JP4093593B2 - 繊維機械の少なくとも１本の糸の横運動の制御のための装置 - Google Patents

Description

技術分野
本案は請求項１の上位概念による、繊維機械の少なくとも１本の糸、特に織機のタテ糸の制御のための装置に関する。
先行技術
繊維機械の糸、特に織機のタテ糸の横運動の制御のための装置は多数が知られている。その場合糸はヘルドのメールに引き通されて固定され、一方、ヘルドは結合手段を介して種々の駆動装置例えばジャカード機、ドビー、トレードル及び糸制御節装置によりプログラムに従って運動させられる。これらの機械及び装置には多数の部品が包含され、それが必然的に糸制御の速度に対して否定的影響を及ぼす。公知のシステムのその他の顕著な欠点は高い慣性力、高い摩耗、高い騒音、高い振動、大きな所要場所、高い製造及び操業費、不良な人間工学的条件等々である。
これらの欠点を取り除く多くの試みがすでに行なわれた。
例えば上述の欠点を取り除こうとする冒頭に述べた種類の装置がＵＳ−Ａ−３８６７９６６で知られている。この装置は２本の糸の間に緊定されて、少なくとも１本の糸の駆動のために使用される駆動部材を具備する。制御装置により制御される保持装置が、駆動部材を少なくとも一方の極限位置に一時的に保持するために使用される。駆動部材はヘルドとして形成されている。ヘルドは２個の絶縁物の間に配設された帯状部材を有する。帯状部材の中に導線が配設されている。
この帯状部材は電気的に作動されるローラに通されている。ローラ又は帯状部材に電流を印加することによって、ローラと帯状部材の間で帯状部材の摩擦挙動が強められるから、帯状部材がローラによって駆動され、極限位置に移動させられる。極限位置に磁気保持手段があり、電気的保持手段が作動されている間はヘルドを保持する。この装置では一方ではヘルドが導電手段を含む帯状部材を装備しなければならず、他方では駆動が純摩擦拘束によって行なわれることが極めて不利である。このことはローラと帯状部材の間に高い摩耗をもたらす。また一方では摩耗により、他方では汚れにより不断の変化をこうむるので、帯状部材とローラの間に不変の摩擦挙動が保証されない。
考案の説明
本案の課題は、冒頭に挙げた種類の装置をさらに改善することである。
この課題は本案に基づき請求項１の特徴によって解決される。ばねと駆動部材を固有周波数で自由振動する系として構成することにより、系は一旦励起されると自動的に振動し、摩擦損失等のような系に原因する損失を補償するだけのエネルギーを供給すればよい。しかもこのようなエネルギー供給は極めて簡単な手段で可能である。
こうしてはなはだ簡単であり、従って経済的に製造することができる、繊維機械の少なくとも１本の糸の横運動の制御のための装置が生じる。また装置は低摩耗であり、作動させるのに僅かなエネルギーしか必要でない。保持装置により直接に糸駆動部材で選択的制御が可能である。少数部品かつ低摩耗の装置は遥かに高い駆動速度を可能にする。
有利な実施例が請求項２ないし１６に記載されている。
請求項２の構成によって装置のプログラム制御が簡単に可能である。
例えばひ口を開いておくことによって、さらに個別に制御することができるから、請求項３による実施態様は特に有利である。特に振動系を接続された機械特に織機の回転数に適合させることが可能である。保持装置を構成するために種々の可能性がある。駆動部材に例えば機械的又は空気圧的又は電気的に操作することができる保持ピンを配属することができる。請求項４は特に簡単で低摩耗の装置を記載する。磁石装置は、例えば強磁性部材と相互作用し、機械的及び空気圧式手段により解除することができる永久磁石装置である。しかし請求項５による実施態様がより有利である。
振動系の振動を維持するために、請求項６によりエネルギーを供給することが必要である。これは多種多様なやり方で行なうことができる。特に合理的なのは、駆動部材が常に同じ高さに持ち上げられる実施態様であり、保持装置が同時に必要なエネルギーの供給にも使用されるからである。請求項７の実施態様は積極的なエネルギー供給を可能にする。エネルギー供給手段としては、請求項８により供給される圧力流体が利用される。これに対して請求項９は特に簡単な解決策を記述する。その場合エネルギー供給を、振動系の振動運動の維持のための必要量以上に設計することができるから、付加的制御効果が得られる。
振動系のばね作用を一時的に不作動にするために、装置は請求項１０により復帰装置を装備することが好ましい。このような復帰装置は例えば調整及び／又は修理作業のために糸駆動部材をひ口中間位置に置かなければならない場合に特に使用される。ばね作用が相殺されるから、装置はこの位置から自動的に始動することができない。復帰装置によって当該の糸駆動部材は極限位置で保持装置に当接されなければならない。適当なばね予圧に基づき、糸駆動部材を極限位置から離脱させた上で振動運動を行なわせることができる。その場合復帰装置は例えば直接に糸駆動部材に作用し、又は片側の糸を解放することができる。後者は例えば請求項１１の構成によって得ることができる。
糸を駆動部材に接続するために種々の可能性がある。最も簡単な場合は装置が請求項１２に従って構成され、糸駆動体が糸の間に配列され、請求項１４によりメールとして形成される。しかし請求項１３によれば、糸の接続を振動系から駆動部材の延長部を介して導き出すことができる。振動系は単一の糸又は同時に数本の糸の制御のために使用することができる。その場合請求項１５または１６により駆動部材をヘルドフレームとして形成することができる。
【図面の簡単な説明】
本案の主題の実施例を次に図面に基づいて詳述する。その場合
図１は上昇位置の本案装置の振動系、
図２は降下位置の図１の振動系、
図３は理論的理想状態の図１及び２の振動系の振動曲線、
図４は実際状態の図１及び２の振動系、
図５は極限位置の図１及び２の振動系と保持装置、
図６は図５の振動系の振動運動の制御された経過、
図７は接続された機械の種々の回転数での機械の回転位置と振動系の関係の曲線、
図８は保持装置とエネルギー供給装置の組合わせの垂直断面図、図９及び１０は２つの極限位置にある別の保持装置の垂直断面図、
図１１は別の保持装置の垂直断面図、
図１２は本案に基づく装置を装備した織機の概略図、
図１３は半振動過程での図１２の装置の上ばねと下ばねの力の経過、
図１４は図１１の保持装置を備えた織機の側面概略図、
図１５は図９及び１０の保持装置を備えた図１４の織機、図１６は本案に基づく別の変更された装置を有する織機の側面概略図を示す。
図１及び２と線図３及び４は、糸４の横運動のための駆動部材２からなる振動系の、本案の基礎をなす原理を示す。駆動部材２は上ばね６及び下ばね８により機架１０に緊定されている。理想例では振動系は図３の曲線により固有周波数ｆ（振動／秒）
【数２】

により無限に振動するであろう。
ここに
ｍ＝振動系の質量。その場合ばねの質量と運動させられる糸の質量を考慮に入れなければならない。
ｃ＝振動系のばね定数。その場合上ばね６と下ばね８だけでなく、糸４の横運動に基づく復元力も考慮に入れなければならない。
実在しない理想例では、振動系は図３に示す曲線１３で振幅Ａにより振動するであろう。その場合全振動に対して持続時間Ｔは
【数３】

となる。しかしこの理想例は実際には存在せず、摩擦、変形仕事等が振動エネルギーを消費するから、振動系は図４に示す曲線１３ａにより振動し、振動から振動への振幅がΔＡだけ減少する。系を持続的に振動させるには、様々な量のエネルギーを常に供給しなければならない。
図５及び線図６は図１及び２の振動系を示すが、装置に上側保持装置１２及び下側保持装置１４が補設されている。保持装置は電磁的に構成され、制御装置１６によって制御することができる。振動する駆動部材２は保持装置１２、１４により振動のつど、振幅Ａに基づく極限位置へ偏らされる。その場合保持装置１２、１４は一方ではΔＡによる振動減少を補償するからエネルギー供給のために利用され、他方では振動系の制御のために利用される。図６の曲線１３の曲線部分１３ｂ及び１３ｃで示唆したように、こうして駆動部材を例えば全振動の際に調整可能な持続時間ｔｓの間、上側又は下側位置に保持することができる。それによって糸４の横運動の個別制御が可能である。例えば織機で柄入り織地を製織するときにこれが必要である。
図７は種々の回転数ｎ（回転／秒）での織機の主軸の１回転の間の装置の曲線を示す。曲線１３は織機の回転数が振動系の周波数に相当する限界例を示す。織機がより低速で回転するときは、振動系を織機の回転数と同期させるために、振動系を周期的に停止しなければならない。曲線１３ｄは高速で回転する織機の状態を示す。その場合半振動当りの停止時間は２×ｔｓ１である。織機の回転数が減少すると停止時間が増加し、例えば低速で回転する織機の曲線１３ｅでは２×ｔｓ２である。図７にはヨコ入れのために利用可能な領域１５も示した。
図８は糸の横運動のための装置の別の実施態様を示す。この場合駆動部材２ａは棒１８を有し、これに永久磁石として形成されたピストン状の部材２０が固定されている。このピストン状部材は上端と下端に強磁性端片２４、２６を有する円筒２２の中に通されている。部材２０は上限及び下限位置でこの端片に付着する。円筒２２の中にコイル２８が配設され、導線３０を介して制御装置１６と連絡する。コイル２８の作動に従って、この装置は著しく相違する課題を有する。
一方では部材２０を強磁性端片２４、２６から離脱させて振動運動を起動するために、コイルを利用することができる。他方では端片２４又は２６に向かう部材２０及び駆動部材２ａの運動を促進するために、コイル２８を作動させることができる。この場合はコイル２８が振動系へのエネルギー供給のために利用される。円筒２２が駆動部材２２の全行程にわたるように構成することができる。また円筒２２を分割し、図１１の構造のように振動系の極限位置を制限することも可能である。コイルの代わりに、円筒を圧力流体系に接続することもできる。圧力流体系は制御されたエネルギー供給のために利用することができる
図９及び１０は２個のピストン状部材３４、３６を配設した棒３２を装備する別の駆動部材２ｂを示す。ブロック状にまとめられた保持装置１２ｂ及び１４ｂが部材３４、３６の間に固定されている。この場合はピストン状部材３４が接して上限位置を決定する保持装置１２ｂが下にあり、部材３６が接して下限位置を決定する保持装置１４ｂが上にある。保持装置１２ｂ、１４ｂは永久磁石リング３８からなり、その同じ極が向き合っている。各リング３８の内側に電磁石４０があり、前述の制御装置１６により操作することができる。ピストン状部材３４、３６は極限位置に到達すると夫々の保持装置１２ｂ、１４ｂに固着し、電磁石４０を作動させることによって初めて自由になり、その後の振動運動を行なうことができる。
図１１は図９及び１０の装置を示すが、保持装置１２ｃ、１４ｃが行程を決定する相互間隔で配列されており、駆動部材２ｃは唯１個のピストン状部材４２しか有せず、部材４２は２つの保持装置１２ｃ、１４ｃの間で往復動可能である。
図１２は本案に基づく種類の装置が配設された織機の概略図を示す。織機はワープビーム４４を具備し、これにタテ糸４６が巻取られており、ガイドロール４８を経て織前５０へ送られる。本案に基づく装置５２はタテ糸４６の制御及びひ口５４の形成のために利用される。ひ口５４にヨコ糸５６が挿入され、リード５８によってヨコ打ちされる。製織された織物６０は布巻取り装置６２によって引き取られる。制御装置５２は駆動部材２ａ及び図８に示した種類の保持装置１２ａ、１４ａを具備する。駆動部材２ａはヘルド６４を備えている。ヘルド６４はタテ糸４６の駆動のためのメール６６を有する。制御装置５２はさらに復帰装置６８を装備する。復帰装置６８は軸７０の周りに旋回可能なアーム７２を有し、アーム７２に下ばね８の下端が夫々固定される。アクチュエータ７４が旋回アームを上へ移動し、それによってばね８を弛緩することができる。復帰装置６８は制御装置５２を運転の始動のために必要な初期位置に置くために利用される。例えば調整又は修理作業の後になんらかの理由でそうでない場合は、初期位置でピストン状部材２０が夫々の保持装置１２ａ、１４ａに接している。例えばメールがひ口中央７６にある場合にこのような状況が生じる。その場合アクチュエータ７４が作動して下ばね８が弛緩され、それによって上ばね６のばね力が優勢であるから、ピストン状部材２０を夫々の保持装置１２ａに当接させることができる。
図１３はばね６、８の力の経過を示す。Ｋｏは上ばね６、Ｋｕは下ばね８を表し、駆動部材２ａの力の経過Ｋｒがこれで明らかである。駆動部材２ａがひ口中央７６にあれば、駆動部材に力が作用しないから、復帰装置６８によって初めて駆動部材２ａを再び保持装置に当接させることができることが図で明らかである。
図１４は図１２と同様に構成されているが、図１１の保持装置１２ｃ、１４ｃを装備する別の織機の概略図を示す。図１５は織機の図９及び１０の保持装置１２ｂ、１４ｂの装備の概略図を示す。
図１６は図１４に概略図で示した織機を示すが、タテ糸４６の駆動のためのメール７８が内部即ち上下のばね６、８の間でなく、外部に配設されている。このために駆動部材２ｄが棒として形成され、上ばね６を貫いて上へ延長され、そこにメール７８を担持する。
これらの実施例では糸駆動体として個々の糸の駆動のためのメールが夫々示されている。しかしメールの代わりに駆動部材が公知のヘルドフレームと結合され、ヘルドフレームが複数個の糸の同時案内のために利用されるように構成することもできる。
このようにして公知の慣用の結合部材及び公知の前置されたひ口形成機械を廃止することにより、本案に基づく装置で例えば下記の重要な性質又は利点が得られる。
−所要場所の大きな節約。それによって作業場所の設計が最適になる。
−機械は上部構造が不要である。このことは全機械の最適な見渡しと卓越した取扱いをもたらす。
−動作する部品が少ないので小さな慣性力。それによって高い回転数が可能である。
−少数の摩耗個所と事実上無振動。このことは騒音レベルの大幅な減少をもたらす。
−運動する危険な部分が少ないので事故の危険が大幅に低減される。
−簡単かつ少数の部品により簡単な保守。
−作業場所を人間工学的に最適に装備することができる。
−高価な補助部品を廃止したことによって、本案に基づく設備の費用は極めて少ない。高賃金国でも低賃金国でも経済的な繊維品製造が可能になる。
−通糸なし、ヘルドシャフトなし、振動エネルギーの利用。それによって多大なエネルギー節約が生じる。実質的に摩擦力だけを補償すればよい。
−ばねの戻りによる力がなく、結合部材の加速による慣性力がない。
参照符号一覧
Ａ 振幅
ΔＡ 振幅の損失分
Ｔ 持続時間
ｔｓ 停止時間
ｔｓ１ 高速運転時の停止時間
ｔｓ２ 低速運転時の停止時間
２ 駆動部材
２ａ 駆動部材
２ｂ 駆動部材
２ｃ 駆動部材
２ｄ 駆動部材
４ 糸
６ 上ばね
８ 下ばね
１０ 機架
１２ 上側保持装置
１２ａ 上側保持装置
１２ｂ 上側保持装置
１２ｃ 上側保持装置
１３ 振動曲線（理想）
１３ａ 振動曲線（実際）
１３ｂ 上側曲線部分
１３ｃ 下側曲線部分
１３ｄ 高速振動曲線
１３ｅ 低速振動曲線
１４ 下側保持装置
１４ａ 下側保持装置
１４ｂ 下側保持装置
１４ｃ 下側保持装置
１５ ヨコ入れ区域
１６ 制御装置
１８ 棒
２０ ピストン状部材
２２ 円筒
２４ 強磁性端片
２６ 強磁性端片
２８ コイル
３０ 導線
３２ 棒
３４ ピストン状部材
３６ ピストン状部材
３８ リング
４０ 電磁石
４２ ピストン状部材
４４ ワープビーム
４６ タテ糸
４８ ガイドローラ
５０ 織前
５２ 制御装置
５４ ひ口
５６ ヨコ糸
５８ リード
６０ 織物
６２ 布巻取り装置
６４ ヘルド
６６ メール
６８ 復帰装置
７０ 軸
７２ アーム
７４ アクチュエータ
７６ ひ口中央
７８ メール

Claims (16)

1. ２個のばね（６、８）の間に緊定されて、少なくとも１本の糸（４、４６）の駆動のために使用される駆動部材（２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）と、制御装置（１６）により制御され、駆動部材（２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）を少なくとも一方の極限位置に一時的に保持する保持装置（１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１４、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）とを有する、繊維機械の少なくとも１本の糸の横運動を制御するための装置において、ばね（６、８）及び駆動部材（２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）が固有周波数ｆ：
   

   

   （ここにｍ＝振動質量、ｃ＝ばね定数である）で自由振動する系として構成され、上記の系が保持装置（１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１４、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）により調整可能な期間（ｔｓ、ｔｓ１、ｔｓ２）の間一時的に停止されることを特徴とする装置。
2. 駆動部材（２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）が少なくとも全振動の持続時間（ｔｓ）の間、一方の極限位置に保持されるように、保持装置（１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１４、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）が制御装置（１６）によって制御されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 駆動部材（２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）が調整可能な持続時間（ｔｓ、ｔｓ１、ｔｓ２）の間上限及び／又は下限位置に保持されるように、保持装置（１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１４、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）が制御装置（１６）によって制御されることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
4. 保持装置が駆動部材（２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）の上限及び／又は下限位置に配属され、駆動部材と機架の間に配設された取外し可能な磁石装置（２４、２８、３８、４０）を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の装置。
5. 磁石装置が永久磁石（２０、３８）を有し、制御装置に接続された所属の電磁石（２８、４０）によって上記の永久磁石を駆動部材（２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）の上限及び／又は下限位置で保持されるように調節することができることを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 振動系へのエネルギー供給のための手段（１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１４、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）を有することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の装置。
7. 駆動部材（２、２ａ、２ｄ）がピストン状の部材（２０）を有し、ピストン状の部材（２０）がエネルギー供給手段（２８）を有する円筒（２２）に通されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
8. エネルギー供給手段（２８）が選択によりピストン状部材（２０）の一方又は他方の側に制御されて供給される圧力流体であることを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 円筒（２２）が円筒外周面に沿って配列された電気コイル（２８）を有することを特徴とする請求項７に記載の装置。
10. 駆動部材（２ａ、２ｃ、２ｄ）の一方の端部のばね（８）を一時的に弛緩する復帰装置（６８）を有し、復帰装置（６８）を作動すると駆動部材（２ａ、２ｃ、２ｄ）が復帰装置（６８）の反対側の保持装置（１２ａ、１２ｃ）に当接されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の装置。
11. 復帰装置（６８）が旋回アーム（７２）を有し、振動系の一方の側のばね（８）がアーム（７２）に夫々固定され、アーム（７２）が振動系の他方の側へ向かって旋回することができることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
12. 駆動部材（２、２ａ、２ｂ、２ｃ）が、ばね（６、８）の間にある少なくとも１個の糸駆動体（４、４６）を有することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載の装置。
13. ばね（６、８）の間に配設された駆動部材（２ｄ）の一方の端部が延長されてばね（６）を貫き、糸駆動体（７８）まで導かれることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載の装置。
14. 駆動部材（２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）が糸（４６）の案内のためのメール（６６、７８）を有することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１つに記載の装置。
15. 駆動部材が複数個の糸の案内のための装置を有することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１つに記載の装置。
16. 駆動部材が複数個の糸の案内のためのヘルドフレーム有することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１つに記載の装置。

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