CN101624151A - 在卷绕纱线时的防叠绕方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在纱线(7)以随机卷绕方式卷绕到交叉卷绕筒(8)上时的防叠绕方法，其中，横动频率(f)在最小值(fmin)和最大值(fmax)之间连续地改变，并且在接近预定的临界卷绕比(wK)时，以阶跃式地改变横动频率(f)的短期平均值的方式改变所述横动频率(f)，并且其中，除了改变所述短期平均值之外，还如此改变所述横动频率(f)，即，在接近所述临界卷绕比(wK)时减小最大值(fmax)和最小值(fmin)之间的距离(Δf)并且在离开所述临界卷绕比(wK)之后再次增大所述最大值(fmax)和最小值(fmin)的距离(Δf)。另外，本发明还涉及一种用于执行所述方法的装置。

Description

在卷绕纱线时的防叠绕方法和装置
技术领域
本发明涉及一种在纱线以随机卷绕方式卷绕到交叉卷绕筒上时的防叠绕方法，其中，横动频率在最小值和最大值之间连续地改变，并且在接近预定的临界卷绕比时，以阶跃式地改变横动频率的短期平均值的方式，改变所述横动频率。另外本发明还涉及一种用于执行所述方法的装置，所述装置具有：用于驱动交叉卷绕筒的驱动器；以及独立于所述驱动器并具有控制单元的驱动装置，其用于横动纱线。
背景技术
交叉卷绕筒的卷绕基本上可以分为两种卷绕方式。一个是精密卷绕，另一个是随机卷绕。
在精密卷绕的情况下，在整个筒子运转期间在筒子转速和纱线横动速度(或者说横动频率)之间存在恒定的比例，从而使得在整个卷绕过程中卷绕比保持不变。然而，纱线交叉卷绕角随着筒子直径的增大而减小。在精密卷绕的情况下不会出现叠绕区(Bildzone)。这种筒子具有高卷绕密度并具有良好的退绕特性，从而能够实现高的退卷速度。另一方面，由于在筒子直径增大的同时纱线交叉卷绕角变得越来越小，因此该管纱的稳定性受到限制。另外，变小的纱线交叉卷绕角使得卷绕密度朝向外侧增加，这可能使得在染色厂中染液不能均匀地渗透。
在随机卷绕中，在整个筒子运转期间在筒子表面速度与横动频率之间存在固定的比例。从而恒定地保持纱线交叉卷绕角，与此同时卷绕比(换言之，在每个往复行程中的筒子回转次数)在直径增大时变小。随机卷绕的优点在于能够得到相当稳定的管纱，这种管纱具有非常均匀的密度。
然而，这种卷绕方式的缺点在于卷绕比按照双曲线的方式下降，并且在某些卷绕比范围内(例如：在卷绕比采用整数值的范围内)出现所谓的叠绕或者条带。在这种所谓的叠绕区中，在多个彼此相邻的卷绕层中的这些纱线是上下层叠或者非常紧密地彼此相邻的。这种叠绕使得在该区域中的交叉卷绕筒变得更为紧密，以致于例如在染色时可能会出现不均匀的染色。另外，还存在这样的危险，即，在过程中上下层叠或者紧密地彼此相邻的这些纱线区域彼此在侧向上滑动，并彼此卡住，这对于交叉卷绕筒的退绕特性是极为不利的。
在过去，已经研制出了大量的装置和方法，它们是为了避免出现所述的叠绕区。避免或者减少叠绕的措施被称为防叠绕。
为了实现防叠绕必须使得交叉卷绕筒尽可能快速地通过具有临界卷绕比的那些区域。根据卷绕比的定义，这可以通过两个调节参数来实现。一方面可以调整筒子转速，另一方面可以调整横动频率。
如果采用槽筒来驱动交叉卷绕筒(该槽筒同时还担负引导纱线的任务)，那么必须在驱动滚筒和筒子之间产生滑移，从而对卷绕比产生影响。为此存在多种可能性。
DE 195 19 542 A1公开了一种用于卷绕交叉卷绕筒的卷绕机，其中，借助于驱动滚筒来驱动交叉卷绕筒，在所述驱动滚筒中设有往复螺纹槽(Kehrgewinderille)用于引导纱线。为了避免形成叠绕，以可预选定的恒定扭矩来持续地加速驱动滚筒，并且再以可预选定的另一恒定扭矩来减速该驱动滚筒。
与此相反，DE 198 29 597说明了另一种避免形成叠绕的可行方案，其中不连续地改变筒子转速，而仅在叠绕区内调节交叉卷绕筒的角速度。为此，在到达或者即将到达叠绕区时，通过按照预定方式调整接触压力(交叉卷绕筒以所述接触压力放在导纱滚筒上)使得通过交叉卷绕筒直径预定的角速度被降低到低于叠绕区的临界角速度的角速度。
通过之前所述的方法，在驱动滚筒和交叉卷绕筒之间总是发生滑移。这样虽然实现了理想的防叠绕，但是却对交叉卷绕筒或者说卷绕至其上的纱线产生负面影响。
如果通过改变横动频率来实现防叠绕，并且基本恒定地保持筒子表面速度，那么就不会出现这种问题。为此需要用于横动的独立驱动装置。
在调整横动频率以便实现防叠绕时，原则上也存在两种方案。DE 4337 891 A1给出了一种可行方案。在此，在最小值和最大值之间连续地改变横动频率。这样产生的时间曲线被称为摆动曲线。这种改变可以是周期性或非周期性的。如在所引用的说明书中所述，为了形成非周期性的摆动曲线，也可以随机地改变最大值和最小值。
另外，从DE 10 2005 054 356 A1还公知确定对于产生叠绕来说交叉卷绕筒的特定临界直径，并且每当即将达到这些临界直径之一时就将交叉角改变到避免在该直径范围内出现叠绕的值。在超出该临界直径范围之后，将交叉角重新回调到其初始范围内。在此，为了改变交叉角，优选改变横动导纱器的速度。
这两种防叠绕的解决方式都存在缺点。采用摆动曲线虽然避免了整体性地出现叠绕区，但是由于横动频率的持续变化，通常不能避免在短期内经过叠绕区若干次。如果在达到具有临界卷绕比的筒子直径之前改变横动频率，能够针对该卷绕比避免叠绕区，但是不可能针对所有的临界卷绕比如此进行处理。除了特定的临界整数卷绕比之外，而且还存在大量的次要叠绕，这些次要叠绕的特征取决于纱线以及筒子参数。
为此，EP 0 093 258 B1提出将这两种防叠绕方法相互组合。也就是说，在筒子运转的预定阶段中不断地在最小值和最大值之间改变横动速度，而且在接近临界卷绕比(这里称之为卷绕要素)时，暂时性地改变该横动速度的平均值。然而必须注意的是，即使在改变平均值的情况下由于摆动也可能会若干次经过临界卷绕比。因此，在EP 0 093 258 B1中提出如此不连续地改变该平均值，即，卷绕比与预定叠绕保持预定的最小距离，并且跳跃式地经过该叠绕的最小安全距离。换句话说，在此把对横动速度平均值的改变选择的如此之大，以使得横动速度的最大值以及最小值不会接触到叠绕区。
原则上，可以按照这种方式彻底避免叠绕区。然而为此还必须将跳跃选择得比较大，从而可靠地保持安全距离。与此相应地，在交叉角方面也出现了急剧的变化。这对于随机卷绕的形成是不利的，在随机卷绕中，为了形成密度均匀的稳定的管纱应该尽可能恒定地保持交叉角。另外，由于交叉角的强烈变化在筒子端面上可能会出现所谓的侧翼环(Flankenring)，所谓的侧翼环对于交叉卷绕筒的外观造成了不良影响。侧翼环的出现是因为随着交叉角的改变，牵伸误差也会发生改变，进而筒子的铺放宽度也将被改变。
发明内容
从前述说明出发，本发明的目的在于，在随机卷绕筒子时尽可能地避免叠绕区，由此同时还减少对筒子形成所造成的不良影响。
根据本发明，该目的将根据方法权利要求1以及装置权利要求7的特征性特征来实现。本发明的有利改进方式是从属权利要求的主题。
为了实现该目的，除了改变所述短期平均值之外，还如此改变横动频率，即，在接近临界卷绕比时减小最大值和最小值之间的距离，并且在离开所述临界卷绕比之后再次增大所述最大值和最小值的距离。
通过这些措施，可以将短期的平均值的阶跃式改变降低到最小程度，从而使得防叠绕仅略微影响筒子形成。本发明使得在平均值未发生改变的区域中，横动频率的最小值和最大值之间的距离可以较大。如果希望对筒子的侧翼产生积极影响，那么例如就可以选取较大距离。
根据本发明方法的一个优选实施方式，最小值和最大值之间的距离的增大和减小是连续地实现的。在此，距离的减小优选通过连续地降低最大值来实现，而距离的增大优选通过连续地降低最小值来实现。在此，极值的降低优选依照双曲线实现。如果时间区间足够小，那么所述双曲线也可以通过下降的直线来近似。另外，台阶式曲线也是可行的。由于横动频率极值的双曲线式的变化，使得卷绕比的极值具有恒定的曲线(Verlauf)。这样就可以生成一个恒定的卷绕比区间，其中并不存在实际的卷绕比。然而与此同时，实际存在的卷绕比非常接近所述区间。按照这种方式，横动频率的摆动仅被限定到对于避免临界卷绕比所绝对必需的程度。
横动频率可以通过标称值来限定，其最大值通过标称值的向上偏差量来限定，而其最小值通过标称值的向下偏差量来限定。
在临界卷绕比的范围内，可以减小横动频率的向上偏差量和向下偏差量。然而有利的是：或者限制向上的偏差量、或者限制向下的偏差量。在此，可以在穿过叠绕区期间改变限制哪个偏差量。
在非对称地改变标称值的偏差量时，标称值不再对应于平均值。然而如果标称值起到横动频率调节参数的作用，那么在接近临界卷绕比时优选阶跃式地改变该输入值，并且与此相应地调整标称值的偏差量。按照这种方式当然也阶跃式地改变了短期平均值。
根据本发明方法的一个有利实施方式，在改变标称值之前就已经减小横动频率的最大值和最小值之间的距离，并且直到所述标称值重新返回其初始值之后，所述距离才重新增大。从而使得标称值或者说横动频率的短期平均值的阶跃式改变被限制在最小程度上。如前所述，在横动频率中或者在卷绕比中过大的跳跃对于筒子形成是有害的。
为了实现该目的还提出了一种装置，其用于执行在纱线以随机卷绕方式卷绕到交叉卷绕筒上时的所述防叠绕方法，在该装置中设有被构造用于以使得筒子的表面速度保持恒定的方式驱动交叉卷绕筒的驱动器，并且在此设有用于横动纱线的、具有控制单元的独立驱动装置，并且如此调整所述控制单元，即，在最小值和最大值之间连续地改变横动频率，并且在接近可由所述控制单元输入的临界卷绕比时，如此改变所述横动频率，即，阶跃式地改变所述横动频率的短期平均值。根据本发明如此构造所述控制单元，即，所述控制单元在接近所述临界卷绕比时，使得最小值和最大值之间的距离减少，而在离开所述临界卷绕比时，使得所述距离再次增大。
附图说明
下面，结合在附图中示出的实施方式更进一步阐述本发明。
附图中：
图1示出一种卷绕装置，其用于将纱线卷绕在交叉卷绕筒上，并且用于执行根据本发明的方法；
图2图示出与时间相关的处于临界卷绕比范围内的横动频率；
图3图示出相关联的卷绕比。
具体实施方式
图1示出了制造交叉卷绕筒的纺织机的卷绕装置4。如图所示，可自由转动地保持在筒子架(未示出)中的交叉卷绕筒8被放置在卷装罗拉11上，并且通过摩擦配合的方式被卷装罗拉11驱动。卷装罗拉11在此连接在驱动装置12上，驱动装置12又通过控制线路23与控制单元19建立连接。另外还设有纱线横动装置16，用以在纱线7卷绕到筒子8上期间移动纱线7；该纱线横动装置16的横动导纱器18是通过自身的驱动装置(优选是步进马达20)以振摆的方式驱动的。步进马达20也可以通过控制线路24连接到控制单元19，并且控制单元19能够以预定方式启动该步进马达20。另外还设有传感器装置21，其经由信号线路22与控制单元19相连接，并且传感器装置21检测卷绕进程中的交叉卷绕筒8的相应的转速。这意味着，将传感器装置21的信号提供给控制单元19，并且控制单元19根据卷装罗拉11的转速、卷装罗拉11的已知的直径以及通过传感器装置21确定的交叉卷绕筒8的转速，持续地计算交叉卷绕筒8的当前直径。
图2和图3示出了在经过临界卷绕比wK时的横动频率f的时间曲线，以及相关联的卷绕比w的时间曲线。
通过控制单元19在最小值fmin和最大值fmax之间连续地改变横动频率f。最小值fmin和最大值fmax的距离为Δf。在此，通过标称值fN和该标称值fN的向上偏差量Δfmax以及该标称值fN的向下偏差量Δfmin来输入横动频率f。控制单元19使得卷装罗拉11的转速保持恒定，进而使得交叉卷绕筒的表面速度保持恒定。交叉卷绕筒转速按照双曲线的方式下降，进而卷绕比按照双曲线的方式下降。如图3所示，横动频率的连续改变将在卷绕比中重现。
卷绕比wK代表与产生叠绕相关的临界卷绕比。因此，卷绕比不应该经过w1和w2之间。在时间点t1，该卷绕比达到值w2。从该时间点起一直到时间点t2，距标称值fN的偏差量Δfmax连续地减小。在时间点t2，最大值fmax达到了横动频率的标称值fN。然后，标称值fN被阶跃式地抬升，随后再连续地减小。在该标称值阶跃式变化的同时，偏差量Δfmax再次被增大到初始值。此时抑制偏差量Δfmin，从而使得在该时间范围内标称值fN相当于横动频率fmin的最小值。通过所述这些措施，使得阶跃式地经过了临界卷绕比。随后恒定地保持卷绕比平均值，以使得不再超过卷绕比w1。在时间点t3，标称值fN由于连续地减小而再次达到其初始值。然后标称值的向下偏差量Δfmin再次增大。在时间点t4，横动频率重新回到其初始曲线，并且在没有形成叠绕的情况下经过了叠绕区。
所示的实施方式不限制本发明的思想——在阶跃式地经过叠绕区时减少摆动。原则上可以将阶跃式地经过叠绕区的已知方法与摆动相结合，并且以使得不再经过临界卷绕比若干次的方式适当地限制横动频率极值之间的距离。

Claims (7)

1.一种在纱线(7)以随机卷绕方式卷绕到交叉卷绕筒(8)上时的防叠绕方法，其中，横动频率(f)在最小值(fmin)和最大值(fmax)之间连续地改变，并且在接近预定的临界卷绕比(wK)时，以阶跃式地改变所述横动频率(f)的短期平均值的方式，改变所述横动频率(f)，所述方法的特征在于，除了改变所述短期平均值之外，还如此改变所述横动频率(f)，即，在接近所述临界卷绕比(wK)时减小最大值(fmax)和最小值(fmin)之间的距离(Δf)，并且在离开所述临界卷绕比(wK)之后再次增大所述最大值(fmax)和最小值(fmin)之间的距离(Δf)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述最大值(fmax)和最小值(fmin)之间的距离(Δf)的所述减小和所述增大是连续地实现的。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，输入所述横动频率(f)的可改变的标称值(fN)，并且所述最大值(fmax)通过所述标称值(fN)的向上偏差量(Δfmax)限定，而所述最小值(fmin)通过所述标称值(fN)的向下偏差量(Δfmin)限定。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述临界卷绕比(wK)的范围内减少所述标称值(fN)的向上偏差量(Δfmax)和/或向下偏差量(Δfmin)。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在接近临界卷绕比(wK)时，阶跃式地改变所述横动频率(f)的所述标称值(fN)。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在改变所述标称值(fN)之前就已经减小所述横动频率(f)的最大值(fmax)和最小值(fmin)之间的距离(Δf)，并且直到所述标称值(fN)重新返回其初始值之后，所述距离(Δf)才重新增大。
7.一种装置，用于执行根据权利要求1至6中任一项所述的在纱线(7)以随机卷绕方式卷绕到交叉卷绕筒(8)上时的防叠绕方法，在该装置中设有用于横动纱线(7)的、具有控制单元(19)的独立驱动装置(20)，并且如此调整所述控制单元(19)，即，连续地在最小值(fmin)和最大值(fmax)之间改变所述横动频率(f)，并且在接近可由所述控制单元(19)输入的临界卷绕比(wK)时，如此改变所述横动频率(f)，即，阶跃式地改变所述横动频率的短期平均值，所述装置的特征在于，所述控制单元(19)被如此构造，即，其在接近所述临界卷绕比(wK)时，使得所述最小值(fmin)和所述最大值(fmax)之间的距离(Δf)减小，而在离开所述临界卷绕比(wK)时，使得所述距离(Δf)再次增大。
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