專利名稱：致動器和帶－致動器的長絲制動器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種按權利要求1前序部分的致動器和一按權利要求12的前序部分的長絲制動器。
由EP-A-0597239已知的用于張力盤型長絲制動器的致動器做成永磁電機，它以四個極其快速步距使對長絲加載的部件完成360°的旋轉運動。每執(zhí)行一個步距以后的各個停止位置通過磁力這樣地確定，使得每次確定一個長絲的制動位置或放松位置。通過由勵磁線圈建立的磁場使電樞電磁系留在停止位置。如果電樞由回轉力矩引起希望超過平衡位置平行于當時的勵磁磁場繼續(xù)旋轉，兩個磁場之間的相應角度形成一對于電樞的復位力矩。復位力矩相當于形成一個電磁止擋。缺點是對于停止位置所產(chǎn)生的復位力矩意味著對于長絲制動器部件的一個反彈，這可能對制動和放松性能產(chǎn)生不希望的影響，也就是說不能準確地控制到各個制動位置或松開位置的轉換。
其次實際中已知一種帶一電動旋轉致動器的可控制的長絲制動器，其中停止位置通過一膠彈性止擋確定，長絲制動器的部件在非常迅速的調整運動之后撞在該止擋上。這引起可能對制動位置或松開位置有影響的反彈，使得部件又對長絲產(chǎn)生不希望的影響。在通過一直線磁鐵在鎖緊位置和松開位置之間運動的停止裝置的制動器時也可能出現(xiàn)反彈，就像在用于噴氣織機中的喂絲器中所知道的那樣。由于反彈待鎖定的緯絲可能滑動通過或者抽出的緯絲被捕住。
本發(fā)明的目的是，制造一種開頭所述類型的快速和尺寸小的致動器以及用致動器控制的長絲制動器，其中盡管有快速的調整運動，運動部件仍無反彈地占據(jù)停止位置。
所述目的用權利要求1的特征和權利要求12的特征來實現(xiàn)。
(在直線運動時)以其質量或(在旋轉運動時)以其慣性矩非常準確地與運動部分的質量或慣性矩相匹配的附加物無反彈地吸收整個撞擊能量，運動部分在停止位置突然地到達靜止狀態(tài)。附加體繼續(xù)運動，其中它的能量在它滯后地回到其起始位置之前消耗在運動阻尼裝置中，而不使已經(jīng)無反彈地到達靜止狀態(tài)的部分向反方向移動。在長絲制動器中這產(chǎn)生這樣的優(yōu)點，在轉換到一制動位置或一其他的制動位置或一松開位置時運動部分不出現(xiàn)振動，并且制動或松開效果不受到不利影響。在在可控制的長絲制動器中通?？晒┦褂玫募s5ms時間間隔內運動部分在一準確確定的位置無反彈地到達靜止狀態(tài)。這在其工作操縱用一旋轉或直線運動進行的致動器或長絲制動器中是合適的。這里致動器可以具有一磁力地、電磁地、電動地、液壓地、機械地或氣動地加載的驅動機構。這個特別合適的功能建立在按本發(fā)明的人造手柄的基礎上，它將沖擊能首先完全引入附加物上，以使運動部分達到絕對靜止和正確的定位，然后只有在撞擊能分區(qū)消耗掉并使附加體減速和阻滯后才這樣地回到起始位置，使得不再產(chǎn)生反彈。
用于附加物的運動阻尼裝置適宜于具有柔性的摩擦阻尼裝置和一受抑制的和行程受精確限制的復位特性。附加體使運動部分在起始位突然靜止，并有較長的時間可以用來消耗它的能量并回到起始位置。為此可利用的時間間隔最多相當于致動器在同一運動方向兩個前后銜接的工作節(jié)拍的時間間隔。通過中間連接附加物造成了一個用于消耗能量的時間緩沖器，從而制造了這樣的可能性，用可精確地預先確定的方式和比較慢地消耗掉能量。在撞擊時一部分動能轉變成了熱能，而動能的剩余部分被附加物帶入運動阻尼裝置內并轉化成熱能。復位特性使附加物準確地回到起始位置，而且比較慢，停住的部分沒有反彈。
由硬的和非撓性材料，例如由塑性、如聚氨酯制造附加物在制造工藝方面是方便的，帶有復位元件的運動阻尼裝置由高柔性材料，如軟彈性塑料，例如以聚氨酯泡沫材料襯墊的形式制成，該襯墊使支承附加物或者在某些情況下甚至先減速、消耗能量并使附加物復位，從而避免運動部分的反彈。
適宜于設置兩個限制致動器或部件工作行程的停止位置，其中各自至少一個附加物用來使運動部分停住，每個停止裝置也可以分成至少兩個關于部件的運動軸線對稱的一半，使得對于每個停止位置設有兩個附加物和兩個運動阻尼裝置。質量(在致動器直線運動時)或慣性矩(在致動器旋轉運動時)應該比較準確地相應于全部運動到停止位置的部分的質量或慣性矩。在停止裝置至少分成對稱的兩半時每個附加物當然只需要借助于沖擊元件起作用的質量或慣性矩的一半。
一種適宜的實施形式采用一帶一直線或旋轉電機的電動致動器。特別合適的是直線電機或旋轉電機為一永磁電機，它可以由少量具有高的功能可靠性和快速的響應特性的構件制成。
合適的是停止裝置或每個停止裝置在結構上裝入電機或永磁電機內。由此可以在制造廠里便已經(jīng)進行精確的匹配。
在一旋轉致動器的可逆永磁電機中各個停止裝置適宜于裝在電樞和一用于電樞軸的旋轉軸承和/或部件之間，或者電樞軸的兩個旋轉軸承之間。在這個區(qū)域內存在足夠的結構空間用來安裝停止裝置。
在永磁電機中鑒于快速的響應特性和高的效率應盡可能將電樞的整個橫截面用于電磁極化。相反電樞軸應提供高精度的旋轉支承并在盡可能小的旋轉阻力的情況下保證長的使用壽命。這是相互矛盾的要求。為了避免電樞軸穿過電樞，部件或電樞軸的一段可以具有一輪轂部分，它罐狀地抓住電樞的端部或板狀地裝入端部內。電樞軸或部件，因為它不必是電樞的有源部分，在強度和功能性方面可以優(yōu)化，而沒有被穿透的電樞可以用來配置最佳的磁功能或在其整個橫截面上極化。
電樞適宜于在兩端借助于同心軸旋轉支承，但是軸不穿過電樞。這簡化了永磁電機的制造并改善其工作性能。
如果在長絲制動器內用于部件的驅動機構是電機的電樞，那么可以產(chǎn)生快速的直線或旋轉調整運動。
在長絲制動器內驅動機構特別適宜于是一永磁電機的磁極化的電樞。
對長絲制動器的運動部分起無反彈定位作用的停止裝置適宜于裝入致動器內。
借助于附圖對本發(fā)明對象的實施形式加以說明。附圖表示


圖1一帶有致動器的長絲制動器的透視圖，圖2一帶有做成永磁電機的旋轉致動器的長絲制動器的另一種實施形式的一軸截面，圖3用橫截面示意表示圖2中的永磁電機的結構，圖4帶有裝入的停止裝置的永磁電機沿圖5中的IV-IV剖分面的立體剖視圖，圖5沿圖4中V-V剖分面的橫截面，圖6+7分別以一軸剖面表示的兩個局部結構，圖8一個局部的透視圖，圖9-11示意表示致動器或長絲制動器的三個工作狀態(tài)，圖12示意表示相應于現(xiàn)有技術的致動器或長絲制動器的一個工作狀態(tài)。
在圖1中所示的用來可變地制動運動中的長絲Y的長絲制動器B中一塊狀致動器，例如一永磁電機固定在支架1上，此電機繞一轉軸旋轉地驅動一部件2。導絲元件4、7確定長絲Y穿過制動器B的運行路線，其中導絲元件4裝在一端壁3上，其次支架1上這樣地安裝一作為主動的制動元件的彈簧片5，使它用在6處可調的壓緊力柔彈性地靠在一內置在部件2中的圓柱形制動件8上。在部件2的至少一個圓周區(qū)域內開一凹陷的窗口9，它用過渡區(qū)10過渡到圓柱形制動部分8。長絲Y在彈簧片5和部件2之間穿過。根據(jù)部件2轉角位置的不同長絲Y夾緊在8和5之間并受到制動，或者通過窗口9無夾緊地穿過。長絲制動器B通過部件2借助于致動器A旋轉例如每次90°，調整到一精確確定的位置，使得圓柱形制動部分8靠在彈性片5上，或者在彈簧片5和窗口9之間存在一空隙。
圖2中所示的長絲制動器是一種所謂的轉向制動器。制動部分做成U形環(huán)8’，它固定在可繞其中心線旋轉的部件2上，并可作用在用點劃線表示的長絲Y上。根據(jù)部件2轉角位置的不同長絲Y偏轉不同的量(較強或較弱的制動效果)，或者長絲根本不偏轉(沒有制動作用或放松位置)。至少兩個裝在致動器A內的停止裝置C確定部件2兩個不同的轉角位置，部件2被致動器A在這兩個位置之間非常迅速地，例如在幾毫秒之內調整。
部件2(一種軸)與作為旋轉驅動機構D的永磁電機M(它借助于圖3至5加以說明)的磁極化電樞11連接。對于電樞11或部件2在殼體12內設有旋轉軸承13、14。部件2包含一銷形止擋元件29，它對準確定停止位置的停止裝置C。對于每個旋轉方向可設置一對停止裝置C。永磁電機M是可反轉的。停止裝置C在旋轉軸承13、14之間裝在殼體12內。停止裝置C在電樞11的下端處可以裝在殼體12之內或之外，或如-如虛線所示-設在裝在部件2上的環(huán)8’的運動路徑內。
部件2不穿過電樞11，而是具有一罐狀輪轂部分15，它套在電樞11上并包住其末端。
在圖3中的可以用作圖1或2中的長絲制動器的致動器A的永磁電機M中電樞11是一垂直于轉軸磁極化的帶有一磁北極N和一磁南極S的永久磁鐵。電樞11借助于部件2可旋轉地支承在圖2中的殼體12內。電樞11被勵磁線圈18的環(huán)形鐵芯17包圍。勵磁線圈18由相應于永磁電機步數(shù)的許多分繞組組成，在所述情況下由至少兩個分繞組組成。與電樞11的步距位置相配勵磁線圈18的線圈鐵芯17具有相互面對面的極對19、20。在這些極對之間電樞11根據(jù)勵磁線圈18的極化取向。相互面對面的分繞組同方向極化，以便建立一與電樞磁場平行的磁化。如果電樞需要旋轉90°，垂直于第一極對的第二極對相應地磁化。然后在這些極之間的分線圈有同方向的電流流過，使得形成一布置在這些磁極之間的磁場。電樞根據(jù)旋轉的磁場找到新的轉角位置，用這種方法使電樞來加旋轉。
按圖4和5電樞11不通過磁力停留在當時的停留位置上，而是通過止擋元件29和各個停止裝置C之間的機械協(xié)同動作確定停止位置，停止裝置C在圖4中裝在永磁電機M內和輪轂部分15及旋轉軸承14之間。
停止裝置C(圖4、8)具有一附加物Z和一帶有復位功能的運動阻尼裝置F、G、H，并支承在一位置固定的止擋21上。附加物Z由一較硬的或非柔性的材料，適宜于由一種致密的聚氨酯塑料或金屬組成，并例如具有塊或襯墊22的形狀，還具有相應于致動器A或致動器A和長絲制動器B的旋轉運動部分的慣性矩l的慣性矩l1。附加物Z可相對于固定止擋21或運動阻尼裝置F、G、H移動。運動阻尼裝置F、G、H包含一由高柔性材料，例如聚氨酯塑料，如附加物Z可以附著在它上面的泡沫材料組成的塊狀或襯墊狀的物體23。具有一支承在止擋21上的端面24的物體23可以通過變形消耗能量并彈性地復位。
已經(jīng)說過，在旋轉致動器中附加物Z的慣性矩與l1與旋轉運動部分的慣性矩l相匹配。作為另一種選擇致動器也可以在停止位置之間作直線運動，這樣的話附加物在其質量m1方面與運動部分的質量m相匹配。
可以借助于圖9、10和11對一直線致動器停止裝置C的功能加以說明，并且與一在現(xiàn)有技術中常見的，用于直線致動器的和在圖12中符號表示的停止裝置C作比較。
圖1至8中表示一用于可旋轉調整的部件2的致動器A。圖9至12中對直線致動器A的功能加以說明，其中以下說明也適用于圖1至8中的旋轉致動器A，如果代替質量考慮慣性矩的話。這種直線致動器A可以是用于噴氣織機緯絲喂給器的停止裝置的所謂制動器磁鐵(未畫出)。
根據(jù)圖12在通常的停止裝置C中運動部分的質量m通過致動器A的驅動機構D以速度V直線接近停止裝置C。普通的停止裝置C包含一運動阻尼裝置F、G、H，它由一摩擦阻尼結構F，和/或一擠壓阻尼結構G和一復位部分H組成。在圖12中當質量m以速度V撞在停止裝置C上時動能通過摩擦或帶摩擦的擠壓消耗在運動阻尼裝置F、G、H中，而且是在質量m以逐漸減小的速度一起進行的運動行程之內消耗掉。一旦能量消耗掉，也就是說摩擦轉變成熱能，那么通過復位功能H使質量m在沖擊的情況下回到起始位置。這也帶來質量m的反彈。
相反按照本發(fā)明(圖9至11)在停止裝置C中設有附加物Z，其作用是，確定運動部分質量m的準確停止位置，并接收其整個沖擊能量并傳入運動阻尼裝置F、G、H中。通過接收質量m的全部沖擊能量使質量m沒有任何反彈精確地停留在起始或停止位置上。為此目的附加物Z的質量m1相當于質量m。在旋轉致動器A的情況下運動部分和附加物相對于轉軸的慣性矩也一樣。
在圖9中具有質量m的運動部分以驅動機構D的速度V運動，而附加物Z靜止不動(速度為0)。運動阻尼裝置F、G、H還未運動并支承在固定止擋21上。
在圖9和10的階段之間發(fā)生撞擊。質量m把整個撞擊動能傳給了附加物Z或者說質量m1并且無反彈地停住(圖10，速度V＝0)。相反具有質量m1的附加物Z沿質量m先前相同的方向繼續(xù)運動，這時其能量通過運動阻尼裝置F、G、H消耗掉。然后復位功能H發(fā)揮作用，使附加物Z緩慢地改變其運動方向(箭頭25)并重新回到朝向其起始位置的方向(圖9)。這個反向運動通過運動阻尼裝置F、G、H得到減速和阻滯。
在圖11中附加物Z準確地和受阻滯地重新回到其起始位置。其運動速度V＝0。本來已經(jīng)停住的部分的質量m同樣保持速度V＝0。
對于圖4和5中的電樞11的兩個停止位置或圖1和2中的長絲制動器B可以分別至少設置一個這種停止裝置C。最好停止裝置C在結構上裝入致動器A內。另一種選擇是，也可以考慮將停止裝置C設置在致動器A之外。每個停止裝置分成例如關于運動部件的運動軸對稱設置的兩半可能是有利的。這樣每半個附加物Z只有運動部分質量m的一半或慣性矩l的一半。
圖6中電樞11與部件2的輪轂部分15或與兩個轉軸形的軸26的輪轂部分連接，部件2或電樞軸26不穿過電樞11。輪轂部分15的目的是合適地旋轉支承電樞，而不穿過它。兩個輪轂部分15可以在其整個長度上包住做成圓柱形的電樞11。
圖7中每個電樞軸26或部件2配置一輪轂部分15’，它裝在電樞11的端面16上或裝入端面16內，為此可以利用形鎖合的嵌接元件28。
圖8表示一塊狀停止裝置C。附加物Z是一聚氨酯塊22，它可以以其底面附著在一具有方塊23形狀的聚氨酯泡沫材料襯墊上。方塊23構成運動阻尼裝置F、G、H，該裝置內設有摩擦阻尼和/或擠壓阻尼結構F、G和一復位部分H，和圖9至12的圖示相似。物體23的表面24可以直接靠在止擋21上或附著在它上面。
在圖5的橫截面中可以看到，止擋元件29是一穿過部件2(或電樞軸)的銷子，其兩端分別和一殼體內的停止裝置C共同作用，因此對于部件2其工作行程＞90°。停止裝置C在殼體21中隱藏在構成止擋21的坑內，在某些情況下被夾緊或粘接。對于較大的工作行程止擋元件21也可以僅僅單端突出，并用這一端可選擇地對于兩個停止位置與停止裝置C協(xié)調工作。
權利要求
1.致動器(A)，特別是用于可旋轉或直線運動的具有至少一個確定的停止位置的部件(2)的電動致動器，特別是用來可調地制動運行中的長絲的長絲制動器的制動部件的致動器，具有一與部件(2)作驅動連接的驅動機構(D)，其特征為在停止位置設有一可移動地支承在一有復位能力的運動阻尼裝置(F、G、H；24)上的大致具有驅動機構(D)和部件(2)的質量(m1)或慣性矩(l1)的附加物(Z；22)。
2.按權利要求1的致動器，其特征為運動阻尼裝置具有柔性的摩擦阻尼結構(F、G)和一復位彈性部分(H)。
3.按權利要求1的致動器，其特征為附加物(Z)由硬的材料，特別是塑料或金屬組成，并支承或裝在一柔性材料，特別是軟彈性的塑料襯墊(24)，如泡沫材料襯墊上。
4.按權利要求1的致動器，其特征為至少設有兩個隔開一直線或轉角距離布置的停止裝置(C)，并且在每個停止位置至少設有一個可移動地支承在運動阻尼裝置(F、G、H)上的附加物(Z)，最好是一對相對于部件(2)運動軸線對稱的附加物(Z)。
5.按權利要求1或4的致動器，其特征為附加物(Z)的質量(m1)或慣性矩(l1)至少大致相當于驅動機構(D)、部件(2)、至少一個屬于部件(2)的工作環(huán)節(jié)(8，8’)和一個在其運動路徑上對準附加物(Z)的止擋元件(29)的質量(m)或慣性距(l1)，或在成對布局的情況下分別相當于其一半。
6.按權利要求1的致動器，其特征為驅動機構(D)是一直線或旋轉電機(M)的與部件(2)相連的電樞，附加物(Z，22)在旋轉電機的情況下至少大致具有電樞和部件(2)，在某些情況下包括電樞軸的慣性矩(l1)，在直線電機的情況下至少大致具有電樞、部件(2)和在某些情況下電樞軸的質量(m1)。
7.按權利要求6的致動器，其特征為直線或旋轉電機是一具有一磁極化的電樞(11)和一帶有多個配設于一個鐵芯(17)的分繞組(18)的勵磁線圈(18)的永磁電機。
8.按權利要求6或7的致動器，其特征為由附加物(Z)和其運動阻尼裝置(F、G、H)組成的停止裝置(C)結構上內置在電機或永磁電機(M)中。
9.按權利要求7的致動器，其特征為附加物(Z)在電樞軸方向安裝在電樞(11)和一用于電樞軸和/或部件(2)的旋轉軸承(14)之間，或一具有有限工作行程的可反轉的永磁電機(M)的電樞(11)的兩個相隔一定距離的旋轉軸承(13、14)之間。
10.按權利要求9的致動器，其特征為旋轉部件(2)是一轉軸，它具有一輪轂部分(15)，它既可以罐狀包圍電樞(11)的一個末端(16)，也可以裝在該末端(16)內。
11.按權利要求10的致動器，其特征為電樞(11)在兩端借助于同心轉軸(26；2)旋轉支承，每個轉軸(26；2)不穿透地用一輪轂部分(15，15’)固定在電樞(11)上，其中輪轂部分(15)既可以罐狀地包圍電樞(11)的末端(16)，也可以盤狀(15’)地裝在末端(16)內。
12.用來可調地制動運動中的長絲(Y)的長絲制動器，具有一設置在致動器(A)內的驅動機構(D)，以使對長絲(Y)加載的部件(2)直線或旋轉調整到至少一個通過一停止裝置(C)確定的停止位置，其特征為每個停止裝置(C)具有一可移動地支承在一能復位的運動阻尼裝置(F、G、H)上的附加物(Z)，它在可直線調整的部件(2)時至少大致具有在停止位置要截住的長絲制動器(B)和致動器(A)的運動部分的質量(m1)，在可旋轉調整的部件(2)時至少大致具有運動部分的慣性矩(l1)，或者在成對對稱布局的情況下分別為其一半。
13.按權利要求12的長絲制動器，其特征為驅動機構(D)是一個電機的電樞。
14.按權利要求13的長絲制動器，其特征是驅動機構(D)是一設有一帶多個配置于一個鐵芯(17)的分繞組的勵磁線圈(18)的永磁電機(M)的磁極化電樞(11)。
15.按權利要求12的長絲制動器，其特征為至少一個停止裝置(C)在結構上內置在致動器(A)內。
全文摘要
在用于具有至少一個確定的停止位置的部件(2)的致動器,特別是一用來可調地制動運行中的長絲(Y)的長絲制動器(B)的制動部件的致動器中具有一用來直線或旋轉調整部件(2)的驅動機構(D),在致動器內設有至少一個停止裝置(C)。停止裝置(C)由一可移動地支承在能復位的運動阻尼裝置(F、G、H)上的附加物(Z)組成,在長絲制動器中致動器(A)是一可反轉的電機,最好是用于旋轉運動的永磁電機,在長絲制動器停留在其中的每個停止裝置中設有一個可移動地支承在運動阻尼裝置上的附加物(Z)。在部件(2)作直線調整時附加物(Z)的質量(m
文檔編號H02K26/00GK1353667SQ00808237
公開日2002年6月12日 申請日期2000年4月27日 優(yōu)先權日1999年4月27日
發(fā)明者約翰松·比爾耶 申請人:Iropa股份公司