CN101018724A - 卷绕装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于将连续输入的长丝(1，1′)卷绕成卷筒(8.2，8.2′)的卷绕机。此卷绕机具有两个镜像对称地设置的、分别带有至少一个筒管锭子(7，7′)的转盘(9，9′)，在筒管锭子上分别卷绕长丝的一部分。每个转盘配有一加压辊(6，6′)，用它将长丝压紧在卷筒上。加压辊借助于可运动的支座(14，14′)安装在一共同的支架(12)上。为补偿卷筒直径的增大，支架可用一驱动装置(19)沿垂直方向移动。为了在两个筒管锭子上得到一致的卷筒卷绕结构，按照本发明，设置用于测量至少一个卷筒的直径增大的传感元件(5，5′)，传感元件与控制装置(17)连接。控制装置处理传感器信号，形成一关联值，并将调整值发送给共同支架的驱动装置。

Description

卷绕装置

本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的卷绕装置以及用于运行该卷绕装置的方法。

这种卷绕装置用于卷绕连续输入的长丝，尤其是化学长丝，并例如由WO 03/068648 A1所知。为此，在两个同时运行的可旋转地支承的筒管锭子上夹紧一个或多个筒管，它们表示两个卷绕工位。对于两个卷绕工位，长丝输入在一设置在卷绕工位之间的公共平面内进行。通过筒管锭子的旋转，输入的长丝在筒管上形成卷筒。借助于一共同的往复运动机构，长丝周期地沿卷筒轴线方向往复运动，使卷筒得到圆柱形形状。安装在筒管锭子上方的加压辊与卷筒接触，并使长丝从往复运动机构转移到卷筒上。此外加压辊，为牢固的卷筒结构提供一个压紧力。在卷筒和加压辊的驱动方面，在现有技术中已知许多种方案，亦即通过加压辊借助于摩擦力驱动卷筒或在加压辊没有驱动或以小的扭矩驱动的情况下通过筒管锭子驱动卷筒。在WO 03/068648 A1所述的卷绕装置中，两个筒管锭子分别安装在两个镜像对称地并排设置的转盘上。在卷绕过程开始时转盘起先是静止的。随着卷筒直径的加大，转盘便反方向旋转，以加大筒管锭子和加压辊之间的距离。加压辊附加地支承在摇臂上，摇臂又安装在一可自由地垂直运动的共同的滑动件上。摇臂同时还能够在一定限度内补偿两个卷筒的直径增大。滑动件允许偏移运动有一附加的自由度，以加大筒管锭子和加压辊之间的距离。通过这两个偏移运动的协调，达到在大的卷筒直径范围内卷筒和加压辊之间一致的接触角。

在卷筒达到最终直径时，需要将满卷筒换成空的筒管。在WO03/068648 A1中，这分别通过两个设置在每个转盘上的筒管锭子进行，它们交替地在起始位置和卷绕位置之间轮换。

但是由WO 03/068648 A1所披露的方案有这样的缺点，即，虽然携带加压辊的两个摇臂可以在一定限度内补偿两个卷筒的直径差。但是这种补偿不是协调地进行的。此外，不能对大的直径差作出反应。这可能对卷筒结构的质量有不良后果。

因此本发明的目的是，将由现有技术已知的具有两个卷绕工位的卷绕装置改进如下，使得各卷筒即使在有大的直径差时仍能安全、可靠和分别以最佳的压紧力进行卷绕。

按照本发明，这个目的通过按权利要求1的卷绕装置得以实现。

为此，支架与一驱动装置连接，它使支架随着卷筒直径的加大在一导轨内背离筒管锭子运动。用一传感元件对至少一个卷筒或两个卷筒的直径增大进行测量。设置一控制装置，它将传感元件的测量值运算(处理)成一调整值，并相应地控制支架的驱动装置。这有这样的优点，即，尽管卷筒直径加大，支架到卷筒仍始终具有所要求的距离。此外，加压辊可以保持在一对于长丝卷绕最佳的位置上。

在本发明卷绕装置的一种方案中，传感元件由传感器构成，它们测量加压辊或支座相对于支架的位置。这种方案利用这样的事实，即，随着卷筒直径的加大，在可运动的支座上的加压辊首先相对于支架抬起。为此，支承在支座上的加压辊或支座本身与传感器作用连接。加压辊或支座的位置例如可以用转角发送器、接近传感器或距离传感器测出。这时卷筒受到加压辊自重的作用力。为了调节，压紧力也可以有利地例如通过作用在支座上的气动缸来改变。

在本发明装置的另一种方案中，由传感元件测量加压辊和卷筒之间的压紧力。但是其先决条件是，压紧力随着卷筒直径的加大而加大。这例如可以通过支座的运动学结构或通过采用一弹簧达到。对此相应的解决方案本领域技术人员是熟悉的。通常，压紧力的测量例如用电阻应变片直接或间接地进行。但是也可以设想间接力测量的其他可能性，例如在加压辊轴承处的声测量。

在本发明卷绕装置的一种改进结构中，设置断丝传感器，它们识别输入长丝的断丝。这种断丝传感器与控制装置连接。因此控制装置具有在形成两个卷筒之一时对于故障的了解，并对此加以考虑。断丝传感器和控制装置之间的连接既可以直接进行，也可以经由大多用于卷绕装置驱动控制的上级控制装置间接地进行。

因为不管是支座的运动还是转盘的旋转都影响筒管锭子和加压辊之间的距离，在一种优选实施方案中，在控制装置与控制转盘的旋转驱动装置的控制器之间存在作用连接。

按本发明的用于运行本发明卷绕装置的方法规定：在控制装置内由所测出的卷筒之一的直径增大值求出一调整值，它被输送给滑动件的驱动装置并造成滑动件的运动。这种方法的优点是，为此只需要一个传感器，并且在控制装置内测量信号的处理是很简单的。但其前提是，两个卷筒的直径增大大致相同，例如在卷绕纺丝位置的长丝时便可能这样。

本发明另一种可供选择的用于运行本发明卷绕装置的方法规定：由传感元件测出两个卷筒的直径增大。在控制装置中首先由各相应传感器的测量值求出一关联值。根据这个关联值向滑动件驱动装置发出一调整值，它促使滑动件移动，这种选择方案有这样的优点，即，也可以考虑不同的直径增大。

在本发明方法的一种实施方案中，这个关联值由两个测量值的平均值构成。这有这样的优点，即使在卷筒直径不同时两个支座也始终处于一在平均值附近的位置上。

在本方法的另一种实施方案中，利用两个测量值的最大值求出关联值。在这种情况下，较大的卷筒总是用作与过程关联的卷绕工位。较小的卷筒以不同的支架位置跟随较大的卷筒。

本方法另一种优选的实施方案对各传感器的测量值加权。由此使上述两种方法的优点相结合。例如，对于较小的直径差首先给相应于较大卷筒的较大测量值很大的权数。随着直径差偏差的加大，较小卷筒的支座将会与平均位置离得越来越远。因此更多地考虑这种偏离平均值的极端测量值。举一个例子来说明本发明的这种构想。这个例子对于配置于较大卷筒的支架的测量值采用大的权数，并考虑离平均位置的偏差。而另一个支架的测量值则考虑一较小的权数。但是为了能够在另一个支架中对离平均位置大的偏差作出反应，按指数考虑这个测量值。

在本方法的改进方案中，在控制装置内处理识别输入长丝断丝的断丝传感器的信号，并在形成关联值时加以考虑。这样，在两个丝束之一的卷绕过程中断时只需要考虑对应于另一个丝束的测量值，这是有价值的。由此可以使另一个丝束的卷绕过程不受干扰地继续进行。

由测量值的关联值求出调整值，并发送给支架的驱动装置。在本方法的一种方案中，由关联值连续地形成调整值并发送给驱动装置。由此得到过程特别均匀的处理流程。

在本方法的另一种方案中，如果关联值达到一极限值，便仅仅发出一个调整值。例如，支架首先可以静止不动。一旦支座连同加压辊由于卷筒的加大而达到了一上限值，控制装置便介入，并背离筒管锭子轴线向支座移动。这一直进行到支座连同加压辊到达一下限值，这时便重新关掉驱动装置。

在优选的方法中，在卷绕行程期间，其上固定着筒管锭子的转子不再继续旋转。这时卷筒的增大仅仅通过支架的移动补偿。但是这不应该排除，在卷绕行程期间转子在几个阶段内旋转，以避免例如卷筒的干涉。但是这个旋转不再是首要为了补偿卷筒直径的增大。

在本方法的一种方案中，转子按许多小的阶段或者连续地继续旋转，旋转速度既可以保持不变也可以按方根函数关系随卷筒直径增大而加大。这里，支架的移动和上述方案不同，具有一补偿函数，而转盘的旋转补偿了直径的增大。

在本方法的一种特别优选的形式中，由关联值形成调整值与转盘的控制协调。例如，如果转盘本就同时地继续旋转，那么抑制支架的移动是有意义的，因为两个动作都影响筒管锭子和加压辊之间的距离并且相互干扰。

下面参照附图详细说明一个实施例。

附图表示：

图1示意表示本发明卷绕机的一个实施例。

在图1中示意表示本发明卷绕机的一个实施例。

卷绕机由两个镜像对称设置的分别带有两个筒管锭子7、7′和10、10′的转盘9和9′构成，它们在工作时可同步运行。

例如由这里未画出的纺丝设备连续输入的丝束首先通过借助于导丝器支架3设置在卷绕机上方的导丝器2和2′分成两股分丝束1和1′。其中每股分丝束包括一根或几根前后顺序设置的长丝。各根长丝在后续行程中由被往复运动机构4周期地往复引导的往复导丝器5和5′带动往复运动。接着长丝被放置到旋转的加压辊6和6′上，并由加压辊6和6′输送到以相同的圆周速度旋转的卷筒8.2和8.2′上，以便被它们卷绕。

卷筒8.2和8.2′卷绕在筒管8.1和8.1′上，它们夹紧在筒管锭子7和7′上。根据卷绕在每半台卷绕机上的单根长丝的数量在每个筒管锭子7和7′上顺序安装多个筒管8.1和8.1′。在卷筒的驱动方面可以并设想，筒管锭子7和7′直接电机驱动。作为另一种选择可以并设想，加压辊6和6′电机驱动，使得卷筒8.2和8.2′通过与加压辊6和6′的圆周接触通过摩擦力驱动。

随着卷筒8.2和8.2′直径的加大，筒管锭子7和7′的轴线离加压辊6和6′的轴线的距离也必须相应地加大。为此支承在可运动的支座14、14′上的加压辊6和6′和往复运动机构4以及导丝器2和2′一起安装在一共同的支架12上。该支架12通过垂直设置的导轨13与一壳体11连接。该导轨13允许支架12，随着卷筒直径的加大由一驱动装置向上移动。在图1中所示的例子中驱动装置通过支架驱动装置19，例如一电机构成，它通过丝杆20直线驱动支架12。也可以采用其他驱动方案。

其中，支座14和14′和与它连接的零件的重量以及加压辊6和6′的重量作用在卷筒8.2和8.2′上。为了减小与此有关的压紧力，在支座14和14′上设置一这里未画出的卸荷装置。这种卸荷例如可以通过弹簧力或通过一可通入压缩空气的气动缸进行。卸荷装置支承在支架12上。在这里应该再次涉及支座14和14′的力-路程关系。根据所希望的卷筒结构特性和支座14和14′的动态性能，本发明的卷绕装置可以具有不同的支座14或14′相对于支架12上升的路程和作用在加压辊6或6′和卷筒8.2或8.2′之间的压紧力之间的关系。所需要的关系尤其是还与传感元件或传感器15或15′的类型有关，传感器用于接受测量值16或16′。

在这个实施例中采用两个传感器15和15′作为传感元件，它们测量支座14或14′相对于支架12抬升的路程。这或者是直接在支架12上或者是在加压辊6或6′上进行。作为所述传感器，这里可以采用任何类型的路程传感器。

或者，也可以通过两个传感器15和15′测量作用在加压辊6或6′和卷筒8.2或8.2′之间的压紧力，例如通过电阻应变片或固体声测量装置。

传感元件另一种可供选择的结构可以是，测量一个筒管锭子或两个筒管锭子的转速。因为长丝以恒定的卷绕速度卷绕，在卷筒直径加大、从而卷筒圆周速度发生变化时要求这样地调节筒管锭子的驱动装置，使得尽管卷筒在增大而卷筒的圆周速度仍保持不变。因此可以由筒管锭子的转速直接确定对应的卷筒直径。作为传感器，可以采用转速传感器，它们配设于各筒管锭子。输入控制装置的测量值可以直接或间接地转变成调整值。

由传感器15和15′测量的测量值16和16′输送给控制装置17。控制装置17由两个测量值16和16′形成关联值，它被换算成调整值18。然后这个调整值18发送给支架驱动装置19，它借助于丝杆20使支架12移动。因此在控制装置17中存在一调节器。该调节器可以设计成连续调节器，它以调整值18的改变对测量值16和16′的变化作出连续的反应，或做成两点调节器。它仅仅在测量值16和16′之一或由它推算出来的关联值超过或低于规定值时才以调整值18的改变作出反应。

输入丝束1和1′的长丝由断丝传感器21和21′监测。出现断丝便发送信号给控制装置17。

控制装置17与一控制器20连接，它与转盘9和9′的旋转驱动装置(这里未示出)连接并控制转盘9和9′的旋转运动。为此转盘9和9′可旋转地支承在壳体11内。这使得转盘的旋转和支架12的移动之间可以相互协调。

下面介绍两种卷绕情况(Aufspulszenarien)。

首先应该假设，卷筒8.2和8.2′的直径以及直径增长速度都是相同的。支架12位于图1中所示的位置。支座14和14′位于所示的中间位置。输入的丝束1和1′和前面所述的一样卷绕在卷筒8.2和8.2′上，这时卷筒8.2和8.2′的直径不断加大。固定在支座14和14′上的加压辊6和6′由于支座14和14′的运动关系可垂直于一平面自由运动，此平面由卷筒8.2和8.2′与加压辊6和6′之间的接触线及接触切线确定。随着卷筒直径的加大，支座14和14′向上偏移。这由传感器15和15′测量，并引导到控制装置17。控制装置17由两个测量值16和16′例如形成一平均值，并提高发送给支架驱动装置19的调整值18。现在支架12向上移动，直至支座14和14′重新占有其中间位置为止。对于本领域技术人员来说，可以这样设计通过控制装置17构成的调节器，即，使得一方面支架12及时地移动，另一方面避免不稳定和过调。特别是使得不太可能使支架在过调后重新向下移动。在理想情况下，支架12精确地以卷筒8.2和8.2′的直径增大速度向上移动。

第二种卷绕情况的特征是卷筒8.2和8.2′的直径不同。现在重要的是，此方法在形成两个测量值16和16′之间的关联值后一方面防止支座14或14′一直移动到其止挡。如果从支座14或14′的极限位置卷筒的质量下降的假设出发，那么将两个支座14或14′之一，例如较大的卷筒，尽可能推动到一个接近支座14或14′的中间位置的位置，而对于另一个支座则有意地使其处于一个极端位置，可能是有意义的。

可能出现的另一种卷绕情况是，在两个丝束1或1′中出现断丝。这由断丝传感器18或18′确定，其信号输入控制装置17内。控制装置17在求出测量值16和16′之间的关联值时选除属于断裂丝束的测量值，使得对应于完好丝束的卷筒可以继续卷绕。

图1中所示的本发明卷绕装置的实施例可以仅仅具有传感器15或15′之一，作为传感元件，来测量卷筒8.2或8.2′的直径增大。除了在控制装置17内由一个测量值产生用于控制支架驱动装置19的调整值之外，这种实施例的结构和功能与上述实施例相同。为了在这种情况下在卷筒8.2和8.2′的直径增大率不同时不会导致未测量之加压辊的不许可位置，可以给未测量之加压辊分别配设两个接触开关，它们限制加压辊或支座的最大许可行程，并能够参与支架驱动装置的控制。

附图标记表

1，1′     丝束

2，2′     导丝器

3          导丝器支架

4          往复运动机构

5，5′     往复运动导丝器

6，6′     加压辊

7，7′     筒管锭子

8.1，8.1′ 筒管

8.2，8.2′ 卷筒

9，9′     转盘

10，10′   筒管锭子在静止位置

11         壳体

12         支架

13         导轨

14，14′   支座

15，15′   传感器

16，16′   测量值

17         控制装置

18         调整值

19         支架驱动装置

20         丝杆

21，21′   断丝传感器

22         控制器

Claims (16)

1.用于将连续输入的长丝(1，1′)卷绕在卷筒(8.2，8.2′)上的卷绕装置，具有两个可旋转的并在其上固定待卷绕卷筒(8.2，8.2′)的筒管锭子、两个可旋转的并在其上固定筒管锭子的转盘(9，9′)，其中，每个筒管锭子(7，7′)配有一加压辊(6，6′)，筒管锭子(7，7′)和加压辊(6，6′)这样地设置，使得在两个筒管锭子(7，7′)上的卷绕可以同时进行，其中，加压辊(6，6′)借助于可运动的支座(14，14′)安装在一共同的支架(12)上，并且支座(14，14′)允许加压辊相对于支架(12)相对运动，支架(12)设计成可借助于导轨(13)以这样的形式运动，即，随着卷筒(8.2，8.2′)直径的加大，支架(12)连同加压辊(6，6′)可以作偏移运动，其特征为：支架(12)与一驱动装置(19，20)连接，该驱动装置使支架(12)在导轨(13)内运动，设置一传感元件(5，5′)，该传感元件测量至少一个被卷绕的卷筒(8.2，8.2′)的直径增大，并且设置一与传感元件(5，5′)连接的控制装置(17)，它根据所测得的卷筒(8.2，8.2′)直径增大通过一调整值(18)控制驱动装置(19)。

2.按权利要求1的卷绕装置，其特征为：传感元件由一个或两个传感器(15，15′)构成，其测量一个或两个支座(14，14′)或者一个或两个加压辊(6，6′)相对于支架(12)的位置。

3.按权利要求1的卷绕装置，其特征为：传感元件由一个或两个传感器(15，15′)构成，其测量加压辊(6，6′)和卷筒(8.2，8.2′)之间的压紧力，或者是与压紧力有关的测量参量。

4.按权利要求1至3之任一项的卷绕装置，其特征为：设置用于识别长丝(1，1′)断丝的断丝传感器(21，21′)，所述断丝传感器直接或间接地与控制装置(17)连接。

5.按权利要求1至4之任一项的卷绕装置，其特征为：控制装置(17)与一控制器(22)连接，所述控制器控制转盘(9，9′)的旋转驱动装置。

6.用于运行按权利要求1至5之任一项的卷绕装置的方法，其特征为：实施以下工步：

-测量卷筒(8.2，8.2′)之一的直径增大；

-由测量值(16)形成一调整值(18)；以及

-将调整值(18)发送给支架驱动装置(19)。

7.用于运行按权利要求1至5之任一项的卷绕装置的方法，其特征为：实施以下工步：

-测量两个卷筒(8.2，8.2′)的直径增大；

-由各测量值(16，16′)形成一关联值；

-由关联值形成一调整值(18)；

-将调整值发送给支架驱动装置(19)。

8.按权利要求7的方法，其特征为：关联值由两个测量值(16和16′)的平均值构成。

9.按权利要求7的方法，其特征为：关联值由两个测量值(16和16′)的最大值构成。

10.按权利要求7的方法，其特征为：根据各测量值(16，16′)与它们的平均值之差在形成关联值时分别对各测量值(16，16′)进行加权。

11.按权利要求7至10之任一项的方法，其特征为：在由断丝传感器(21，21′)发出断丝信号的情况下，控制装置(17)在形成关联值时选除与断丝有关的丝束(1，1′)的测量值。

12.按权利要求7至11之任一项的方法，其特征为：连续地发送调整值(18)。

13.按权利要求7至11之任一项的方法，其特征为：一旦关联值超过了上限值，便发出调整值(18)，而一旦关联值超过了下限值，便对调整值(18)的输出进行调整。

14.按权利要求7至13之任一项的方法，其特征为：在整个卷绕期间或至少在大部分卷绕时间内转盘(9，9′)不旋转。

15.按权利要求7至13之任一项的方法，其特征为：转盘(9，9′)在卷绕期间持续地或至少在大部分卷绕时间内连续地或步进式地随着卷筒直径的加大旋转。

16.按权利要求7至15之任一项的方法，其特征为：由关联值形成调整值(18)与由控制器(22)发送到转盘(9，9′)驱动装置的控制信号的形成相协调。

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