轮上导线器.pdf

1、(10)申请公布号 CN 101970324 A(43)申请公布日 2011.02.09CN101970324A*CN101970324A*(21)申请号 200980106205.5(22)申请日 2009.01.28A287/2008 2008.02.21 ATB65H 54/28(2006.01)H02K 41/02(2006.01)H02K 41/03(2006.01)(71)申请人路纳通工业电子有限公司地址奥地利维也纳申请人夏林格有限公司(72)发明人亚历山大梅尔(74)专利代理机构上海天翔知识产权代理有限公司 31224代理人刘粉宝(54) 发明名称轮上导线器(57) 摘要本发明涉

2、及卷轴装置(SEI)的导线器(FAD)，可将绕线制品(GUT)卷绕到卷轴装置(SEI)的卷轴(SPU)上，其中导线器(FAD)在卷绕的过程中前后运动，导线器(FAD)被配置成线性电动马达(LIN)的转子(LAU)，转子(LAU)由至少一个轮(R1，R2)支撑并相对于定子(STA)放置，装设定子(STA)是为了产生行移磁场，并且转子(LAU)包括至少一个永久磁铁(PE1，PE2)，以便转子(LAU)在行移场内沿定子(STA)运动，其中按照本发明，正好一条轨道(SC)被置于定子(STA)上面，转子(LAU)由至少一个轮(R1，R2)支撑。有利的是，转子(LAU)还包括至少一个跟随转子(LAU)运动

3、的背铁件(REU)以形成磁场返回路径。(30)优先权数据(85)PCT申请进入国家阶段日2010.08.21(86)PCT申请的申 请数据PCT/AT2009/000028 2009.01.28(87)PCT申请的公布数据WO2009/103095 DE 2009.08.27(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 3 页CN 101970324 A 1/2页21.一种卷轴装置(SEI)的导线器(FAD)，可将绕线制品(GUT)卷绕到卷轴装置(SEI)的卷轴(SPU)上，导线器(FAD)在卷绕的过程中前后运动，并且导

4、线器(FAD)被配置成线性电动马达(LIN)的转子(LAU)，转子(LAU)被安装在至少一个轮(R1，R2；R1”.R2”)上并相对于定子(STA)放置，装设定子(STA)是为了产生行移磁场，并且转子(LAU)包括至少一个永久磁铁(PE1，PE2，PE1”，PE2”)，以便转子(LAU)在行移场内沿定子(STA)运动，其特征在于正好一条轨道(SC，SC”)被置于定子上面，转子(LAU)通过至少一个轮(R1，R2；R1”.R2”)安装在该轨道上。2.如权利要求1所述的导线器，其特征在于为了形成磁场返回路径，转子(LAU)包括至少一个背铁件(REU，REU”)，背铁件在转子运动时被转子(LAU)带

5、引。3.如权利要求1或权利要求2所述的导线器，其特征在于转子(LAU)通过正好一个轮安装在一条轨道上并且滑动支座在所述一个轮的前面及后面以运动方向定位。4.如权利要求1-3中任一权利要求所述的导线器，其特征在于转子(LAU)通过两个或更多的轮(R1，R2；R1”，R2”)安装在一条轨道(SC，SC”)上。5.如权利要求1-4中任一权利要求所述的导线器，其特征在于转子(LAU)通过所述至少一个轮(R1，R2)贴合地安装在轨道(SC)上。6.如权利要求1-4中任一权利要求所述的导线器，其特征在于转子(LAU)通过所述至少一个轮(R1，R2)悬置地安装在轨道(SC”)上。7.如权利要求1-6中任一权

6、利要求所述的导线器，其特征在于轨道(SC，SC”)在定子(STA)上中央纵向地延伸。8.如权利要求1-7中任一权利要求所述的导线器，其特征在于所述至少一个永久磁铁(PE1，PE2，PE1”，PE2”)置于转子(LAU)的下面并面向定子(STA)。9.如权利要求1-8中任一权利要求所述的导线器，其特征在于所述一个或多个永久磁铁(PE1，PE2)在面朝定子的一侧包括曲面，该曲面弯曲远离定子(STA)，并在垂直于转子(LAU)运动方向的平面上。10.如权利要求1-9中任一权利要求所述的导线器，其特征在于转子(LAU)由非磁材料制成。11.如权利要求1-10中任一权利要求所述的导线器，其特征在于转子(

7、LAU)包括一个或多个容纳至少一个永久磁铁和/或至少一个背铁件的槽。12.如权利要求1-11中任一权利要求所述的导线器，其特征在于所述至少一个永久磁铁(PE1，PE2，PE1”，PE2”)和/或至少一个背铁件(REU；REU”)被胶合到转子(LAU)上。13.如权利要求1-12中任一权利要求所述的导线器，其特征在于转子由塑料制成，并且所述至少一个永久磁铁和/或至少一个背铁件和转子一起注塑成型。14.如权利要求2-12中任一权利要求所述的导线器，其特征在于整个转子大体上被配置为背铁件。15.如权利要求1-14中任一权利要求所述的导线器，其特征在于所述至少一个轮(R1，R2；R1”，R2”)是转子

8、(LAU)的部件。16.一种用于卷轴装置(SEI)的线性电动马达(LIN)，其将绕线制品(GUT)卷绕到卷轴装置(SEI)的卷轴(SPU)上，所述线性马达(LIN)包括产生行移磁场的定子(STA)，其特征权 利 要 求 书CN 101970324 A 2/2页3在于定子(STA)被安装成与如权利要求1-15中任一权利要求所述的导线器(FAD)相对。17.如权利要求16所述的线性马达，包括如权利要求5-15中任一权利要求所述的导线器(FAD)，其特征在于定子(STA)在面向导线器(FAD)的一侧包括曲面，该曲面朝向导线器(FAD)弯曲，并在垂直于导线器(FAD)运动方向的平面上。18.如权利要求

9、16或权利要求17所述的线性马达，其特征在于所述至少另外一个背铁件(RUF)被牢固地定位并与定子(STA)相对，该背铁件大体上与定子(STA)平行地延伸，并且转子(LAU)被可移动地置于定子(STA)和所述至少另外一个牢固的背铁件(RUF)之间。19.如权利要求16-18中任一权利要求所述的带有线性电动马达的卷轴装置。权 利 要 求 书CN 101970324 A 1/5页4轮上导线器技术领域0001 本发明涉及卷轴装置的导线器，可将绕线制品卷绕到卷轴装置的卷轴上，所述导线器在卷绕的过程中前后运动，并被配置成线性电动马达的转子，转子被安装在至少一个轮上并相对于定子放置，装设定子是为了产生行移磁

10、场，并且转子包括至少一个永久磁铁，以便转子在行移场内沿定子运动。背景技术0002 尽管本文涉及到“线”或导“线”器等等，只要那绕线制品能被卷绕，基本上其可为任何想要的形式；因此，绕线制品可为丝状，但也可为例如带状。0003 从第EP 1 342 686 B1号专利中已知将纺纱收集在线筒上的、特别是开口纺纱机的导线装置。该装置包括一系列导线器，其通过驱动装置而在相关线筒前面前后运动。在这种情况下，所述驱动装置被配置为线性电动马达的转子，转子包括磁棒体，并被放置在定子上，定子包括带有电磁供电线圈的棒体。通过定子产生可变磁场，被设置成可在定子上移动的转子就能够在线筒前面前后运动。0004 在定子的整

11、个长度上，其包括带有横轴的滚动体，转子由该滚动体支撑并能通过滚动摩擦作用沿定子纵向地前后运动。0005 然而，为了达致高速，特别是高的加速(例如在卷绕挤压线时，高的加速是必要的)，像上文所说明的装置是不合适的，这是因为由多个导线器形成的装置是重的，另一方面，因为这需要使大量滚动体加速。0006 从例如第EP 1 148 016 A2号或第DE 196 23 771 A1号专利中已知由线性马达驱动的卷绕装置的导线器。在这种情况下，导线器被直接安装在马达的转子上。此外，从第JP 1160348号和第JP 2003214032号专利中已知的线性马达，其中转子被安装在轮上，转子包括磁性背铁件，例如由软

12、铁制成的背铁件。发明内容0007 本发明的目的是生产结构设计简单的导线器，其中转子被稳固地安装，并能以高速和高的加速运动。0008 此目的可按照本发明，利用上述类型的导线器中的正好一条轨道被设置在定子上，转子通过至少一个轮安装在所述轨道上，得以达成。0009 按照本发明的导线器能使导线器的轮的数量较少。例如，从现有技术已知，对一个安装在两条轨道上的变体来说，为了将转子稳固地安装，至少需要三个轮，但这变体现仅需两个轮就能稳固地安装，这使转子的重量和导线器的生产成本得以降低。0010 由于按照本发明的设计带有较少的轮，所以能生产出较轻的导线器，其能快速地加速并能以高速运动。此外，这设计能以相对简单

13、而经济有效的方法制造。0011 把导线器安装到横跨运动方向的仅单条轨道上之后，还能把其定向在定子上面最佳的位置，借以一方面，把更多的力从定子的行移磁场传递到导线器，另一方面，轴向载荷说 明 书CN 101970324 A 2/5页5不会被施加到轮和轨道上，或者能大大减少这些载荷。0012 在有利的变体中，为了形成磁场返回路径，转子包括至少一个背铁件，其在转子运动时被转子带引，以致仅在一侧需要定子以产生行移场，借以由于仅在一侧有空隙，从而能使该空隙较小。相应地，磁铁的体积也能较小，从而较轻，这让导线器的设计简单，使其能以高速和高加速运动。0013 单侧设计(定子仅在一侧)令强大力量施加到轮上，从

14、而导线器停留在轨道上，而且轮被足够有力地推向轨道，以避免会令轮严重磨损的多余滑动。在本发明中不受力的轮是不可取的。0014 在本发明的一个实施例中，正好一个轮把转子安装在一条轨道上以及把至少一个滑动支座在所述一个轮的前面和后面以运动方向定位。滑动支座能例如在轨道的上或下面滑动，防止转子朝向或逆着其运动方向倾斜。这带有正好一个轮的变体因节省成本和减轻重量而成为优选。0015 为了提供在其运动方向上毋需额外支撑就能非常稳固地安装的转子，还可用两个或以上的轮把转子安装在一条轨道上。在这种情况下，轮朝向运动方向彼此并排地置于一条线上，借以防止正如只有一个轮般，转子朝向或逆着其运动方向倾斜。为了节省成本

15、和减轻重量，优选设有正好两个轮。0016 在第一变体中，转子通过所述至少一个轮贴合地安装在轨道上。在这种情况下，“贴合地”安装被理解为转子的部件延伸在轨道的任一侧，例如所述一个或多个轮以及轨道被转子的两个侧壁侧面包围着；这些轮被安装在这些侧壁上，以防止转子向侧面倾斜。0017 该变体要求制造精确，特别是在轨道的定位方面，而这确实保证了转子在定子上面的的最佳定位。0018 在另一变体中，转子通过所述至少一个轮悬置地安装在轨道上。与上述结构对比，在此变体中，转子质量的重心位于轨道和定子之间，而不在背向定子的轨道的一侧上。0019 该悬置的变体的优点是转子能横向运动到某种程度，借以令例如转子能在定子

16、上面自动设定其最佳位置。0020 在两个变体中，目前重要的是为轨道设定最佳位置，使其在定子上中央纵向地延伸。0021 为了尽可能地利用磁力，所述至少一个永久磁铁优选被置于转子的下面并面向定子。0022 例如，所述一个或多个背铁件能位于所述一个或多个永久磁铁所在的平面上。在另一布置中，背铁件(或多个背铁件)被置于永久磁铁上面。0023 有利的是(特别是对于转子悬置的变体来说)，所述一个或多个永久磁铁在面向定子的一侧上包括曲面，该曲面弯曲远离定子，并在垂直于转子运动方向的平面上。因为这一结构，能让转子更好地在磁场中定向，并且即使在转子横向运动的过程中，转子和定子之间的距离也能保持不变。0024 若

17、转子由非磁性材料例如塑料等制成，就能把其设计成特别轻。转子的重量越轻，越能增强加速，这在转子的返向点是特别重要的，以能将在该处停止的时间尽可能缩短。0025 因为转子包括一个或多个的槽，用来容纳至少一个永久磁铁和/或至少一个背铁件，所以转子上的永久磁铁或背铁件能得以平稳设置。说 明 书CN 101970324 A 3/5页60026 作为替代或附加，所述至少一个永久磁铁和/或所述至少一个背铁件可被胶合到转子上。0027 若转子由塑料制成，则所述至少一个永久磁铁和/或所述至少一个背铁件就能和转子一起注塑成型，借以将其特别稳固地固定，并且这使用更少的工序，让制造过程更加简单。0028 然而，整个转

18、子也能大体上被配置为背铁件。例如，转子能由铁片制成，其代表的解决方案具成本效益，但是相对地重。例如，若重量不是问题，而在返向点快速返向仅是次要时，就能使用这转子。0029 此外，所述至少一个轮被装设为转子的部件，也就是说，轮被安装在转子上。这样的优点是只需使用几个轮，而使用与转子分开的滚筒，转子于其上移动，滚筒必须可让转子在其整个长度上移动。按照本发明的解决方案是更简单和更具成本效益的，并且不必使大量的滚筒以与转子差不多一样的速度加速。0030 此外，使用卷轴装置的线性电动马达将绕线制品卷绕到卷轴装置的卷轴上来达成上述目的，所述线性马达包括用于产生行移磁场的定子，并且按照本发明，定子相对于上述

19、导线器放置。0031 定子在面向导线器的一侧包括曲面，该曲面朝向导线器弯曲，并在垂直于导线器的运动方向的平面上，这为悬置的转子提供了特别好的自我定位。0032 转子带引至少一个背铁件是有利的。为了优化系统及减小转子上的磁力从而减轻轮轴上的力，可装设至少另外一个牢固地定位于线性马达处并与定子相对的背铁件，所述背铁件大体上与定子平行地延伸，且转子可移动地置于定子和所述至少另外一个牢固的背铁件之间。因此，一部分的磁场由静止的背铁所吸收。0033 最后，本发明涉及包括上述线性马达的另一卷轴装置。附图说明0034 参照以下附图对本发明进行了更详细的说明，其中：0035 图1是带有作为线性马达部件的导线器

20、的卷轴装置的立体示意图；0036 图2显示了安装在轨道上的卷轴装置的本发明的变体，以及0037 图3显示了带有悬置地安装在轨道上的导线器的本发明的变体。具体实施方式0038 图1是用于卷绕例如丝状的绕线制品GUT的卷轴装置SEI的导线器FAD的粗略示意图。所述卷轴装置包括将绕线制品GUT卷绕到卷轴SPU上。为此目的，驱动器MOT，例如转轴马达，使卷轴SPU沿着其轴ACH转动。导线器FAD以适于卷轴SPU转动的方式前后运动，将丝状绕线制品GUT供给卷轴是已知的。从而绕线制品GUT被导入导线器FAD内的导引槽AUF中。0039 特别是从图2和图3能推出，导线器FAD被构造成线性电动马达LIN的转子

21、LAU，转子LAU安装成与定子STA相对，定子STA包括绕组/卷组WIC，所述绕组/卷组WIC通过至少一个轮R1，R2；R1”，R2”产生行移磁场，所述轮是转子的部件，即被安装在转子上。0040 所述轮用例如工业用轴承安装在转子上，所述轴承应是轻的，防尘并为高加速度说 明 书CN 101970324 A 4/5页7而设计。0041 转子LAU包括至少一个永久磁铁PE1，PE2，PE1”，PE2”，以至转子LAU能在行移场中沿定子STA前后运动。0042 从图2和图3能推出，为了形成磁场返回路径，转子LAU包括背铁件REU，REU”，其在转子运动时被转子LAU带引。这背铁件由软磁或铁磁材料构成。

22、0043 在按照本发明的结构中，如图2和图3的不同实施例所示，正好有一条轨道SC，SC”被置于定子STA上面，转子LAU通过至少一个轮安装在轨道上。按照本发明，仅装设一条轨道，从而也能使轮的数量较少。在极端的情况下，仅需要一个轮，借以减低转子的重量和导线器的生产成本，而用两个轮，就能毋需其他辅助件下，磁力使转子保持在稳定的位置。0044 为了让转子在其运动方向受到特别平稳的支撑，在图2或图3所示的实施例中，转子LAU通过两个轮R1，R2；R1”，R2”安装在一条轨道SC，SC”上。在这种情况下，轮R1，R2；R1”，R2”在运动方向上彼此并排放置，借以防止转子LAU倾斜。为了节省成本和减轻重量

23、，在包括多个轮的变体中优选提供正好两个轮。0045 在按照图2的第一变体中，转子LAU通过两个轮R1，R2贴合地安装在轨道上。在这种情况下，“贴合地”安装被理解为转子LAU的部件延伸在轨道SC的任一侧，例如转子LAU的两个侧壁WA1，WA2在侧面包围轮R1，R2和轨道SC，如图所示，轮R1，R2被安装在这些侧壁内，以防止转子LAU向侧面倾斜。0046 该变体要求制造精确，特别是在轨道SC的定位方面，而这确实保证了转子在定子上面的的最佳定位。转子LAU包括背铁件REU和两个永久磁铁PE1，PE2。0047 在按照图3的另一变体(背铁件REU和两个永久磁铁PE1，PE2)中，转子LAU通过轮R1，

24、R2悬置地安装在轨道SC上。与以上按照图2所述的结构对比，在此变体中，转子LAU质量的重心位于轨道SC”和定子STA之间，而不在轨道背向定子的一侧上。0048 该悬置的变体的优点是转子能横向运动到某一程度，借以例如转子能自动地在定子STA上面设定其最佳位置。0049 在按照图2和图3的两个变体中，目前重要的是为轨道SC，SC设定最佳位置使其在定子STA上中央纵向地延伸。0050 在所示的所有变体中，将永久磁铁PE1，PE2，PE1”，PE2”置于转子LAU的下面并面向定子STA为优选。0051 有利的是(特别是对于按照图3的转子悬置的变体来说)，永久磁铁PE1，PE2在面向定子STA的一侧上包

25、括曲面，该曲面弯曲远离定子STA，并在垂直于转子LAU运动方向的平面上。因为这一结构，能让转子LAU在磁场中更好地定向，并且即使在转子横向运动的过程中，转子LAU和定子STA之间的距离也保持不变。0052 若作为替代或特别是附加，定子STA在面向导线器FAD的一侧包括朝向导线器FAD弯曲的曲面，该曲面在垂直于导线器FAD的运动方向的平面上，则为悬置的转子提供了特别好的自我定位。0053 若转子LAU由非磁材料例如塑料制成，则能把其设计成特别轻。转子的重量越轻，则越能增强加速，这在转子的反向点上特别重要，以使停止时间尽可能缩短。0054 由于转子LAU包括一个或多个容纳至少一个永久磁铁和/或至少

26、一个背铁件的槽，从而转子上的永久磁铁或背铁件能得以稳固地设置。说 明 书CN 101970324 A 5/5页80055 作为替代或附加，至少一个永久磁铁PE1，PE2，PE1”，PE2”和/或至少一个背铁件REU，REU”可被胶合到转子LAU上。0056 利用由塑料制成的转子，则所述至少一个永久磁铁和/或所述至少一个背铁件能和转子一起注塑成型，借以特别稳固地将其固定，而且这使用更少的工序，让制造过程更加简单。0057 如图中所见，绕线制品GUT的导线器FAD上的槽AUF在轨道的上面和转子LAU的上部区域。0058 为绕线制品GUT设的槽AUF同样还能横向定位。0059 例如如图所示，整个装置还能以90角倾斜设置(例如沿着与转子的运动方向的平行的轴)，以便转子不再在轨道的上面延伸，而是在轨道上横向延伸，靠强的磁力防止其落下。相应地，本申请和权利要求中的术语“上面”和“下面”是指如图所示方向的布置。但是，如上所述的转子靠近轨道横向延伸的布置(例如，在图2或图3中向左或向右旋转大约90的布置；但也有可能和更方便的布置，其与图中的图像相比旋转大于90甚至180)也同样受到保护。说 明 书CN 101970324 A 1/3页9图1说 明 书 附 图CN 101970324 A 2/3页10图2说 明 书 附 图