ES2934068T3 - Dispositivo de enrollamiento y torsión para una máquina de hilado de anillos o de torsión de anillos - Google Patents
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Abstract
La presente invención proporciona un dispositivo de bobinado y torsión para una máquina de hilar o torcer anillos, que comprende: un estator que comprende un material superconductor, un dispositivo de enfriamiento del estator, un rotor configurado para generar un campo magnético y un husillo giratorio, en el que el rotor y el estator están dispuestos coaxialmente al husillo, y en el que el rotor tiene montado un sistema de anillo/corredor. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Dispositivo de enrollamiento y torsión para una máquina de hilado de anillos o de torsión de anillos
Campo de la invención
La invención se refiere a un dispositivo para producir y enrollar hilos en máquinas de hilado de anillos y de torsión de anillos, en el que el hilo se hace girar mediante un elemento de torsión y se enrolla en la bobina debido a una diferencia de velocidad entre el huso y la bobina.
Estado de la técnica
En un proceso de hilado de anillos convencional, la mecha estirada se suministra al sistema de anillo/cursor para impartir torsión al hilo y enrollarlo en una bobina. La fig. 1 muestra una vista esquemática de un dispositivo convencional de hilado de anillos 100.
La mecha estirada se suministra por medio de rodillos de suministro 101 a través de la guía de hilos 102 y desciende hasta el conjunto de huso, donde se enhebra a través de un pequeño anillo denominado cursor 106. Entre la guía de hilos y el cursor, el hilo pasa a través de un anillo de control de balón 103 que limita el tamaño del balón de hilo 104 durante el funcionamiento de la máquina de hilado de anillos.
Las fibras atenuadas se mantienen unidas generando torsión para formar una hebra continua, es decir, el hilo, para impartir resistencia a la tracción. El cursor 106 no tiene accionamiento propio. Es arrastrado por la rotación del huso 108, accionado por un motor de accionamiento de huso correspondiente, por medio del hilo unido al mismo. Cada circulación del cursor a lo largo del anillo 105 en el sistema de anillo/cursor imparte torsión al hilo. La circulación del cursor queda algo retrasada con respecto a la rotación del huso 108 debido a la fricción relativamente alta del cursor en el anillo y a la resistencia del aire del hilo entre la guía de hilos y el cursor. La diferencia de velocidad entre el huso y el cursor da como resultado que el hilo se enrolle en la canilla o bobina que está fijada en el huso.
Se proporciona un anillo estacionario 105, en términos de rotación, alrededor del huso 108 para sujetar el cursor 106. El anillo 105 está montado típicamente en un carril de anillo de desplazamiento vertical 107 en el que un movimiento ascendente y descendente del carril de anillo determina la conformación del paquete de hilo enhebrado en la bobina. Los hilos hilados en anillos son, en general, hilos de alta calidad y se producen principalmente para toda la gama de títulos de hilo de 10 tex a 100 tex.
Aunque las velocidades de enrollamiento del hilo dependen de la velocidad del huso, están directamente relacionadas con la velocidad del cursor a lo largo del anillo, lo que limita la productividad del hilado de anillos. La fricción y el desgaste entre el anillo y el cursor se incrementan considerablemente a mayor velocidad del huso. Durante el hilado, se produce una alta presión de contacto entre el anillo y el cursor. Esta presión incluye fuertes fuerzas de fricción, que a su vez generan calor. Este calor debe disiparse rápidamente para evitar el desgaste rápido del sistema de anillo/cursor. La baja masa del cursor no permite disipar el calor generado en el poco tiempo disponible, lo que da como resultado un desgaste sustancial del cursor y el anillo. Esto es perjudicial para el proceso, en particular cuando se hila algodón de torsión media y alta e hilos mixtos de títulos medios y finos.
Una limitación importante de la productividad en el hilado de anillos viene dada por las fuerzas que actúan entre el anillo, el cursor y el hilo, principalmente en el sistema de anillo/cursor. Los factores limitantes importantes se pueden resumir de la siguiente manera:
o el calor de fricción entre el cursor y el anillo (puntos de fusión en fibras sintéticas)
o el desgaste del sistema de anillo/cursor, especialmente del cursor
La limitación de la velocidad del cursor significa que la velocidad de suministro del hilo no se puede incrementar más, de modo que el sistema de anillo/cursor existente limita la capacidad de las máquinas de hilado de anillos y de torsión de anillos.
El documento EP 0359460 A1 divulga un dispositivo de enrollamiento de anillo giratorio que comprende un elemento de anillo giratorio en forma de anillo, un rotor de brida, provisto de una porción de brida de anillo en la que un cursor puede deslizarse, y un rotor inferior que está fijado al rotor de brida mediante un acoplamiento de rosca en una porción.
El documento JP S61 152835 A divulga una máquina de hilado de anillos que comprende un anillo giratorio que comprende un cuerpo giratorio anular. Un cuerpo anular del cuerpo giratorio anular se puede configurar para un encaje a presión.
A partir del documento WO 2012/100964 se conoce un dispositivo de enrollamiento y torsión de una máquina de hilado de anillos o de torsión de anillos, en el que la fricción entre el anillo y el cursor se elimina mediante levitación magnética, lo que prolonga significativamente la vida útil y reduce las fuerzas de impacto. Un estátor en forma de anillo con un material superconductor y un dispositivo de enfriamiento de estátor está dispuesto de forma coaxial a la bobina de la misma manera que un rotor en forma de anillo, que puede girar en relación con el estátor y crea un campo magnético,
en el que el rotortiene un elemento de guiado de hilo en forma de bucle. Cuando el material superconductor del estátor se enfría por debajo de la temperatura de transición, el flujo magnético del rotor que ha entrado en el estátor se congela de modo que se puede lograr un soporte pasivo inherentemente estable del rotor, que ¡nicialmente se ha sostenido de forma mecánica, por medio de levitación magnética.
Debido al soporte sin contacto del rotor giratorio, el anillo del sistema tradicional de anillo/cursor puede omitirse como un componente importante que limita la productividad debido a la generación de calor por fricción. En cambio, todo el rotor con el elemento de guiado de hilos ahora se hace girar rápidamente, en el que la rotación está esencialmente libre de fricción, con la excepción de una fricción magnética débil y la resistencia del aire, y, por lo tanto, permite velocidades de huso significativamente más altas.
Sin embargo, el rotor formado como anillo magnético tiene un peso propio considerable que debe acelerarse durante la puesta en marcha del huso. En última instancia, el elemento de guiado de hilos instalado en el anillo magnético genera un desequilibrio que puede volverse problemático dependiendo de la velocidad del huso.
Aunque el dispositivo de enrollamiento y torsión descrito en el documento WO 2012/100964 puede eliminar el problema de fricción del sistema existente de torsión de anillo/cursor, sigue teniendo varias limitaciones: el anudado del hilo no es posible durante la fase de aceleración del proceso de hilado como en los dispositivos convencionales de hilado de anillos. En comparación con un cursor convencional que tiene una masa de unos pocos miligramos, la masa del rotor del dispositivo de enrollamiento y torsión del documento WO 2012/100964 es mucho mayor. Debido a su mayor momento de inercia, el rotor requiere mucho más tiempo para ajustarse a la aceleración del huso. Para compensar esto, se puede seleccionar una configuración de rampa más lenta del huso para ajustarse a la del rotor. Sin embargo, dicha configuración prolonga el tiempo de anudado y, por lo tanto, incrementa el tiempo de inactividad total de la máquina para el anudado de hilos, lo que a su vez reduce la productividad de la máquina de hilado de anillos o de torsión de anillos.
En caso de que se rompa el hilo en cualquier posición del huso, toda la máquina que implementa el dispositivo de enrollamiento y torsión del documento WO 2012/100964 debe detenerse para anudar el hilo. De forma alternativa, cada huso podría ser accionado con un motor de accionamiento dedicado, lo que, sin embargo, incrementaría significativamente el coste de instalación y funcionamiento de la máquina de hilado de anillos.
La presente invención se basa, en consecuencia, en el propósito de proporcionar un dispositivo de enrollamiento y torsión para una máquina de hilado de anillos o de torsión de anillos, que permita una rápida puesta en marcha de la máquina a alta capacidad y que, además, reduzca los costes de instalación y funcionamiento. En términos muy generales, la invención se basa en el propósito de incrementar aún más la productividad de las máquinas de hilado de anillos y de torsión de anillos.
Descripción de la invención
Los problemas mencionados anteriormente se resuelven mediante un dispositivo de enrollamiento y torsión para una máquina de hilado de anillos o de torsión de anillos de acuerdo con la reivindicación 1. Variantes ventajosas y desarrollos adicionales se describen en las reivindicaciones dependientes.
Un dispositivo de enrollamiento y torsión para una máquina de hilado de anillos o de torsión de anillos de acuerdo con la invención comprende: un estátor que comprende un material superconductor, un dispositivo de enfriamiento del estátor, un rotor configurado para generar un campo magnético y un huso giratorio, en el que el rotor y el estátor están dispuestos de forma coaxial al huso y en el que el rotortiene un sistema de anillo/cursor montado en el mismo.
Como se describe con más detalle a continuación, el rotor puede comprender al menos subsecciones con un material magnético permanente que genera un campo magnético. Esto significa que el rotor está magnetizado al menos en secciones o que tiene uno o más imanes permanentes. Las secciones magnetizadas o imanes permanentes están formados como subsecciones anulares, es decir, rotacionalmente simétricos con respecto al eje de rotación del rotor, para generar un campo magnético rotacionalmente simétrico. Otras subsecciones del estátor y el rotor pueden estar hechas de otros materiales, por ejemplo, no magnéticos. Para facilitar la levitación del rotor, se pueden usar, en particular, materiales que reduzcan el peso del rotor.
Para permitir la formación de un estado superconductor en al menos una porción del estátor, el estátor comprende al menos un material superconductor o está hecho de al menos un material superconductor de modo que al menos una sección superconductora se forma en el estátor cuando se enfría el estátor a temperaturas por debajo de la temperatura de transición del material superconductor. El estátor está formado y dispuesto para permitir que el flujo magnético del rotor entre en dicho estátor, y se proporciona un dispositivo de enfriamiento de estátor para enfriar el estátor.
Este dispositivo de enfriamiento de estátor está configurado para crear bajas temperaturas, que se requieren para la formación del estado superconductor del material superconductor, y está formado de modo que puede reducir la temperatura en las áreas superconductoras del estátor hasta que caiga por debajo de la temperatura de transición del material superconductor.
En una variante de la invención, el dispositivo de enfriamiento puede formarse como un criostato de baño, que puede llenarse con nitrógeno líquido si se usan superconductores de alta temperatura con temperaturas de transición superiores a -196,15 °C (77 K), en el que, en otras variantes, también se pueden usar otros criostatos, tales como criostatos de vaporización, en los que el enfriamiento tiene lugar por medio de gas frío, o criostatos refrigeradores, para los que no es necesario ningún líquido criogénico. Mediante distintas combinaciones de múltiples dispositivos de enfriamiento, que se diferencian por aprovechar diferentes efectos físicos para la generación de bajas temperaturas, dichos criostatos también se pueden interconectar de forma redundante con el fin de incrementar la fiabilidad del sistema. En este contexto, el al menos un material superconductor puede estar rodeado y/o revestido por un aislamiento térmico apropiado para minimizar las pérdidas por enfriamiento, que puede formarse como parte del dispositivo de enfriamiento de estátor.
El rotor y el estátor pueden formarse y disponerse de modo que el rotor pueda situarse sin contacto debido a la levitación magnética durante el funcionamiento. Esto se entenderá como que el soporte del rotor flota libremente y, por lo tanto, sin contacto después del enfriamiento de las áreas superconductoras del estátor.
Manteniendo una distancia óptima de las zonas delimitadoras del rotor y del estátor, que están enfrentadas entre sí, y a través de la fijación de los tubos de flujo del campo magnético no homogéneo generado por el rotor que impregna el estátor cuando se reduce la temperatura del material superconductor por debajo de su temperatura de transición, es posible un soporte pasivo inherentemente estable del rotor tanto sin rotación como con rotación del rotor.
Por lo tanto, se puede prescindir de unidades de control y/o detección complejas para el control activo de rodamientos del rotor. La ausencia de desgaste se garantiza a través de la distancia óptima, lo que da como resultado una alta fiabilidad y robustez. Gracias al soporte sin contacto del rotor, el hilo en circulación puede inducir una rotación casi sin fricción generada por la rotación del huso. En consecuencia, las velocidades de rotación del filamento y del huso se pueden incrementar significativamente, lo que, a su vez, da lugar a un incremento drástico de la productividad en relación con un posible incremento del diámetro de la bobina.
El soporte pasivo inherentemente estable del rotor resulta de un equilibrio de las fuerzas restauradoras causadas por los cambios de posición y orientación y de las fuerzas de fijación de los tubos de flujo al material superconductor del estátor.
En particular, el rotor puede tener una o más subsecciones anulares con un material magnético permanente que crean un campo magnético rotacionalmente simétrico con respecto al eje de rotación del rotor. Las una o más subsecciones pueden estar formadas, en particular, como uno o más ¡manes permanentes anulares dispuestos de forma coaxial al eje de huso. Además, el rotor puede tener uno o más segmentos no magnéticos que pueden estar formados de manera particularmente ligera para facilitar la levitación. Los segmentos no magnéticos pueden tener o no forma anular. A modo de ejemplo, se puede proporcionar un anillo de refuerzo no magnético en el exterior (radial) o en el interior de un imán permanente anular como parte del rotor. Puede elegirse una forma anular de los segmentos no magnéticos para formar un rotor esencialmente libre de desequilibrio.
El estátor puede tener un área superconductora anular o múltiples subsecciones superconductoras que están separadas entre sí en la dirección circunferencial del huso. Por lo tanto, la parte superconductora no tiene que extenderse necesariamente por toda la circunferencia, de modo que el dispositivo de enfriamiento de estátor puede ser significativamente más compacto y ahorrar energía. Las subsecciones superconductoras tienen un superconductor de tipo II como material superconductor. En un modo de realización, pueden ser superconductores cerámicos de alta temperatura del grupo de los óxidos de cobre-bario de tierras raras (RE)BaCuO o los óxidos de ¡trio-bario-cobre (YBaCuO) o del grupo de los óxidos de bismuto-estroncio-calcio-cobre (BiSrCaCuO). Además, puede haber variantes de la invención que tengan un material superconductor, que tenga una temperatura de transición aún más alta que los grupos ya mencionados, en las subsecciones del estátor. Por lo tanto, los parámetros de rendimiento del dispositivo de enfriamiento de estátor pueden reducirse, lo que da lugar a una eficacia energética incrementada del dispositivo de enrollamiento y torsión descrito. En este contexto, las subsecciones superconductoras pueden estar rodeadas por un aislamiento térmico que se usa para minimizar las pérdidas por enfriamiento. Pueden disponerse segmentos de materiales normalmente conductores y/o aislantes entre las subsecciones superconductoras. Sin embargo, para ahorrar material, estos segmentos intermedios también se pueden omitir por completo. En particular, las subsecciones superconductoras pueden estar dispuestas a intervalos regulares en la periferia del huso, es decir, a lo largo de un círculo alrededor del eje del huso. Esto permite una instalación particularmente estable del rotor. De forma alternativa, al menos un área superconductora anular del estátor puede estar dispuesta de forma coaxial al eje del huso. Para maximizar la fuerza de rodamiento del rodamiento magnético superconductor, el rotor puede comprender un imán permanente anular y/o el estátor puede comprender una subsección superconductora anular dispuesta de forma coaxial al eje del huso. Además, el imán permanente anular y la subsección superconductora anularse pueden formar de modo que las superficies correspondientes enfrentadas entre sí tengan esencialmente la misma área de superficie.
De acuerdo con un modo de realización, el rotor y el estátor pueden estar dispuestos de manera coplanaria con el estátor que encierra al rotor. Los términos "arriba" y "abajo" deben entenderse aquí y en lo que sigue con respecto a una máquina de hilado de anillos o de torsión de anillos que se encuentra sobre una superficie de montaje. El material fibroso y/o el filamento se guía normalmente desde arriba hacia la bobina que se enrolla en el manguito, en cuyo proceso se forma un denominado balón de hilo debido a la rápida rotación del filamento. En la disposición coplanar,
el rotor está localizado dentro del estátor cuando se ve en dirección radial. Visto desde el interior en una dirección hacia el exterior, la disposición puede verse en particular como sigue:
a) segmento anular, es decir, en forma de anillo, del rotor con material magnético permanente,
b) elemento de refuerzo o soporte anular del rotor que encierra y soporta el imán permanente anular,
c) espacio de aire anular, y
d) estátor anular que comprende al menos un segmento/subsección superconductor, en particular anular.
De acuerdo con un modo de realización alternativo, el rotor y el estátor pueden estar dispuestos en paralelo a una distancia axial entre sí a lo largo del eje del huso. Los términos "dentro" y "fuera" se considerarán en esta divulgación en relación con el eje del huso. En la disposición convencional en la que el hilo se guía hacia la bobina desde arriba, el rotor puede disponerse de modo que quede localizado por encima del estátor, en la que la distancia axial entre el estátor y el rotor es lo suficientemente pequeña como para permitir que el campo magnético del rotor entre en el área superconductora del estátor. Debido a la distancia axial entre el rotor y el estátor, se forma un espacio de aire entre el rotor y el estátor.
En cualquiera de los modos de realización del rodamiento magnético superconductor, el rotor y el estátor están dispuestos de forma coaxial con respecto al eje del huso y entre sí.
Los parámetros más relevantes que especifican la calidad de los rodamientos magnéticos superconductores descritos anteriormente son la fuerza de rodamiento estática y la rigidez frente al desplazamiento vertical y lateral para la disposición desplazada axialmente y frente al desplazamiento axial y radial para la disposición coplanar.
La disposición coplanaria tiene la ventaja de una mayor rigidez que la disposición desplazada axialmente si se usa para el estátor un cilindro suficientemente largo de material superconductor. La disposición desplazada axialmente tiene la ventaja de una instalación simplificada.
En cualquiera de las disposiciones, el rotor tiene una masa sustancial que presenta una inercia correspondiente durante la rampa de subida y la rampa de bajada de la rotación del huso.
De acuerdo con la invención, el rotor tiene montado en el mismo un sistema de anillo/cursor. En otras palabras, un sistema de anillo/cursor que comprende un anillo y un cursor que está dispuesto de forma móvil en el anillo está conectado de forma mecánica al rotor. El sistema de anillo/cursor se puede montar en una superficie superior del rotor o, como se describe con más detalle a continuación, en contacto mecánico con una parte radialmente interna del rotor. El sistema de anillo/cursor está montado en el rotor de modo que el hilo puede guiarse, en particular desde un anillo de control de balón, a través del cursor del sistema de anillo/cursor hasta la bobina. En consecuencia, en una disposición convencional, en la que el hilo se guía desde arriba, el sistema de anillo/cursor se puede montar en el rotor de modo que el cursor se proporciona por encima de la superficie superior del rotor.
Montar un sistema de anillo/cursor en un rotor que levita a través del rodamiento magnético superconductor proporciona una serie de ventajas. Durante el proceso de hilado del anillo, el cursor, el anillo y el rotor son accionados por la rotación del huso a través de la fricción del hilo con el cursor y la fricción del cursor con el anillo que está unido al rotor. Como resultado, se imparte torsión al hilo.
Debido a la masa relativamente baja del cursor en comparación con la masa del rotor, el cursor puede reaccionar rápidamente a los cambios de la velocidad de rotación del huso, tal como durante una rampa de subida y una rampa de bajada. Sin embargo, hay fricción y calor por fricción entre el anillo y el cursor sólo durante las fases de aceleración y desaceleración, tal como durante el anudado del hilo, durante un tiempo relativamente corto, por ejemplo menos de 10 segundos.
El problema del calor por fricción entre el anillo y el cursor puede resolverse usando un control programado del huso que aplica incrementos escalonados de la velocidad del huso (velocidad múltiple), posiblemente junto con múltiples rampas de aceleración del huso, de modo que no se genere calor crítico en el cursor durante la fase de aceleración. El control programado de incrementos escalonados de la velocidad del huso permite que el huso se acelere gradualmente hasta la velocidad seleccionada del huso. Para cada incremento escalonado de la velocidad del huso, se pueden usar múltiples rampas de aceleración como valor establecido. Esta configuración no solo reduce la generación de calor entre el anillo y el cursor durante el anudado del hilo, sino que también evita inconvenientes tales como que el cursor salga despedido, especialmente durante el tiempo de aceleración. Además, el cursor sobre el anillo tiene tiempo suficiente para ajustar su velocidad a la del huso para cada etapa de la velocidad del huso.
Durante el funcionamiento normal, el rotor y el cursor giran con frecuencias de rotación casi idénticas, de modo que la fricción entre el rotor y el cursor se reduce a casi 0. Además, como el rotor gira casi sin fricción debido al rodamiento magnético superconductor, se puede lograr una velocidad de rotación significativamente mayor del conjunto de rotoranillo/cursor en el dispositivo de enrollamiento y torsión de acuerdo con la presente invención. Como resultado, se puede incrementar la productividad del dispositivo de enrollamiento y torsión según la invención.
Además, como solo hay fricción entre el anillo y el cursor durante la aceleración del huso, la vida útil del cursor se prolonga significativamente en comparación con los sistemas convencionales de anillo/cursor. Además, se puede garantizar una alta calidad del hilo hilado en anillo incluso con rotaciones más rápidas del huso.
Finalmente, el proceso de anudado del hilo, en particular en caso de rotura del hilo, se puede realizar sin parar toda la máquina de hilado de anillos o de torsión de anillos, incluso cuando la pluralidad de husos se accionan conjuntamente como en el caso de las máquinas existentes de hilado de anillos. Por lo tanto, el dispositivo de enrollamiento y torsión según la invención permite actualizar las máquinas existentes de hilado de anillos con un rodamiento magnético superconductor sin el coste de inversión sustancial de proporcionar accionamientos de huso individuales.
El dispositivo de enrollamiento y torsión según la invención permite realizar el proceso de anudado del hilo de forma similar a una máquina convencional de hilado de anillos. Durante el anudado, el cursor localizado en el anillo comienza a girar de forma síncrona con la rampa de subida de la rotación del huso para impartir la torsión requerida en el hilo antes de que el rotor comience a girar. En poco tiempo, la fricción entre el cursor y el anillo hace que el rotor gire con velocidad angular creciente hasta casi igualar la frecuencia de rotación del huso. Después de alcanzar la frecuencia de rotación final, casi no hay movimiento relativo entre el rotor, es decir, el anillo, y el cursor, de modo que casi no existe fricción entre el cursor y el anillo. Por lo tanto, el conjunto de rotor-anillo/cursor según la invención minimiza el tiempo de rampa de subida para que coincida con el de los sistemas convencionales de anillo/cursor.
Debido a la fricción considerablemente reducida entre el cursor y el anillo durante el funcionamiento en estado estable del dispositivo de enrollamiento y torsión de la presente invención, la tensión del hilo se reduce significativamente durante el proceso de hilado de anillos, lo que reduce el riesgo de rotura del hilo y/o permite frecuencias de rotación del huso incrementadas. Dado que la fricción entre el cursor y el anillo se reduce en comparación con los sistemas convencionales de anillo/cursor desde el principio de la fase de rampa de subida, debido a la rotación del rotor establecida, la tensión del hilo se reduce aún más durante la rampa de subida de la rotación del huso en comparación con las máquinas convencionales de hilado de anillos. Esto mejora la fiabilidad de la máquina de hilado de anillos y permite acortar el tiempo de rampa de subida.
Se aplican consideraciones similares para una rampa de bajada de la rotación del huso, por ejemplo, para anudar hilos.
De acuerdo con un modo de realización, el sistema de anillo/cursor se puede montar de manera separable en el rotor. A modo de ejemplo, el sistema de anillo/cursor se puede montar en el rotor mediante bloqueo, en particular bloqueo positivo, por ejemplo por medio de un buje de tuerca, una ranura, una muesca o similar, y/o mediante acoplamiento por fricción, por ejemplo mediante atornillado. El montaje separable del sistema de anillo/cursor permite un intercambio rápido del sistema de anillo/cursor con un sistema de anillo/cursor de un diámetro interior diferente de la trayectoria del cursor que se requiere para hilar diferentes hilos. Como el sistema de anillo/cursor está montado en el rotor de acuerdo con la presente invención, el sistema de anillo/cursor se centra automáticamente con respecto al eje del huso como resultado del centrado del rotor. En consecuencia, resulta muy fácil cambiar el sistema de anillo/cursor y, por lo tanto, cambiar a un hilo o calidad de hilo diferente.
Como se ha descrito anteriormente, el rotor puede comprender uno o más imanes permanentes, en particular anulares.
De acuerdo con otro modo de realización, el anillo del sistema anillo/cursor puede tener una parte de base circular configurada para conectarse de forma mecánica a una parte interna del rotor. En otras palabras, una parte del rotor que se proporciona radialmente en el interior del rotor está conectada de forma mecánica a una parte de base correspondiente del sistema de anillo/cursor que tiene una sección transversal circular. A modo de ejemplo, se puede proporcionar una parte cilindrica del sistema de anillo/cursor como parte de base circular en la que la parte cilindrica está conectada de forma mecánica a una parte interna vertical del rotor, tal como una superficie interna vertical de un rotor de forma anular. De forma alternativa, el anillo del sistema anillo/cursor puede tener una parte de base circular configurada para conectarse de forma mecánica a una parte externa del rotor. Sin embargo, se puede lograr una tensión de hilo reducida cuando se conecta de forma mecánica la parte de base a una parte interna del rotor.
Una parte de base circular configurada para conectarse de forma mecánica a una parte interna del rotor permite centrar automáticamente el sistema de anillo/cursor conectándolo al rotor. Además, se puede diseñar un sistema de anillo/cursor particularmente ligero usando una parte de base circular de este tipo.
De acuerdo con un modo de realización específico, la parte de base circular puede estar configurada para insertarse en la parte interna del rotor. En otras palabras, la parte de base circular se puede configurar para insertarse en contacto con la parte interna del rotor moviendo la parte de base circular a lo largo del eje del rotor hasta que esté en contacto total o suficiente con la parte interna del rotor.
La parte de base circular puede estar configurada para acoplarse por fricción a un interior de la parte interna del rotor. En otras palabras, se puede elegir una propiedad de diseño y/o de superficie de la parte de base circular y/o un interior correspondiente de la parte interna del rotor para proporcionar suficiente fricción para un acoplamiento seguro durante la operación de hilado de anillos. A modo de ejemplo, se puede proporcionar una parte de base cilindrica para acoplarse por fricción a una superficie interna correspondiente del rotor.
De forma adicional o alternativa, la parte de base circular puede estar configurada para acoplarse a un interior de la parte interna del rotor mediante un bloqueo positivo. Con este fin, la parte de base y la parte interna del rotor pueden comprender elementos de interbloqueo tales como, en particular, salientes dispuestos de forma axial y rebajos correspondientes. A modo de ejemplo, lengüetas y hendiduras correspondientes o una chaveta y una ranura correspondiente pueden disponerse en una superficie externa de la parte de base y la superficie interna de la parte interna, respectivamente, para proporcionar un ajuste positivo.
La parte de base circular puede deformarse para encajar en el interior de la parte interna del rotor. En particular, la parte de base circular puede deformarse elásticamente de modo que el diámetro máximo de la parte de base, que es ligeramente mayor que el diámetro mínimo de la parte interna del rotor en un estado no conectado, se reduce para coincidir con el diámetro de la parte interna del rotor deformando la parte de base, en particular deformando manualmente la parte de base.
La parte de base circular puede, en particular, estar provista de una o más ranuras, en particular axiales, para poder deformarse. En otras palabras, se proporcionan una o más ranuras, en particular dispuestas axialmente, es decir, verticales, en la parte de base circular para permitir un espacio circunferencial adicional para comprimir la parte de base circular para su inserción en la parte interna del rotor. Se pueden proporcionar ranuras axiales a lo largo de parte o de toda la extensión vertical de la parte de base circular, en particular llegando hasta el borde de la parte de base circular. De forma alternativa o adicional, se pueden proporcionar una o más ranuras dispuestas de forma circunferencial, con o sin orejetas orientadas de forma circunferencial, para la deformabilidad necesaria de la parte de base circular.
Una parte de base circular formada de forma correspondiente se puede insertar y retirar fácilmente de la parte interna del rotor cuando se cambia el sistema de anillo/cursor, por ejemplo, para cambiar a un diámetro diferente de la trayectoria del cursor.
De acuerdo con un modo de realización, la parte de base circular puede estar configurada para encajarse a presión en la parte interna del rotor. Con este fin, la parte de base circular puede tener una superficie externa cilindrica o ligeramente cónica que se acopla por fricción a la parte interna del rotor mediante el encaje a presión de la parte de base circular en la parte interna del rotor. El encaje a presión de la parte de base circular en la parte interna del rotor proporciona un mecanismo muy conveniente para conectar rápidamente el sistema de anillo/cursor al rotor, en el que el anillo se centra automáticamente con respecto al eje del huso.
El anillo del sistema de anillo/cursor puede comprender una parte cónica proporcionada entre la parte de base circular y una parte superior en forma de anillo sobre la que se dispone el cursor. La parte cónica puede formarse para pasar de un diámetro de la parte de base, que está configurado para coincidir con el diámetro de la parte interna del rotor, a un diámetro deseado de la trayectoria del cursor. Se pueden realizar diferentes diámetros de la trayectoria cambiando el ángulo cónico de la parte cónica, es decir, la pendiente de la parte cónica con respecto a la parte de base cilindrica. Por lo tanto, se pueden usar diferentes sistemas de anillo/cursor con diferentes ángulos cónicos para cambiar rápidamente a un hilo o calidad de hilo diferente.
El anillo puede ser no magnético, es decir, estar hecho de uno o más materiales no magnéticos. Como consecuencia, el anillo no interfiere con la fuerza de rodamiento estática del rodamiento magnético superconductor proporcionada por el conjunto rotor-estátor.
El anillo puede, en particular, estar hecho de uno o más metales y/o aleaciones no ferromagnéticos. Los materiales no ferromagnéticos no se magnetizan cuando se exponen al campo magnético de un imán permanente tal como el del rotor.
De acuerdo con otro modo de realización, el cursor puede ser no magnético, es decir, estar hecho de uno o más materiales no magnéticos. Al igual que con el anillo, un cursor no magnético no interfiere con la fuerza de rodamiento del rodamiento magnético superconductor. En particular, el movimiento del cursor a lo largo del anillo no se ve obstruido por una interacción magnética entre el imán permanente del rotor y el cursor que podría dar lugar a una fricción incrementada entre el cursor y el anillo.
El cursor puede tener una masa inferior a 50 mg, preferentemente inferior a 20 mg. El uso de un cursor liviano reduce tanto la fricción entre el cursor y el anillo como el desequilibrio restante del conjunto de rotor-anillo/cursor. Como resultado, se reducen las vibraciones debidas a un desequilibrio residual.
De acuerdo con otro modo de realización, al menos la parte de la superficie del cursor que entra en contacto con el filamento puede estar cubierta. En particular, todo el cursor puede estar cubierto. En este contexto, el recubrimiento puede elegirse de modo que minimice la fricción entre el hilo y el cursor y entre el cursor y el anillo. Por ejemplo, el recubrimiento puede tener un valor promedio de rugosidad Ra (pm) en el intervalo de Ra = 0,025 (lapeado) a Ra = 0,5 (prerectificación) de acuerdo con la norma DIN EN ISO 4287:2010-07. De forma alternativa, se puede elegir un recubrimiento del cursor de modo que el coeficiente de fricción cinética p sea menor que 0,1, preferentemente menor que 0,05.
Además, el cursor puede estar hecho de material plástico o de metal ligero o comprender un material plástico y/o un
metal ligero.
De acuerdo con otro modo de realización, el estátor puede sujetarse mediante un dispositivo de sujeción del dispositivo de enrollamiento y torsión, estando formado dicho dispositivo de sujeción con una posición fija y pudiendo moverse el huso con la bobina de forma axial con respecto al estátor fijo, es decir, a lo largo del eje del huso para enrollar el hilo en la bobina. Sin embargo, en otro modo de realización de la invención, el huso con la bobina es fijo y el dispositivo de sujeción de estátor está conectado a un dispositivo de desplazamiento de estátor, de modo que el dispositivo de enrollamiento y torsión para máquinas de hilado de anillos y de torsión de anillos puede moverse axialmente en relación con el huso y la bobina, es decir, a lo largo del eje del huso.
En cuanto al dispositivo de sujeción de estátor, se mantendrá una distancia radial entre la bobina y la zona delimitadora radial interna del estátor o del rotor, de acuerdo con cuál tenga el radio más pequeño. Para mantener constante la resistencia del aire creada por el balón de hilo durante el período de enrollamiento del hilo o torsión en la bobina, es posible que el modo de realización con un dispositivo móvil de enrollamiento y torsión disponga la guía de hilos en el extremo superior del balón de hilo de modo que esté conectada de forma fija con el dispositivo de sujeción de estátor o que esté fijada directamente en el estátor, de modo que la guía de hilos se pueda desplazar en dirección axial junto con el dispositivo de enrollamiento y torsión. Como resultado, la distancia de la guía de hilos al rotor y, en consecuencia, la expansión del balón de hilo, permanece constante durante el proceso de enrollamiento.
La presente divulgación proporciona además una máquina de hilado de anillos o de torsión de anillos que comprende una pluralidad de dispositivos de enrollamiento y torsión de acuerdo con una cualquiera de los modos de realización descritos anteriormente, y un sistema de accionamiento de huso configurado para accionar conjuntamente los husos de la pluralidad de dispositivos de enrollamiento y torsión.
Una máquina de hilado de anillos o de torsión de anillos de este tipo puede tener más de 100, potencialmente más de 1000 dispositivos de enrollamiento y torsión de acuerdo con uno de los modos de realización descritos anteriormente. Se puede proporcionar un sistema de accionamiento de huso como se conoce en la técnica en combinación con los dispositivos de enrollamiento y torsión como se describe en la presente divulgación. En particular, se puede usar una transmisión por correa para accionar la pluralidad de husos con un único motor de accionamiento.
Otras características y modos de realización ejemplares, así como las ventajas de la presente divulgación, se explicarán en detalle con respecto a los dibujos. Se entiende que la presente divulgación no debe interpretarse como limitada por la descripción de los siguientes modos de realización. Además, debe entenderse que algunas o todas las características descritas a continuación también se pueden combinar de formas alternativas.
Figura 1 muestra una vista tridimensional esquemática de un sistema de hilado de anillo convencional.
Figura 2 muestra una vista tridimensional esquemática de un dispositivo de enrollamiento y torsión de acuerdo con la presente invención.
Figura 3 muestra una representación esquemática de un dispositivo de enrollamiento y torsión de acuerdo con la presente invención.
Figura 4 muestra vistas tridimensionales de dos configuraciones alternativas de un dispositivo de enrollamiento y torsión de acuerdo con la presente invención.
Figura 5 muestra una vista tridimensional de un sistema de anillo/cursor de acuerdo con la presente invención.
Figura 6 muestra mediciones de la tensión de hilo para un dispositivo de enrollamiento y torsión de acuerdo con la presente invención.
En las figuras, signos de referencia idénticos indican componentes idénticos o similares.
La figura 2 muestra una vista tridimensional esquemática de un dispositivo de enrollamiento y torsión de acuerdo con la presente invención. La representación de la figura 2 se simplifica para demostrar el principio de la presente invención sin ser limitante en lo que respecta a un modo de realización específico. El eje vertical del dispositivo de enrollamiento y torsión 200 está indicado por la bobina 209, mostrada aquí como un cilindro.
Un elemento superconductor anular 211 del estátor y el rotor de forma anular 220 están dispuestos de forma coaxial con respecto al eje del huso. El modo de realización representado no limitante muestra una disposición desplazada axialmente del estátor y el rotor 220. El rotor 220 comprende un imán permanente anular 221 con la misma extensión radial que el elemento superconductor 211 del estátor, desplazado a lo largo del eje del huso para proporcionar un espacio de aire entre el estátor y el rotor durante el funcionamiento. El rotor 220 comprende además un elemento de refuerzo anular opcional 222 que se muestra aquí para rodear el imán permanente 221 en una dirección circunferencial. El elemento de refuerzo anular puede dar estabilidad al imán permanente y, además, puede incluir o estar hecho de un material eléctricamente conductor. Se puede proporcionar un dispositivo de control de velocidad de rotación 256 en un lado del elemento de refuerzo anular para inducir corrientes de Foucault en el material conductor eléctrico para influir activamente en la velocidad de rotación del rotor 220 mediante frenado.
En el modo de realización representado no limitante, un sistema de anillo/cursor 230 de acuerdo con la presente invención se inserta en el diámetro interior del imán permanente anular 221 para acoplarse por fricción a una superficie interna del rotor 220. Se entiende que, de forma alternativa o adicional, se puede proporcionar un elemento de refuerzo en el interior del imán permanente anular 221 que se acopla por fricción al sistema de anillo/cursor 230.
En la figura, el sistema de anillo/cursor 230 se monta en el rotor 220 insertándolo en un diámetro interior del rotor. Sin embargo, se entiende que el sistema de anillo/cursor se puede montar en el rotor 220 mediante otros medios mecánicos tales como bloqueo o atornillado, en particular montando de forma separable el sistema de anillo/cursor en el rotor.
El propio sistema de anillo/cursor 230 comprende un anillo 231 y un cursor 232 montado de forma móvil en el anillo 231. Se puede elegir una sección transversal del anillo 231 para permitir el libre movimiento del cursor 232 a lo largo de la circunferencia del anillo durante el funcionamiento de la máquina de hilado de anillos, en la que el cursor es arrastrado por el filamento guiado a través del cursor debido a la rotación del huso, como se conoce generalmente. Como se describió anteriormente, tanto el anillo 231 como el cursor 232 pueden estar hechos de materiales no magnéticos para evitar la interferencia con el campo magnético generado por el imán permanente anular 221.
En la figura 3 se muestra una vista más detallada del dispositivo de enrollamiento y torsión 200 como una vista lateral en sección transversal. De nuevo, la bobina 209 y el eje del huso 208 se indican esquemáticamente en la figura. El huso 208 está sujeto por un dispositivo de sujeción de huso y se hace girar mediante un dispositivo de rotación de huso 254. Como se mencionó anteriormente, se puede usar un accionamiento de huso individual como el dispositivo giratorio de huso 254. De forma alternativa, una pluralidad de husos se pueden hacer girar juntos por medio de un accionamiento de huso conjunto, por ejemplo usando una correa. El hilo pasa a través de la guía de hilo 202 y continúa a través del anillo de control de balón 203 y el cursor 232 para enrollarse en la bobina 209. A medida que el hilo es guiado a través del cursor 232, la rotación del huso 208 transporta el cursor 232 a lo largo del anillo 231 del sistema de anillo/cursor 230 de acuerdo con la presente invención. Como se describió anteriormente, la fricción inicial entre el cursor circulante 232 y la superficie del anillo 231 hace girartodo el rotor 220 durante la rampa de subida de la máquina de hilado de anillos. Después de alcanzar la frecuencia de rotación terminal del rotor, casi no hay movimiento relativo entre el cursor 232 y el rotor 220, es decir, el anillo 231, de modo que la fricción entre el cursor y el anillo se reduce a casi 0. Esta reducción de la fricción resulta de la sustentación casi sin fricción del rotor 220 por el rodamiento magnético superconductor del estátor 210.
El problema del calor por fricción entre el anillo y el cursor puede resolverse usando un control programado del huso que aplica incrementos escalonados de la velocidad del huso (velocidad múltiple), posiblemente junto con múltiples rampas de aceleración del huso, de modo que no se genere calor crítico en el cursor durante la fase de aceleración. El control programado de incrementos escalonados de la velocidad del huso permite que el huso se acelere gradualmente hasta la velocidad seleccionada del huso. Para cada incremento escalonado de la velocidad del huso, se pueden usar múltiples rampas de aceleración como valor establecido. Esta configuración no solo reduce la generación de calor entre el anillo y el cursor durante el anudado del hilo, sino que también evita inconvenientes tales como que el cursor salga despedido, especialmente durante el tiempo de aceleración. Además, el cursor sobre el anillo tiene tiempo suficiente para ajustar su velocidad a la del huso para cada etapa de la velocidad del huso. La diferencia restante en las frecuencias de rotación entre el rotor 220 y el huso 208, así como la fricción del aire del balón de hilo 204, que se forma, enrolla el hilo en la bobina 209 mientras que la circulación del balón de hilo 204 imparte la torsión deseada al hilo.
Como en la figura 2, el rotor 220 se desplaza en dirección axial con respecto al estátor 210. El estátor 210 que comprende al menos un material superconductor 211, mostrado en la figura 3 como un elemento anular superconductor a modo de ejemplo, está dispuesto de forma coaxial al huso y/o al eje del huso 208 y se enfría por debajo de la temperatura de transición del material superconductor 211 mediante el dispositivo de enfriamiento de estátor 240. El estátor 210 que está dispuesto debajo del rotor 220 en este desarrollo ejemplar está sujetado por un dispositivo de sujeción de estátor 250 que solo se indica esquemáticamente. En el modo de realización ejemplar de la figura 3, el estátor 210 comprende, además del elemento anular superconductor 211, un elemento aislante que encierra, al menos parcialmente, los elementos superconductores para proporcionar aislamiento térmico contra el entorno.
Como se describe con respecto a la figura 2, el rotor 220 puede incluir un imán permanente anular 221 y un elemento de refuerzo anular 222 que rodea circunferencialmente y sostiene el imán permanente 221. Además, en la figura se muestra una parte interna, más específicamente una superficie interna 225 dispuesta verticalmente, del rotor 220. La superficie interna 225 se acopla por fricción a una parte de base cilindrica 233a del sistema de anillo/cursor 230 después de insertarse la parte de base en la parte interna del rotor. Como se ha descrito anteriormente, la parte de base cilindrica 233a puede estar provista de un diámetro exterior ligeramente mayor que el diámetro interior de la parte interna 225 del rotor y puede deformarse para poder insertarse en la parte interna del rotor. En la figura 5 se muestra un modo de realización específico no limitante de la parte de base 233a.
De acuerdo con el modo de realización ejemplar de la figura 3, el rotor 220 y el estátor 210 están dispuestos en paralelo y a una distancia axial entre sí de modo que no estén en contacto entre sí y de modo que el campo magnético creado por los ¡manes permanentes anulares 221 del rotor pueda entraren el material superconductor 211 del estátor 210.
Mientras el rotor 220 levita a través de la fijación del flujo magnético en los elementos superconductores 211 del estátor 210 se forma un canal en forma de anillo 223 entre una superficie inferior 224 del rotor 220 y una superficie superior 212 del estátor 210. Este espacio de aire entre el rotor 220 y el estátor 210 se mantiene durante el funcionamiento debido a la fuerza de rodamiento magnético superconductor incluso cuando el estátor 210 se mueve hacia arriba y hacia abajo como se indica en la figura.
Para el encendido y el apagado del dispositivo de enrollamiento y torsión 200, el rotor 220 se mantiene de forma coaxial aúna distancia del estátor 210 mediante un dispositivo de sujeción de rotor 252, la temperatura del elemento superconductor 211 se reduce por debajo de la temperatura de transición del material superconductor y el rotor 220 es liberado posteriormente por el dispositivo de sujeción de rotor 252. Para ello, la conexión mecánica 253 representada esquemáticamente puede retraerse durante el funcionamiento.
Para enrollar el hilo en la bobina 209, el dispositivo de sujeción de estátor 250 se desplaza en una variante de la invención a lo largo del eje del huso por medio de un dispositivo de desplazamiento de estátor 251 en el que la guía de hilos 202 y, opcionalmente, el anillo de control de balón 203 se pueden mover a lo largo por medio de una conexión rígida opcional 260 (indicada esquemáticamente) mientras que el huso no cambia su posición con respecto a la máquina de hilado de anillos. En otra variante de la invención, la posición del dispositivo de enrollamiento y torsión con respecto a la máquina de hilado de anillos permanece fija mientras que el huso 208 con la bobina 209 se desplaza a lo largo del eje del huso por medio del dispositivo de desplazamiento de huso 255.
La figura 4 muestra vistas tridimensionales de dos configuraciones alternativas de un dispositivo de enrollamiento y torsión de acuerdo con la presente invención. La configuración mostrada en la figura 4a corresponde a la configuración mostrada en las Figuras 2 y 3, donde el rotor 220, mostrado aquí como el imán permanente anular 221, está desplazado verticalmente con respecto al estátor 210, mostrado aquí como el elemento superconductor 211. Tanto el imán permanente 221 como el elemento superconductor 211 están dispuestos de forma coaxial con respecto al eje del huso representado por la bobina 209. Como en la figura 2, un sistema de anillo/cursor 230, que incluye un anillo 231 y un cursor 232, está montado en el rotor 220, en particular insertando una parte de base circular del anillo en un diámetro interior del rotor. Como consecuencia, el anillo 231 gira de forma síncrona junto con el rotor 220 mientras que el cursor 232 proporciona flexibilidad adicional necesaria para una rampa de subida y una rampa de bajada rápidas, por ejemplo, para un proceso de anudado.
En la figura 4b se muestra un modo de realización alternativo en el que el rotor y el estátor están dispuestos de forma coplanar, es decir, en el mismo plano horizontal. Como en la configuración de acuerdo con la figura 4a, el rotor y el estátor están dispuestos de forma coaxial con respecto al eje del huso. De nuevo, un sistema de anillo/cursor 330 que incluye un anillo 331 y un cursor 332 está montado en el rotor, mostrado aquí como el imán permanente anular 321, por ejemplo mediante acoplamiento por fricción entre una parte de base circular del anillo 331 y una superficie interna del imán permanente 321 o por medio de un buje de tuerca.
Como se mencionó anteriormente, la disposición coplanaria de la figura 4b tiene una mayor rigidez que la disposición desplazada axialmente de la figura 4a si se usa un cilindro suficientemente largo de material superconductor 311 para el estátor. Por el contrario, la disposición desplazada axialmente de la figura 4a tiene la ventaja de una instalación simplificada. El sistema de anillo/cursor según la invención se puede montar en el rotor de cualquiera de los modos de realización en los que la disposición de acuerdo con la figura 4a proporciona una disposición más compacta en lo que respecta al calibre de los husos vecinos en base a diámetros internos idénticos de las trayectorias de los cursores (dependiendo de la calidad de hilo deseada).
La figura 5 muestra una vista tridimensional esquemática del sistema de anillo/cursor 230 de acuerdo con un modo de realización particular de la presente divulgación. Como se ha descrito anteriormente, el sistema de anillo/cursor 230 comprende un anillo 231 y un cursor 232 que está dispuesto de forma móvil en el anillo. La forma y la sección transversal del anillo 231 y del cursor 232 se pueden seleccionar de acuerdo con la calidad de hilo deseada y la fricción remanente entre el anillo y el cursor.
De acuerdo con el modo de realización ejemplar de la figura 5, el sistema de anillo/cursor 230 tiene una parte de base circular 233a configurada para insertarse en una parte interna del rotor. Para poder montarse de forma sencilla y separable en el rotor, la parte de base específica 233a está provista de una pluralidad de ranuras axiales 233b, es decir, verticales, que permiten deformar ligeramente la parte de base durante su inserción en la parte interna del rotor. En otras palabras, la parte de base 233a está provista de un diámetro ligeramente mayor que el diámetro interior de la parte interna del rotor 220, en la que las ranuras 233b permiten reducir el diámetro de la parte de base mediante deformación manual para insertar la parte de base en la parte interna del rotor. Pueden concebirse modos de realización alternativos y están incluidos en la presente divulgación. A modo de ejemplo, se pueden proporcionar una o más ranuras dispuestas de forma circunferencial, con o sin orejetas correspondientes, para permitir la deformación de la parte de base para su inserción en la parte interna del rotor.
La figura 6 muestra mediciones de la tensión de hilo para un dispositivo de enrollamiento y torsión de acuerdo con la presente invención. La figura muestra cuatro curvas 281 a 284 que reflejan resultados experimentales para la tensión de hilo en cN frente al tiempo. Las cuatro curvas de la figura 6 muestran la tensión de hilo para velocidades angulares del huso de 15.000 rpm, 20.000 rpm, 25.000 rpm y 30.000 rpm, respectivamente. Como puede verse en la figura, la
tensión de hilo se incrementa casi linealmente con la frecuencia de rotación del huso. Lo que es más importante, se logró una frecuencia de rotación significativamente más alta, de hasta 30.000 rpm, usando el dispositivo de enrollamiento y torsión según la invención debido a la fricción significativamente reducida entre el cursor y el anillo. Por lo tanto, la tensión de hilo se puede reducir hasta en un 50 % en comparación con el proceso convencional de hilado de anillos. Además, los picos de tensión de hilo en los sistemas convencionales de hilado de anillos pueden evitarse usando el sistema de anillo/cursor según la invención.
Además, el montaje del sistema de anillo/cursor según la invención en un rotor que levita permite realizar el proceso convencional de anudado, por ejemplo en caso de rotura del hilo. Además, los modos de realización descritos anteriormente para montar de forma separable el sistema de anillo/cursor en el rotor reducen significativamente el tiempo de cambio para cambiar a un hilo diferente y/o una calidad de hilo diferente. Además, los cambios rápidos de la tensión de hilo, es decir, la variación de tensión de hilo durante cada ciclo de movimiento del riel del anillo, se pueden ajustar junto con el buen funcionamiento del imán giratorio sin vibración usando el sistema de anillo/cursor según la invención en el imán.
Claims (15)
1. Dispositivo de enrollamiento y torsión (200) para una máquina de hilado de anillos o de torsión de anillos, que comprende:
un estátor (210) que comprende un material superconductor (211, 311),
un dispositivo de enfriamiento de estátor (240),
un rotor (220) configurado para generar un campo magnético, y
un huso giratorio (208),
en el que el rotor y el estátor están dispuestos de forma coaxial al huso;
caracterizado por que
el rotor tiene un sistema de anillo/cursor (230, 330) montado en el mismo.
2. El dispositivo de enrollamiento y torsión (200) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el sistema de anillo/cursor (230, 330) está montado de manera separable en el rotor (220).
3. El dispositivo de enrollamiento y torsión (200) de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el sistema de anillo/cursor (230, 330) está montado en el rotor (220) mediante bloqueo y/o acoplamiento por fricción.
4. El dispositivo de enrollamiento y torsión (200) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el rotor (220) comprende un imán permanente, en particular anular (221, 321).
5. El dispositivo de enrollamiento y torsión (200) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en el que el anillo del sistema de anillo/cursor (230, 330) tiene una parte de base circular (233a) configurada para conectarse de forma mecánica a una parte interna del rotor (220).
6. El dispositivo de enrollamiento y torsión (200) de acuerdo con la reivindicación 5, en el que la parte de base circular (233a) está configurada para insertarse en la parte interna del rotor (220).
7. El dispositivo de enrollamiento y torsión (200) de acuerdo con la reivindicación 6, en el que la parte de base circular (233a) está configurada para acoplarse por fricción a un interior (225) de la parte interna del rotor (220).
8. El dispositivo de enrollamiento y torsión (200) de acuerdo con la reivindicación 6 o 7, en el que la parte de base circular (233a) puede deformarse para encajar dentro de la parte interna del rotor (220).
9. El dispositivo de enrollamiento y torsión (200) de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 a 8, en el que la parte de base circular (233a) está provista de una o más ranuras (233b), en particular axiales, para poder deformarse.
10. El dispositivo de enrollamiento y torsión (200) de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 a 9, en el que la parte de base circular (233a) está configurada para encajarse a presión en la parte interna del rotor (220).
11. El dispositivo de enrollamiento y torsión (200) de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 a 10, en el que el anillo (231, 331) no es magnético.
12. El dispositivo de enrollamiento y torsión (200) de acuerdo con la reivindicación 11, en el que el anillo (231, 331) está hecho de uno o más metales y/o aleaciones no ferromagnéticos.
13. El dispositivo de enrollamiento y torsión (200) de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 a 12, en el que el cursor (232, 332) no es magnético.
14. El dispositivo de enrollamiento y torsión (200) de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 a 13, en el que el cursor (232, 332) tiene una masa inferior a 50 mg, preferentemente inferior a 20 mg.
15. Una máquina de hilado de anillos o de torsión de anillos, que comprende:
una pluralidad de dispositivos de enrollamiento y torsión (200) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, y
un sistema de accionamiento de huso configurado para accionar conjuntamente los husos de la pluralidad de dispositivos de enrollamiento y torsión.
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