纺织机尤其捻线机能量与信号的传输方法及设备技术

一种用于在纺织机、尤其是捻线机上无接触地传输能量与信号的方法，以及一种用于实施该方法的设备。其中变压器（６）只拥有一个线圈副，经过这个线圈副，能量借助于载波信号与附加信号得以传输。为此，待传输信号作为频率调制被记忆在载波信号内，这样载波信号就在两个拥有固定、事先规定区段的频率值之间跃变，而频率跃变在次级一测被作为串行二进制位的信号计值，并从中得出控制信号。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于在纺织机、尤其在捻线机上，从第一个固定的部件经过规定宽度的空隙向第二个固定的部件进行能量与信号无接触传输的方法，在这里，至少一个由不导电的材料制成的部件或物体被移动穿过空隙，尤其是从一台捻线机的机架移向一个捻线锭子，穿过在空隙内转动的纱线气圈，这时，具有最低为10千赫频率的交流电压信号，通过电感传输过程经一台变压器得到传输，变压器的初级侧被设置在第一个部件上，而次级侧在第二个部件上，在初级部分与次级部分之间存在一段空隙。本专利技术还涉及用于实施这种方法的设备。所提及的工艺与设备已被公开，并且在DE-C-1510854中介绍，用于捻线机。对于所公开的设备来说，在变压器位置固定的初级侧与位置同样固定的次级侧之间进行能量输送，这时纱线气圈就在变压器的两个半体之间穿行。解释变压器的详尽说明未在该专利中提及。但所介绍的实施例则显示，该变压器仅适用于输送小功率。在输送1000Hz以上频率时使用铁芯线圈，已预示了这一点。对于更高的功率，也就是50W以上的功率来说，由于高的磁滞损耗而产生的损耗功率，如果不采用昂贵的附加冷却措施，就不能再被散发。所公开的构造另一个缺点在于，根据所述功能单元的模拟控制(改变变压器的初级电压)需要几个变压器单元，就应该控制几个功能单元(例如制动器与电动机)模拟控制过程的另一个原则上的缺点在于，尤其对于大空隙来说，要在合理的费用下，是不能够足够精确地保持卷绕结构及空隙调整的公差，并且数据传输例如通过规定值进行是不可能的，所以电机的高精度控制。例如精确的转数控制不能实现。在EP-0525495A1中也介绍了一种信号与电能的无接触传输。在这种已公开的构造中，采用了一种带有初级线圈，次级线圈以及铁磁材料芯的轴向变压器结构，为了附加无接触地传输交变信号，在铁磷材料芯紧贴初级线圈与次级线圈的区域内至少设置一个发送器和一个接收器，它们可以交替地与发送和接收电子器件接通，它们被设计为平面天线，并且与初级线圈，次级线圈和/或者变压器的芯一起，被归拢为一个组合单元。在这种情况下，变压器的初级线圈与次级线圈的布置方式可以是能够互相相对地扭转。通过使用两个这种类型、被设计为轴向传输器形式、已公开的变压器，原则上能够在用于纺织机构时，把能量与信号传输从第一个固定部件通过一个可转动部件送给第二个固定部件。对于在纺织机械上产生的局部很高的转数来说(＞10000转/分)，当然不能实现工作可靠的设计。采用这种构造的试验一再表明，抗离心力强度低的脆性的、并且易于开裂的材料铁，决定了技术的极限。如果变压器被设计为径向的传输器，这一点仍然适用。此外在这种已公开的构造中，信号传输平行于能量传输，以分开的方式，经过附加的线圈，或者经过被设计为天线形式，附加的电感或电容的耦合元件进行。如果采用附加线圈，这将导致不受欢迎的。太大的结构空间。如果采用天线构造，为了功率与数据传输，通常将采用不同的载波频率，也就是说，能量传输通常在千赫范围内进行，而信号传输则在兆赫范围内进行。为此而需要用于部件费用将导致过高的成本，这尤其对于在纺织机械中通常采用的多锭位机器来说是不可行的。DE4125145A1也涉及一种用于无接触地传输电能与交变信号的设备，它采用带有初级线圈与次级线圈以及铁磷材料芯的轴向变压器构造方式，其中的紧贴初级线圈与次级线圈的区域内设置至少一个发送器和一个接收器，它们被设计为平面天线形式，这里的初级线圈与次级线圈被设计为能够与附属的天线一起相互移动或转动。关于采用这种设备用于在纺织机械上进行能量与信号传输，对上述专利文件的评价在这里仍然适用。DE19545220A1公开了一种用于在可互相直线移动的汽车部件之间无接触地传输信号的设备，它尤其被打算用于在汽车的车身与驾驶座及驾驶副座之间的能量及控制信号传输。这种构造拥有一种传输器，传输器的初级及次级线圈位于分离的壳式铁芯内，壳式铁芯被设计为互相沿对方滑动的轨道，它们拥有这样的轮廓，即它以在初级线圈与次级线圈之间为磁流构成一个封闭的磁路。然而采用这种构造，在纺织机械上是不可能穿过某个可转动部件进行能量与信号传输的。本专利技术的目的在于，采用下述方式设计一种在权利要求1前序中所述类型的工艺，即经过由至少一个部件，或者说一个纱线气圈移动穿越空隙，从第一个固定部件，例如捻线机的机架，到第二个固定部件，例如捻线锭子，能够以满足下述条件的方式进行电能与信号的传输1)移动部件所围绕的第二个固定部件的任意多功能元件能够被控制；2)被移动部件能够以高转数(例如大于10000转/分)回转；3)通过相对大的空隙(＞1mm)能够进行功率＞50瓦的能量传输；4)不使用附加的、设计为天线形式的电感或电容耦合元件，就能够进行最好是单向、也可以是双向的数据传输。按照本专利技术，在前述方法中，借助下面的方案来解决该任务，即所用的一台变压器仅有一个线圈副，能量与信号通过它借助于一个共用的载波信号得以传输，这里的载波信号自身用于能量传输，而所传输的信号被作为频率调制记载在载波信号上，载波信号就在两个拥有一段固定间隔的频率值之间跃变，并且频率跃变在次级侧被作为串行二进制位的信号求值，并由此得出控制信号。用于实施按照本专利技术的工艺的设备，至少装有一个基本上被设计为圆柱形的第一固定部件以及至少装有一个第二固定部件，第一固定部件尤其是一个捻线锭子外壳，第二固定部件至少对着第一固定部件内侧的一部分，中间为一段预先规定并确定了空隙距离，即对着捻线锭子内壳布置，在这种情况下，至少一种用不导电材料制的物体、尤其是纱线气圈能够经空隙移动穿行；设备拥有一个变压器，变压器的初级部分被设置在第一部分，而它的次级部分被设置在它的第二个部件上，这里的初级部分与次级部分各自拥有一段设置在芯上的线圈，并且互相在轴向上对准，它们按照在朝第二部件的径向方向上隔着一段空隙宽度的段距离的方式，相对着布置初级部分连接在交流电机上，而次级部分则与布置在第二部件内的电子装置连接，其特征在于，变压器的两个铁芯在它们互相面对的侧面上，尤其是在它们芯臂互相面对的端面上，适应空隙的轮廓，尤其是适应空隙的曲率半径；芯各自两臂的对应距离，比空隙的宽度大数倍。本专利技术的主导思路在于，借助于一个共用的载波信号传输能量、数据与控制信号。共用载波信号记载了作为频率调制的待传输信号，在这种情况下所产生频率跃变的计值导致一个串行二进制位的信息流，计值被归纳为二进位数据字节或数据字，因此使任意多的控制指令和/或给定值能够用于任意多的功能元件。除了纱线制动器、捻线锭翼制动器及其同类物之外，还有电动机适合于作为被设置在第二个固定部件内的功能元件，电动机例如用于驱动纺织设备，它们例如被设置在由纱线气圈确定的空间内部的一个捻线锭子内。这样的设备用于在一个连续的纺纱-捻线过程中生产捻线，这正如在DE4331801cl中所介绍的那样。用于实施本专利技术工艺的设备是以下述认识为基础；只有当所用的变压器以完全独特的方式适应前提条件，才有可能进行所需功率的传输。采用变压器初级与次级线圈的这种设计与构造。能够在最少的视在功率消耗与微小的磁滞损耗情况下传输更高的功率，而附加的冷却措施也不再需要。下面借助附图详细解释按照本专利技术工艺的实施例，以及用于工艺实施的设备。图中所示为附图说明图1采用非常简约的本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于在纺织机、尤其在捻线机上，从第一个固定的部件经过规定宽度的空隙向第二个固定的部件进行能量与信号无接触传输的方法，在这里，至少一个由不导电的材料制成的部件或物体被移动穿过空隙，尤其是从一台捻线机的机架移向一个捻线锭子，穿过在空隙内转动的纱线气圈，这时，具有最低为１０千赫频率的交流电压信号，通过电感传输过程经一台变压器得到传输，变压器的初级侧被设置在第一个部件上，而次级侧在第二个部件上，在初级部分与次级部分之间存在一段空隙，该传输方法的特征在于，所用的一台变压器仅有一个线圈副，能量与信号通过它借助于一个共用的载波信号得以传输，这里的载波信号自身用于能量传输，而所传输的信号被作为频率调制记载在载波信号上，载波信号就在两个拥有一段固定间隔的频率值之间跃变，并且频率跃变在次级侧被作为串行二进制位的信号求值，并由此得出控制信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：P施罗尔斯，G斯皮克斯，S克罗斯，
申请(专利权)人：沃尔克曼股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]