轮上导线器 技术领域 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
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。
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。
在定子的整个长度上， 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。
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。
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， 例如由软铁制成的背铁件。 发明内容
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。
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。
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。
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而经济有效的方法制造。
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， 轴向载荷不会被施加到轮和轨道上， 或者能大大减少这些载荷。
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。
单侧设计 ( 定子仅在一侧 ) 令强大力量施加到轮上， 从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。
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。
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。 为了节省成本和减 轻重量， 优选设有正好两个轮。
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。
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。
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。
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上 面自动设定其最佳位置。
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。
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。
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。
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。
若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。
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。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。
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。
然而， 整个转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。
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。
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 导线器放置。 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。
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。
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
参照以下附图对本发明进行了更详细的说明， 其中 ： 图 1 是带有作为线性马达部件的导线器的卷轴装置的立体示意图 ； 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 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
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。
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 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。
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， 防尘并为高加速度而设计。 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。
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。
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。
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， 在包括多个轮的变体中优选提供正好两个轮。
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。
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’ 。
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″， 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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
为绕线制品 GUT 设的槽 AUF 同样还能横向定位。
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。