčejících se prostředků na dopravu textilního materiálu, in zejména příze, pramene vláken a/nebo vláken ne pracovním místě textilních strojů zejména dopřádacích a navíjecích strojů.

Podstata vynálezu 15

Cíle vynálezu je dosaženo zařízením podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že elektromotor s rotačním pláštěm má poměr průměru a délky v intervalu od 1 ;4 do 1:6, přičemž obsahuje alespoň dvě vedle sebe na společném stacionárním hřídeli uspořádané motorové jednotky uložené uvnitř společného rotačního pláště. Ve většině možných aplikací přinese toto řešení zvýšení

2o životnosti a spolehlivosti zařízení, na němž bude užito, a tím zvýšení spolehlivosti a produktivity celého stroje. Dočet motorových jednotek se řídí momentem, který je třeba přenést na otáčející se prostředek, rozměry prostředku a popřípadě i dalšími parametry prostředku nebo pracovního místa.

Zejména technologickými požadavky na otáčející se prostředek se řídí výběr uspořádání staeio25 nárního hřídele a rotačního pláště, přičemž výhodou provedení s letmým uložením stacionárního hřídele je jednodušší z hlediska jeho montáže na stroj, neboť je uloženo jen na jedné straně.

Zapojení více motorových jednotek do jednoho celku umožňuje jednoduché řízení a napájení všech zařízení na celém strojí.

_K)

Vytvoření rotačního pláště zařízení přispívá k minimalizaci rozměrů zařízení a dovoluje vytvořit rotační plášť z lehkého kovu nebo plastu a snižovat tak cenu zařízení, které je instalováno na každém pracovním místě textilního stroje.

Zejména v případech, kdy je rotační plášť zařízení vytvořen ze snadno opotřebitelného materiálu, je výhodné, je-li rotační plášť opatřen na povrchu otěruvzdorným povlakem, přičemž je dále výhodné, má-li tento povlak definované třecí vlastnosti, tedv drsnost povrchu odpovídal ící maximálnímu kroutícímu momentu, který má zařízení přenášet na hnaný prostředek.

to U všech předcházejících provedení jc výhodné, je-li stacionární hřídel dutý a lze do něho uložit napájecí a řídicí vedení.

Ve výhodném provedení hnacího válce jsou v rotačním plášti uloženy rotory motorových jednotek. které obsahují rovnoměrně po obvodu vnitřního povrchu rotačního pláště uložené perma15 nentní magnety, které vytvářejí na vnitřním povrchu rotačního pláště prstence, přičemž uvnitř těchto prstenců jsou na stacionárním hřídeli uloženy statory motorových jednotek. Přitom je výhodné je-li rotační plášť alespoň v místech uložení permanentních magnetů vytvořen z feromagnetického materiálu.

Dále je výhodné, je-li rotační plášť vytvořen z lehkého kovu nebo plastu, přičemž v místě uloženi permanentních magnetů jsou uvnitř rotačního pláště uloženy pomocné prstence z feromagnetického materiálu, na nichž jsou permanentní magnety upevněny.

Přehled obrázků na výkresech

Příklady provedení hnacího válce podle vynálezu jsou schematicky znázorněny na přiložených 5 výkresech, kde značí obr. 1 hnací válec cívky navíjecího ústrojí textilního stroje v provedení s jednou motorovou jednotkou, stacionárním hřídelem procházejícím oběma čely rotačního pláště a dvěma ložisky v blízkosti cel rotačního pláště, obr. 2 hnací válec cívky navíjecího ústrojí textilního stroje v provedení sc dvěma motorovými jednotkami, stacionárním hřídelem procházejícím oběma čely rotačního pláště a dvěma ložisky v blízkosti čel rotačního pláště, obr. 3 hnací ni válec cívky navíjecího ústrojí textilního stroje v provedení se dvěma motorovými jednotkami a stacionárním hřídelem procházejícím jedním čelem rotačního pláště a obr. 4 princip řízení motoru hnacího válce.

i? Příklady provedení vynálezu

Hnací válec podle vynálezu bude popsán na příkladech provedení hnacího válce navíjecího ústrojí pro pohon cívky, která v navíjecí poloze dosedá na povrch hnacího válce a je jím poháněna. Takové navíjecí ústrojí sc používá k navíjení příze na každém pracovním místě textilního :o stroje obsahujícího množství pracovních míst uspořádaných v řadě vedle sebe, například u bezν' řetenových dopřádacíeh strojů, zejména rotorových dopřádacích strojů, soukacích strojů nebo d v o u zá k r u lo v ý c h s kac í c h st roj u.

Hnací válec je tvořen elektromotorem s rotačním pláštěm i. Elektromotor s rotačním pláštěm 1 obsahuje v provedení podle obr. 1 motorovou jednotku 2 jejíž stator 2J_ je uložen na stacionárním hřídeli 3 a rotor 22 je uložen uvnitř rotačního pláště i. Rotační plášť i je pomocí dvou ložisek 4 uložen na stacionárním hřídeli 3, který je uložen v pomocných ramenech 5. která jsou známým neznázorněným způsobem uložena na rámu stroje. Stacionární hřídel 3 přitom prochází oběma čely 11, J_2 rotačního pláště i a ložiska jsou uložena na koncích rotačního pláště 1 v blízkosti jeho čel H, 12. Uvnitř rotačního pláště 1 jsou uloženy snímače 6 polohy a/nebo rychlosti otáčení rotoru 22 motorové jednotky 2. Stacionární hřídel 3 je dutý a v jeho dutině jsou uložena vedení 7, které jsou tvořeny napájecími kabely vinutí statoru 21 a přívody a vývody snímače 6 polohy a/nebo ry chlosti otáčení rotoru 22 motorové jednotky 2.

Rotor 22 motorové jednotky 2 obsahuje rovnoměrně po obvodu vnitřního povrchu rotačního pláště 1 uložené permanentní magnety 221, které mohou být uloženy přímo na rotačním plášti U pokud je tento rotační plášť 1 vytvořeny z feromagnetického materiálu, nebo, jako je tomu ve ziiázoiněiiém provedení, jsou permanentní magnety 221 uloženy na viiiuiiíin puviehu pomocného prstence 222 z feromagnetického materiálu, přičemž pomocný prstenec 222 je uložen uvnitř rotačního pláště 1, který' je vyroben z lehkého nemagnetiekého materiálu, například hliníku, duralu nebo plastu, a jeho povrch je opatřen otěruvzdorným povlakem ]_3, například plazmováním nebo nánosem jiného tvrdého materiálu s vhodným koeficientem tření, aby byl zajištěn přenos kroutícího momentu z rotačního pláště 1 na poháněnou cívku při navíjení.

4? Snímače 6 polohy a/ncho rychlosti otáčení rotoru 22 motorové jednotky 2, respektive rotačního pláště 1, jsou tvořeny vhodnými snímači podle konstrukce zařízení a celého stroje. Podle současných znalostí se k tomuto účelu jeví nej vhodnější Hálovy sondy, optické snímače nebo elektromagnetické snímače.

5(i Z hlediska dobré stavby cívkového návinu při vysokých navíjecích rychlostech používaných dnes na textilních strojích je optimální průměr hnacího válce cívky, to znamená vnější průměr rotačního pláště 1 elektromotoru, kolem 40 mm. Při šířce návinu cca 150 až 180 mm používané běžně v textilním průmyslu vychází poměr průměru a délky elektromotoru cca 1:4 až 1:6. To je z hlediska konstrukce elektromotoru nevýhodné, neboť elektromotor musí při startu pracovního místa

- j Cl 299670 Bó urychlit cívku o hmotnosti až 6 kg co nejrychleji, tedy během 1 až 2 sec. Požadavky na počáteční startovací moment jsou proto velmi vysoké. Vynález řeší tento problém tím, že elektromotor s rotačním pláštěm 1 obsahuje větší počet motorových jednotek 2. jejichž statory 21 jsou uloženy na stacionárním hřídeli 3 uvnitř rotačního pláště 1. IJ provedení znázorněného na obr. 2 a 3 obsa5 huje elektromotor dvě motorové jednotky 2. Obě motorové jednotky 2, resp. všechny motorové jednotky uložené v jednom rotačním plášti 1 jsou zapojeny sériově nebo paralelně do jednoho celku z hlediska řídicího systému a napájení.

Elektromotor podle obr. 2 je stejně jako předcházející příklad provedení vytvořen jako hnací m válec navíjecího ustrojí příze pro textilní stroj a obsahuje rotační plášť k který je pomocí valivých ložisek 4 na stacionárním hřídeli 3. přičemž stacionární hřídel 3 prochází oběma čely J_[. J_2 rotačního pláště 1 a ložiska 4 jsou uložena na koncích rotačního pláště 1 v blízkosti jeho čel J_k

12. Každá motorová jednotka 2 má stejně jako v předcházejícím provedení rotor 22 vytvořený z permanentních magnetů 221 uložených v pomocném prstenci 222 z feromagnetického materiá1? lu a rotační plášť 1 je vytvořen z materiálu nemagnctického, tzn. hliníku, plastu apod., s otěruvzdorným povlakem. U tohoto provedení lze použít také větší počet motorových jednotek 2. přičemž může být použilo i většího počtu ložisek 4 k uložení rotačního pláště 1 na stacionárním hřídeli.

V příkladu provedení podle obr. 3 je opět znázorněn hnací válec navíjecího ustrojí tvořený

2d elektromotorem s rotačním pláštěm 1, který je pomocí ložisek 4 uložen na stacionárním hřídeli 3, který však u tohoto provedení prochází pouze jedním čelem H rotačního pláště 1, přičemž druhé čelo 12 je plné. Rotační plášť 1 je u tohoto provedení uložen na stacionárním hřídeli 3 pomocí dvou ložisek 4, z nichž jedno je uloženo v blízkosti čela 11, jímž prochází stacionární hřídel 3, který' je za tímto čelem 11 uložen v pomocném ramenu 5, Druhé ložisko 4 je uloženo mezi motorovými jednotkami 2.

Motorová jednotka je tvořena stejnosměrným motorem s elektronickou komutací nebo synchronním motorem nebo krokovým motorem.

Jak je znázorněno na obr. 4, je elektromotor A s rotačním pláštěm spřažen s řídicí jednotkou 8, tvořenou obvykle mikroprocesorem, a výkonovou jednotkou 9. Řídicí jednotka 8 je spřažena s napájením 81 řídicí jednotky a výkonová jednotka 9 je spřažena s napájením 91 výkonové jednotky. Snímač 6 polohy a/nebo ry chlosti motorové jednotky 2 nebo rotačního pláště 1 elektromotoru A je propojen s řídicí jednotkou 8. Řídicí jednotka 8 je komunikační sběrnicí 82 propo35 jena s neznázorněným nadřízeným řídicím systém pracovního místa stroje a/nebo sekce stroje a/nebo celého stroje. Řídicí jednotka 8 vydává na základě vyhodnocení signálů ze snímače nebo snímačů 6 a/nebo na základě signálů nadřazeného řídicího systému povely, které jsou přes výkonovou jednotku 9 přiváděny do elektromotoru A. Tím je dána možnost řídit každý z elektromotorů samostatně podle signálu ze snímače nebo snímačů 6 a přitom dbát pokynů nadřízeného ni řídicího svstémn. Řídicí jednotka 8 í výkonová icdnntka 9 mohou bvt uloženv samostatně nebo mohou být integrovány do elektromotoru A a uloženy v jeho rotačním plášti 1,

Zařízení podle vynálezu lze na textilních strojích obsahujících množství pracovních míst uspořádaných v řadě vedle sebe použít pro individuální pohon libovolných vhodných otáčejících se prostředků na dopravu nebo navíjení textilního materiálu na pracovním místě textilního stroje a zvolený otáčející se prostředek na dopravu textilního materiálu vytvořit z elektromotoru s rotačním pláštěm a stacionárním hřídelem. Vhodným otáčejícím se prostředkem není tedy jenom hnací válec cívky navíjecího ústrojí příze, ale také například hnací válec odtahového ústrojí příze, hnací válec podávačího ústrojí pramene vláken nebo vyčesávací váleček ojcdnocovacího ústrojí bez vřete nové ho, zejména rotorového dopřádacího stroje. Podle druhu použití se pak mohou jednotlivá konkrétní provedení lišit, přičemž základní znaky zařízení zůstávají stejné.

-4CZ 299670 Bó

Například pro hnací válec odtahového ústrojí příze a hnací válec podávacího ústrojí pramene vláken se jeví nej vhodnější provedení podle obr. 3, přičemž vzhledem k malé velikosti těchto hnacích válců lze pro uložení rotačního pláště na stacionární hřídel užít jen jedno ložisko.

V dalším neznázorněném provedení může elektromotor s rotačním pláštěm obsahovat alespoň dvě vedle sebe na společném stacionárním hřídeli uspořádané motorové jednotky a dělený rotační plášť, přičemž se jeví výhodné, je-li dělený rotační plášť rozdělen na stejný počet dílů jako je počet motorových jednotek uložených uvnitř rotačního pláště na společném stacionárním hřídeli.

in Předmětem vynálezu jsou také otáčející se prostředky na dopravu textilního materiálu, které jsou tvořeny elektromotorem s rotačním pláštěm. Za otáčející se prostředky na dopravu textilního materiálu se podle vynálezu považujíc zejména hnací válec cívky navíjecího ústrojí cívky textilního stroje, obsahujícího množství v řadě vedle sebe uspořádaných pracovních míst. Tyto otáčející se prostředky mohou být totiž vyráběny a dodávány samostatně jako náhradní díly uživaI? tělům textilních strojů, na nichž jsou uplatněna zařízení podle vynálezu. Vynález se tedy kromě jiného vztahuje také na hnací válec cívky navíjecího ústrojí textilního stroje, který je tvořen elektromotorem s rotačním pláštěm, nebo na hnací válec odtahového ústrojí příze textilního stroje, který je tvořen elektromotorem s rotačním pláštěm, nebo na hnací válec podávacího ústrojí pramene vláken textilního stroje, který je tvořen elektromotorem s rotačním pláštěm, nebo na vyčesávací váleček ojcdnocovacího ústrojí bezvřetenového, zejména rotorového dopřádaeího stroje a podobně.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Hnací válec navíjecího ústrojí pro individuální pohon cívky pro navíjení textilního materiá5(i lu na pracovním místě textilního stroje obsahujícího množství pracovních míst uspořádaných v řadě vedle sebe, kdy každé pracovní místo obsahuje jeden hnací válec a jednu cívku, zejména dopřádaeího nebo soukacího stroje, přičemž hnací válec je tvořen elektromotorem s rotačním pláštěm a stacionárním hřídelem, na němž je rotační plášť otočně uložen, vyznačující se t í m , že elektromotor (A) s rotačním plástem (1) má poměr průměru a délky v intervalu od

55 1:4 do 1:6, přičemž obsahuje alespoň dvě vedle sebe na společném stacionárním hřídeli (3) uspořádané motorové jednotky (2) uložené uvnitř společného rotačního pláště (1).
2. I Inaci válec podle nároku I. vyznačující sc tím. ze elektromotor (A) s rotačním pláštěm (1) obsahuje právě dvě vedle sebe na společném stacionárním hřídeli (3) uspořádané κι motorové jednotky (2) uložené uvnitř společného rotačního pláště (1).
3, Hnací válce podle libovolného z nároků 1 až 2, v y z. ii a č u j í c í se t í m , Žě stacionární hřídel (3) prochází jedním čelem (11) rotačního pláště (1) jedním svým koncem a je tímto koncem uložen na pracovním místě stroje, přičemž druhé čelo (12) rotačního pláště (1) je plné.
4, Hnací válec podle libovolného z nároků 1 až 3. vyznačující se tím, žc dvě a více motorových jednotek (2) uložených v jednom rotačním plášti (1) je zapojeno sériově a/nebo paralelně do jednoho celku z hlediska řídicího systému a napájeni.
5o 5. Hnací válec podle libovolného z předcházejících nároků, vyznačující se tím, žc stacionární hřídel (3) je dutý a v dutině stacionárního hřídele (3) jsou uložena vedení (7) k napájení a řízení všech součástí uložených v rotačním plášti (1).

„ 5 .
6. Hnací válec podle libovolného z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, žc v rotačním plášti (1)jsou uloženy rotory (22) motorových jednotek (2), které obsahují rovnoměrně po obvodu vnitřního povrchu rotačního pláště (I) uložené permanentní magnety (221), které vytvářejí na vnitřním povrchu rotačního pláště (1) prstence, přičemž uvnitř těchto prstenců jsou na stacionárním hřídeli (3) uloženy statory (21) motorových jednotek (2).
7. Hnací válec podle nároku 6, vyznačující se tím, že rotační plást' (1 )jc alespoň v místech uložení permanentních magnetů (221) vytvořen z feromagnetického materiálu.
8. Hnací válec nndle nárok n 6 v v / η a ř n i í c í se tím. že rotační nlášť ( B ie vvtvo ...........Γ j I X S v řen z lehkého kovu nebo plastu, přičemž v místě uložení permanentních magnetů (221) jsou uvnitř rotačního pláště (1) uloženy pomocné prstence (222) z feromagnetického materiálu, na nichž jsou permanentní magnety (221) upevněny.

Seznam vztahových značek

A elektromotor

1 rotační plášť 11,12 čela rotačního pláště

13 otěruvzdomý povrch rotačního pláště

2 motorová jednotka

21 stator

22 rotor

221 permanentní magnety

222 pomocný prstence

3 stacionární hřídel

4 ložiska

5 pomocná ramena

6 snimač/snímače polohy a/nebo rychlosti

7 kabely

8 řídicí jednotka

81 napájení ří d i c í j edn ot ky

82 komunikační sběrnice
9 výkonová jednotka

91 napájení výkonové jednotky