专利摘要:
本発明は、スプールユニット(SEI)のスプール(SPU)に巻き付けられる巻取り製品(GUT)用のスプールユニット(SEI)の糸ガイド(FAD)に関し、糸ガイド(FAD)は巻き付ける際に前後の移動を行いかつ電気リニアモータ(LIN)のロータ(LAU)として構成され、ロータ(LAU)は少なくとも1つの車輪(R1”,R2”)上で支持され、かつ移動磁界を生成するために設けられるステータ(STA)の反対側に配置され、ステータ(STA)に沿って移動磁界を移動するために少なくとも1つの永久磁石(PE1”,PE2”)備え、本発明によるとステータ(STA)より上に厳密に1本のレール(SC”)が配置され、少なくとも1つの車輪(R1”,R2”)を利用してロータ(LAU)がこのレール(SC”)上で支持される。有利にはロータ(LAU)はまた、磁気戻り経路を形成するためにロータ(LAU)の移動に追従する少なくとも1つのバックアイアン(REU”)を備える。
公开号:JP2011512309A
申请号:JP2010547000
申请日:2009-01-28
公开日:2011-04-21
发明作者:マイル,アレクサンダー
申请人:スターリンゲル アンド シーオー.ゲーエムベーハー;ルナトーネ インドゥストリエッレ エレクトロニク ゲーエムベーハー;
IPC主号:B65H54-28
专利说明:

[0001] 本発明は、スプールユニットのスプールに巻き付けられる巻取り製品用のスプールユニットの糸ガイドに関し、糸ガイドは巻き付ける際に前後に移動しかつ電気リニアモータのロータとして構成され、ロータは、少なくとも1つの車輪の上に設置され、かつ移動磁界を生成するために設けられるステータの反対側に配置され、ステータに沿って移動磁界を移動するために少なくとも1つの永久磁石を備える。]
背景技術

[0002] 本文献は「糸」または「糸ガイド」などについて言及しているが、巻取り製品は、それが巻き付けることが可能である限り基本的にいかなる所望の形態でもよく、したがって巻取り製品は糸状のものだけでなく、例えばテープ形態の場合もある。]
[0003] ボビン上に紡績糸を集めるための糸誘導デバイス、特に開放端の紡糸フレームが欧州特許第1342686B1号より知られている。デバイスは、駆動手段によって結合するボビンの前方で前後に移動することができる一連の糸ガイドを備える。駆動手段はこの場合、電気リニアモータのロータとして構成され、ロータは磁気バー本体を備え、電磁式に励磁するらせん構造のバー本体を備えるステータの上に配置される。ステータによって変化する磁界を生成することによって、ステータ上に可動式に配置されたロータがボビンの前方で前後に移動することができる。]
[0004] ステータはその全長にわたって水平軸を備える回転体を備え、この回転体上にロータが支持され、回転摩擦を利用してステータに沿って長手方向に前後に移動することができる。]
[0005] しかしながら、例えば押し出される糸をスプールに巻くときに必要な高速での巻き取り、特に加速する巻き取りを実現するには、上記に説明したようなデバイスは、複数の糸ガイドで形成された構成は重量があり、その一方で多数の回転体を加速させる必要があるため適していない。]
[0006] リニアモータによって駆動される巻取りデバイスの糸ガイドは、例えば欧州特許第1148016A2号またはドイツ特許第19623771Al号より知られている。この場合糸ガイドは、モータのロータに直接適合される。さらにリニアモータは、日本特許第1160348号および日本特許第2003214032号より知られており、ここではロータは車輪の上に設置され、例えば軟鉄製の部材である磁気バックアイアン部材を含む。]
先行技術

[0007] 欧州特許第1342686B1号
欧州特許第1148016A2号
ドイツ特許第19623771Al号
日本特許第1160348号
日本特許第2003214032号]
課題を解決するための手段

[0008] 本発明の目的は、ロータが安定して設置され、かつ高速でかつ加速して移動することができる簡素な構造設計の糸ガイドを製造することである。]
[0009] この目的は、上記に記載したタイプ、すなわち厳密に1本のレールがステータより上に配置され、少なくとも1つの車輪を利用してこのレールにロータが設置される本発明による糸ガイドによって達成される。]
[0010] 本発明による糸ガイドでは、糸ガイドの車輪の数を少なく抑えることができる。例えば従来技術から知られているような2本のレールに適合された変形形態の場合、ロータを安定して設置するには少なくとも3つの車輪が必要であるのに対して、この変形形態ではロータを安定して設置するのに必要な車輪は2つのみであり、これによりロータの重量を縮小させ糸ガイドの製造コストを削減することができる。]
[0011] 車輪の数がより少なくて済む本発明による設計の結果として、より軽量の糸ガイドを製造することが可能になり、この軽量の糸ガイドは迅速に加速させることができ高速で移動することができる。これに加えてこのような設計は、比較的簡素であり費用効率の高い方法で構築することができる。]
[0012] 糸ガイドは移動方向を横切る1本しかないレールの上に設置することができ、これに続いて、またステータより上の最適な位置に配向され、これにより一方でステータの移動磁界から糸ガイドにより強い力を伝達することができ、他方で車輪内およびレール上に軸方向の負荷がかからない、あるいはこのような負荷を著しく軽減させることができる。]
[0013] 有利な変形形態では、磁気戻り経路を形成するために、ロータは、それが移動する際ロータに同伴される少なくとも1つのバックアイアン部材を備え、その結果移動磁界を生成するのにステータは片側のみで必要となり、これにより片側だけにエアギャップが形成されるため、このようなエアギャップを小さいまま維持することができる。これに対応して磁石の大きさも同様に小さくかつ計量なまま維持することが可能になり、これは結果として高速でかつ加速して移動することができる簡素な設計の糸ガイドとなる。]
[0014] 片側設計(ステータが片側のみにある)の結果として大きな力が車輪に対して働き、これにより糸ガイドはレール上に留まり、望ましくない摺動を避けるために車輪がレールに対して十分に強く押されるため車輪がひどく摩耗することになる。車輪に対する力をなくすことは、本発明では望まれていない。]
[0015] 本発明の一実施形態では、厳密に1つの車輪によって1本のレール上に設置されるロータと、移動方向に1つの車輪の前方と後方に配置される少なくとも1つの摺動支持体とが設けられる。例えばレールの上面または下面上を摺動することができる摺動支持体は、ロータがその移動方向にまたはそれと反対方向に傾斜するのを防ぐ。厳密に1つの車輪を備えたこのような変形形態は、コストが削減されかつ重量が縮小されるためより好ましい。]
[0016] 補助の支持体を必要とせずに特にロータをその移動方向に安定させて設置する目的で、2つ以上の車輪によって1本のレール上にロータを設置させることも可能である。この場合、車輪は移動方向に互いの後ろに1本のラインで配置され、これにより1つの車輪の場合に起こる可能性のあるロータの移動方向でのまたはこれと反対方向での傾斜が回避される。コストが削減されかつ重量が縮小されるため厳密に2つの車輪を設けることが好ましい。]
[0017] 第1の副次的な変形形態では、ロータは、少なくとも1つの車輪を利用してレール上に固定式に設置される。この場合「固定式」に設置されるとは、ロータの一部がレールの片側に延在する、例えば1つまたは複数の車輪ならびにレールがロータの2つの側壁によって水平方向に包囲され、車輪がこれらの側壁の中に設置され、その結果ロータが水平方向に傾斜しないように保護されることを意味すると理解されたい。]
[0018] この変形形態は、特にレールの配置に関して精密に製作することを必要とするが、しかしながらこれは、ステータより上にロータを最適に配置することを保証する。]
[0019] 別の副次的な変形形態では、ロータは、少なくとも1つの車輪を利用してレール上に懸垂式に設置される。上記に記載した構成と比較すると、この変形形態では、ロータの質量の重心はレールとステータの間に位置し、レールのステータから離れるように向く側には位置していない。]
[0020] 懸垂式の変形形態には、ある程度のロータの水平方向の移動が可能であり、これにより例えばロータをステータより上のその最適な位置に自動的にセットできるという利点がある。]
[0021] 2つの副次的な変形形態では、差し当たり重要なのはレールがステータより上で長手方向に中央に延在する最適な位置設定である。]
[0022] 可能な限り多くの磁力を利用するために、ステータに向けてロータの下面に少なくとも1つの永久磁石を配置することが好ましい。]
[0023] 例えば、1つまたは複数の永久磁石を備えた面内に1つまたは複数のバックアイアン部材を置くことができる。別の構成では、1つまたは複数のバックアイアン部材は、永久磁石より上に配置される。]
[0024] 特にロータが懸垂式の変形形態では、1つまたは複数の永久磁石は、ステータに面する側で、ロータの移動方向に垂直な面内でステータから離れるように湾曲する外形を有することが有利になり得る。このような構成の結果として、ロータを磁界内でより適切に配向させることができ、ロータとステータ間の距離はロータが水平方向に移動するときでも一定のままである。]
[0025] ロータは、それがプラスチック材料など非磁性材料で作製された場合、特に軽量になるように設計することができる。ロータの重量が軽くなる程、より加速させることが可能になり、これはここでは停止時間を可能な限り短く保つことができるように、ロータの戻り地点において特に重要である。]
[0026] ロータが少なくとも1つの永久磁石および/または少なくとも1つのバックアイアン部材を収容するための1つまたは複数の凹部を有することから、したがってロータ上での永久磁石またはバックアイアン部材の安定した配置を実現することができる。]
[0027] 代替としてあるいは付加的に、少なくとも1つの永久磁石および/または少なくとも1つのバックアイアン部材をロータに接着させることも可能である。]
[0028] ロータがプラスチック材料で作製される場合、少なくとも1つの永久磁石および/または少なくとも1つのバックアイアン部材をロータと共に射出成型することが可能であり、これにより特に安定してこれらが保持され、これにより処理ステップがより少なくなることで製造工程をより簡単にすることができる。]
[0029] しかしながら、ロータ全体を実質的にバックアイアン部材として構成することも可能である。例えばロータを薄鋼板で作製することもできるが、これは費用効果は高いが相対的には容易ではない解決法を意味する。したがって例えばこのようなロータは、重量が問題とならない場合、したがって戻り地点において迅速に戻ることがさほど重要でない場合に使用することができる。]
[0030] さらにこれは、少なくとも1つの車輪がロータの1構成要素である、すなわち車輪をロータ上に設置することも可能である。これは、使用しなければならない車輪の数が少ないという利点があり、その一方でロータから分離されロータが動かすローラに関しては、ロータが移動可能であるべきその全長がローラを備える必要がある。本発明による解決法は、より簡素でより費用効果が高く、かつ多数のローラをロータとほぼ同じ速度まで加速させる必要がない。]
[0031] これに加えて、上記で言及した目的は、スプールユニットのスプールに巻き付けられる巻取り製品用のスプールユニットの電気リニアモータによって達成され、リニアモータは移動磁界を生成するステータを備え、本発明によるとこのステータは上記に記載した糸ガイドと反対側に配置される。]
[0032] 懸垂式ロータの特に優れた自動配置は、ステータが、糸ガイドに面する側で糸ガイドの移動方向に垂直な面内に糸ガイドに向かって湾曲する外形を有する際に行われる。]
[0033] 有利なことに、ロータが少なくとも1つのバックアイアン部材を同伴する。システムを最適化しかつロータに対する磁力を軽減させるため、したがって車輪軸受に対する力を軽減させるために、少なくとも1つの別のバックアイアン部材をステータと反対側でリニアモータに剛性に配置することができ、このバックアイアン部材はステータに対してほぼ平行に延在し、ロータはステータと少なくとも1つの別の剛性のバックアイアン部材との間に可動式に配置される。その結果、磁界の一部は固定されたバックアイアンによって吸収される。]
[0034] 最後に本発明は、上記に記載したリニアモータを備えた別のスプールユニットに関する。]
[0035] 本発明を図面を参照してさらに詳細に説明する。]
図面の簡単な説明

[0036] リニアモータの1構成要素である糸ガイドを備えるスプールデバイスの概略斜視図である。
レール上に適合された糸ガイドを備える本発明の変形形態を示す図である。
レール上に懸垂式に設置された糸ガイドを備える本発明の変形形態を示す図である。]
[0037] 図1は、例えば糸状の巻取り製品GUTを巻き付けるためのスプールユニットSEIの糸ガイドFADのおおまかな概略図である。スプールユニッは、巻取り製品GUTが巻き付けられるスプールSPUを備える。この目的のためにスプールSPUは、例えばスピンドルモータなどの駆動装置MOTによってその軸ACHを中心に回転される。糸ガイドFADは、知られているように、スプールSPUの回転に合わせた前後の動きでスプールに糸状の巻取り製品GUTを供給する。したがって巻取り製品GUTは、糸ガイドFAD内のガイド凹部AUF内に誘導される。] 図1
[0038] 特に図2および図3から推測することができるように、糸ガイドFADは、電気リニアモータLINのロータLAUとして構築され、ロータの1構成要素である、すなわちロータ上に設置された少なくとも1つの車輪R1’,R’;R1”,R2”を利用して、ロータLAUは、移動磁界を生成する巻線/巻線状のもの(spoolings)WICを備えたステータSTAと反対側に設置される。] 図2 図3
[0039] 1つまたは複数の車輪は、例えば工業用の軸受を使用してロータ上に設置され、軸受は軽量かつ防塵性であり大きな加速を実現するように設計される必要がある。]
[0040] ロータLAUが移動磁界内をステータSTAに沿って前後に移動することができるように、ロータLAUは、少なくとも1つの永久磁石PE1’,PE2’,PEI”,PE2”を備える。]
[0041] 図2および図3から推測することができるように、ロータLAUは、磁気戻り経路を形成するために、ロータLAUが移動する際にそれに同伴するバックアイアン部材REU’, REU”を備える。このようなバックアイアン部材は、軟磁性または強磁性材料で構成される。] 図2 図3
[0042] 図2および図3の異なる実施形態で示されるように本発明による構成では、厳密に一本のレールSC’,SC”がステータSTAより上に配置され、このレール上に少なくとも1つの車輪を利用してロータLAUが設置される。本発明によると、設けられるレールは1本のみであり、したがって車輪の数も同様に少なく保つことができる。極端な例では必要とされる車輪は1つのみであり、これによりロータの重量を縮小させかつ糸ガイドの製造コストを削減させることが可能であり、2つの車輪では、別の補助具を必要とせずに磁力がロータを安定した位置に保持する。] 図2 図3
[0043] ロータをその移動方向で特に安定させて支持することができるように、図2または図3に示される実施形態ではロータLAUは、2つの車輪R1’,R2’;R1”,R2”によって1本のレールSC’,SC”上に設置される。この場合車輪 R1’,R2’;R1”,R2”は、移動方向に互いの後ろに配置され、これによりロータLAUが傾斜するのを防ぐ。コストを削減し重量を縮小させるために、複数の車輪を備える変形形態では厳密に2つの車輪が設けられることが好ましい。] 図2 図3
[0044] 図2による第1の副次的な変形形態では、ロータLAUは2つの車輪R1’,R2’を利用してレールSC’上に固定式に設置される。この場合「固定式」に設置されるとは、ロータLAUの一部がレールSC’の片側に延在すること、例えば示されるように車輪R1’,R2’ならびにレールSC’がロータLAUの2つの側壁WA1,WA2によって水平方向に包囲され、車輪R1’,R2’がこれらの側壁の中に設置され、その結果ロータLAUが水平方向に傾斜しないように保護されることを意味すると理解されたい。] 図2
[0045] この変形形態は、特にレールSC’の配置に関して精密に製作することを必要とするが、しかしながらこれは、ステータより上にロータを最適に配置することを保証する。ロータLAUは、バックアイアン部材REU’および2つの永久磁石PEI’,PE2’を備える。]
[0046] 図3による別の副次的な変形形態では(バックアイアン部材REU”および2つの永久磁石PEI”,PE2”を備える)、ロータLAUは、車輪R1”,R2”を利用してレールSC”上に懸垂式に設置される。図2に従って上記に記載した構成と比較して、この変形形態では、ロータLAUの質量の重心は、レールSC”とステータSTAの間に位置しており、ステータから離れるように向くレールの側にはない。] 図2 図3
[0047] 懸垂式の変形形態には、一定の範囲でロータの水平移動が可能であり、これにより例えばロータをステータSTAより上のその最適な位置に自動的にセットすることができるという利点がある。]
[0048] 図2および図3の両方の変形形態において、差し当たり重要なのはレールSC’,SC”がステータSTAより上で長手方向に中央に延在する最適な位置設定である。] 図2 図3
[0049] 示される変形形態全てにおいて、ステータSTAに向かってロータLAUの下面に永久磁石PE1’,PE2’,PEI”,PE2”が配置されることが好ましい。]
[0050] 図3による懸垂式の変形形態では特に、永久磁石PEI”,PE2”が、ステータSTAに面する側でロータLAUの移動方向に垂直な面内にステータSTAから離れるように湾曲する外形を有することが有益となる。このような構成の結果として、ロータLAUを磁界内でより適切に配向させることができ、ロータLAUとステータSTA間の距離は、ロータが水平方向に移動するときでも一定のままである。] 図3
[0051] 懸垂式のロータの特に優れた自動配置は、代替でまたは特に付加的に、ステータSTAが、糸ガイドFADに面する側で、糸ガイドFADの移動方向に垂直な面内に糸ガイドFADに向かって湾曲する外形を有する場合に行われる。]
[0052] ロータLAUは、それがプラスチック材料など非磁性材料で作製された場合、特に軽量になるように設計することができる。ロータの重量が軽くなる程、より加速させることが可能になり、これはここでは停止時間を可能な限り短く保つことができるように、ロータの戻り地点において特に重要である。]
[0053] ロータLAUが少なくとも1つの永久磁石および/または少なくとも1つのバックアイアン部材を収容するための1つまたは複数の凹部を有することから、したがってロータ上での永久磁石またはバックアイアン部材の安定した配置を実現することができる。]
[0054] 代替としてあるいは付加的に、少なくとも1つの永久磁石PEI’,PE2’,PE1”,PE2”および/または少なくとも1つのバックアイアン部材REU’,REU”をロータに接着させることも可能である。]
[0055] ロータがプラスチック材料で作製される場合、少なくとも1つの永久磁石および/または少なくとも1つのバックアイアン部材をロータと共に射出成型することが可能であり、これにより特に安定してこれらが保持され、これにより処理ステップがより少なくなることで製造工程をより簡単にすることができる。]
[0056] 図面から見ることができるように巻取り製品GUTのための糸ガイドFAD内の凹部AUFはレールより上にかつロータLAUの上部領域内に見つけられる。]
[0057] 巻取り製品GUTのための凹部AUFはまた、水平方向にまさに同様に配置することも可能である。]
[0058] 例えば図面に示されるように、デバイス全体を90°の角度で傾斜させて(例えばロータの移動方向に対して平行な軸を中心として)配置することも可能であり、その結果ロータはもはやレールの上には延在しない代わりにレールにわたって水平方向に延在し、強力な磁力によってロータが落下するのが阻止される。これに対応して本出願および特許請求の範囲における用語「より上」(above)および「より下」(below)は、図面に示されるような配向での配置を指す。しかしながら、既に言及したようにロータがレールの隣に水平方向に延在する(例えば約90°左あるいは右に回転された図2または図3のいずれかの配置:しかしながら90°を超えて回転される、さらに図面中の像と比べて180°回転される配置も可能でありかつ適切である)配置も同様に保護される。] 図2 図3
权利要求:

請求項1
スプールユニット(SEI)のスプール(SPU)に巻き付けられる巻取り製品(GUT)用のスプールユニット(SEI)の糸ガイド(FAD)において、該糸ガイド(FAD)が巻き付ける際に前後に移動しかつ電気リニアモータ(LIN)のロータ(LAU)として構成され、該ロータ(LAU)が少なくとも1つの車輪(R1’,R2’;RI”,R2”)の上に設置され、かつ移動磁界を生成するために設けられるステータ(STA)の反対側に配置され、ステータ(STA)に沿って移動磁界を移動するために少なくとも1つの永久磁石(PEI’,PE2’,PEI”,PE2”)を備える糸ガイド(FAD)であって、ステータより上に厳密に1本のレール(SC’,SC”)が配置され、ロータ(LAU)が少なくとも1つの車輪(R1’,R2’;RI”,R2”)を利用してその上に設置されることを特徴とする糸ガイド(FAD)。
請求項2
ロータ(LAU)が、磁気戻り経路を形成するためにロータ(LAU)が移動する際にそれに同伴する少なくとも1つのバックアイアン部材(REU’,REU”)を備えることを特徴とする、請求項1に記載の糸ガイド(FAD)。
請求項3
ロータ(LAU)が、厳密に1つの車輪によって1本のレールの上に設置され、1つの車輪の前方と後方に移動方向に摺動支持体が配置されることを特徴とする、請求項1または2のいずれかに記載の糸ガイド。
請求項4
ロータ(LAU)が2つ以上の車輪(Rl,R2’;R1”,R2”)によって1本のレール(SC’,SC”)の上に設置されることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の糸ガイド。
請求項5
ロータ(LAU)が少なくとも1つの車輪(R1’,R2’)を利用してレール(SC’)の上に固定式に設置されることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の糸ガイド。
請求項6
ロータ(LAU)が少なくとも1つの車輪(R1”,R2”)を利用してレール(SC”)の上に懸垂式に設置されることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の糸ガイド。
請求項7
レール(SC’,SC”)が、ステータ(STA)より上で長手方向に中央に延在することを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載の糸ガイド。
請求項8
少なくとも1つの永久磁石(PEI’,PE2’,PEI”,PE2”)が、ステータ(STA)に面してロータ(LAU)の下面に配置されることを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載の糸ガイド。
請求項9
少なくとも1つの永久磁石(PEI”,PE2”)がステータに面する側でロータ(LAU)の移動方向に垂直の面内にステータ(STA)から離れるように湾曲する外形を有することを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載の糸ガイド。
請求項10
ロータ(LAU)が非磁性材料で作製されることを特徴とする、請求項1から9のいずれか一項に記載の糸ガイド。
請求項11
ロータ(LAU)が少なくとも1つの永久磁石および/または少なくとも1つのバックアイアン部材を収容するための1つまたは複数の凹部を有することを特徴とする、請求項1から10のいずれか一項に記載の糸ガイド。
請求項12
少なくとも1つの永久磁石(PEI’,PE2’,PEI”,PE2”)および/または少なくとも1つのバックアイアン部材(REU’,REU”)がロータ(LAU)に接着されることを特徴とする、請求項1から11のいずれか一項に記載の糸ガイド。
請求項13
ロータがプラスチック材料で作製され、少なくとも1つの永久磁石および/または少なくとも1つのバックアイアン部材がロータと共に射出成型されることを特徴とする、請求項1から12のいずれか一項に記載の糸ガイド。
請求項14
ロータ全体が実質的にバックアイアン部材として構成されることを特徴とする、請求項2から12のいずれか一項に記載の糸ガイド。
請求項15
少なくとも1つの車輪(R1’,R2’;RI”,R2”)がロータ(LAU)の1構成要素であることを特徴とする、請求項1から14のいずれか一項に記載の糸ガイド。
請求項16
磁界を生成するためにステータ(STA)を備える、スプールユニット(SEI)のスプール(SPU)に巻き付けられる巻取り製品(GUT)用のスプールユニット(SEI)のリニアモータ(LIN)であって、ステータ(STA)が請求項1から15のいずれか一項に記載の糸ガイド(FAD)と反対側に配置されることを特徴とするリニアモータ(LIN)。
請求項17
請求項5から15のいずれか一項に記載の糸ガイド(FAD)を備えるリニアモータであって、ステータ(STA)が糸ガイド(FAD)に面する側で糸ガイド(FAD)の移動方向に垂直の面内に糸ガイド(FAD)に向かって湾曲する外形を有することを特徴とする、請求項16に記載のリニアモータ(LIN)。
請求項18
少なくとも1つのバックアイアン部材(RUF)がステータ(STA)と反対側に剛性に配置され、バックアイアン部材がステータ(STA)に対してほぼ平行に延在し、ロータ(LAU)がステータ(STA)と少なくとも1つの別の剛性のバックアイアン部材(RUF)の間に可動式に配置されることを特徴とする、請求項16または17のいずれかに記載のリニアモータ。
請求項19
請求項16から18のいずれか一項に記載の電気リニアモータを備えるスプールユニット。
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