CN101970325A - 制造交叉卷绕筒子的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种用于在纺织机的卷绕头(5)上制造交叉卷绕筒子(6)的方法，其中卷绕的纱线(2)的螺旋角(x)在卷绕期间被改变。依据筒子直径(d)并且依据已经卷绕的纱线(2)的长度计算螺旋角。一种用于在纺织机的多个卷绕头(5)上制造交叉卷绕筒子(6)的装置，包括用于使交叉卷绕筒子(6)旋转的驱动机构(15)。在每个卷绕头(5)上具有一个可变地驱动的导纱器(9)，该导纱器用于在交叉卷绕筒子(6)轴向上在可改变的螺旋角(α)下布置要被卷绕的纱线(2)。设有一个用于测量多个卷绕头(5)上的筒子直径(d)的公共的传感器(19)，该传感器可以先后相继地行进到各卷绕头处。

Description

制造交叉卷绕筒子的方法和装置

本发明涉及一种用于在纺织机的卷绕头上制造交叉卷绕筒子的方法和装置，其中在卷绕期间卷绕的纱线的螺旋角被改变。装置包含一个用于使交叉卷绕筒子旋转的驱动机构和在每个卷绕头上的可以变化地驱动的导纱器，该导纱器用于在交叉卷绕筒子的轴向上在可以改变的螺旋角下布设要被卷绕的纱线。

也经常使用所谓的交叉角取代螺旋角。交叉角的值等于螺旋角的值的两倍。

在现有技术中由DE10342266A1公开了一种开头所述类型的方法和装置。DE10342266A1的目的是制造一种具有硬芯或在内部区域具有高密度而在外部区域具有低密度的交叉卷绕筒子。为此纱线在卷绕过程的开始时刻以小的螺旋角卷绕而在卷绕过程期间连续地或者以小的台阶增大螺旋角。其中没有提及如何选择增大以及是否可以或如何改变这种增大。按照DE10342266A1的方法形成的交叉卷绕筒子具有一种无规卷绕，因为所谓的匝数比在卷绕期间是始终改变的。匝数比(圈数比)被定义为在交叉卷绕筒子的宽度上在导纱器的一个双行程期间交叉卷绕筒子的圈数。因此存在匝数比取整数值并且形成所谓的叠绕区的危险，这种叠绕区对交叉卷绕筒子的过程特性具有非常不利的影响。相应地，必须设置附加的机构来避免叠绕区的形成。对此在该公开文献中没有任何说明。

本发明的任务是改进一种用于制造交叉卷绕筒子的方法和装置。

该任务在方法方面是这样解决的，依据筒子直径选择螺旋角，并且依据已经卷绕的纱线的长度计算筒子直径。该任务在装置方面是这样解决的，设置用于由已经卷绕的纱线的长度计算筒子直径的控制机构，该控制机构与导纱器的驱动机构连接。

本发明的优点是在任何时刻都知道筒子直径。在已知的装置中至今这只能够这样实现，即在每个卷绕头上设置一个自己的传感器，该传感器已经测量了筒子直径。通过本发明可以省去在每个卷绕头上的这个直径传感器。

由于筒子直径始终是已知的，因此借助于也是已知的交叉卷绕筒子的圆周速度可以计算出筒子转速并由此也计算出当时存在的匝数比。交叉卷绕筒子在其圆周上通过卷绕罗拉驱动并且由此以一个基本上等于卷绕罗拉的圆周速度的圆周速度旋转。用于在交叉卷绕筒子的轴向上布设要卷绕的纱线的导纱器配有一个可以改变速度的驱动机构，它由控制机构控制，从而导纱器的速度也是已知的。由此可以在控制机构中计算出匝数比，从而在制造交叉卷绕筒子时在任何时刻匝数比都是已知的。

在筒子直径已知时可以实现总是以最佳的螺旋角确切地卷绕纱线。可以制造出与后续加工步骤最佳适配的交叉卷绕筒子。例如可以通过在小筒子直径下的较大的螺旋角和随筒子直径而减小的螺旋角实现交叉卷绕筒子的好的拆卷动作特性。也可以专门地制造出特别适用于在织布厂中继续加工的具有高密度的交叉卷绕筒子或者具有特别均匀的筒子结构的染色筒子。

在制造无规卷绕的交叉卷绕筒子情况下，可以可靠地防止用产生叠绕区的不希望的匝数比来卷绕纱线，因为该匝数比可以在出现不希望的值之前不久通过改变导纱器速度改变螺旋角而被调整。

此外，可以以很小的费用制造具有分级精确卷绕的交叉卷绕筒子，其中匝数比在一定的直径范围上保持恒定。

本发明尤其适用于其中纱线以已知的通常是恒定的输出速度输出的纺纱机。控制机构可以由已知的输出速度直接地确定卷绕的纱线长度。为了在已知的输出速度下以恒定的纱线拉应力卷绕纱线，需要在为了改变螺旋角而改变导纱器的横动速度情况下同时反向地改变卷绕罗拉的圆周速度，以使合成的卷绕速度保持恒定。由于筒子直径在控制机构中是已知的，因此也可以规定，在交叉卷绕筒子的一定的直径范围内优化纱线应力。例如可以有利的是，在下部直径范围中以较高的纱线应力卷绕纱线，以改善交叉卷绕筒子的稳定性。

本发明也可以同样好地应用于络筒机。已经卷绕的纱线的长度可以在络筒机上由卷绕速度计算出来，其由圆周速度和横动速度的矢量相加得出。在络筒机上可以通过纱线制动器调节纱线应力，从而在为了改变螺旋角而改变横动速度时不是必须同时调整卷绕罗拉的圆周速度。

为了在确定卷绕的纱线的长度时提高精确度，可以有利的是，直接测量卷绕的纱线速度。纱线速度例如通过一个布置在卷绕头之前的无接触的速度传感器测定。

依据已经卷绕的纱线的长度计算筒子直径可以这样地进行，在纺织机的控制机构中或者在卷绕头的自己的控制机构中存储依据预先试验确定的数学模型。该数学模型可以针对具有限定的纱线参数例如材料、捻度和精细度的一定的纱线以已知的交叉角和已知的纱线拉应力进行扩展并且其中由筒管的直径出发持续地测量筒子直径并且作为卷绕的纱线长度的函数存储起来。依据存储在控制机构中的数学模型然后可以在纺织机的每个卷绕头上依据已经卷绕的纱线的长度计算出筒子直径，而不需要对直径进行其它的测量。可以有利的是，在计算筒子直径时考虑纱线拉应力和/或用于卷绕纱线的交叉角。如果纱线拉应力和交叉角也可以作为变量考虑，那么可以提高数学模型的精确度。

在本发明的其它的设计方案中，可以有利的是，在一定的时间间隔上实施对筒子直径的基准测量，以便修改计算的筒子直径值。用于计算筒子直径使用的变量，如卷绕的纱线长度，是具有公差的，因此计算的筒子直径与实际的值会有偏差。这种不精确性可以通过筒子直径的基准测量补偿。筒子直径的实际测量的值可以作为筒子直径的进一步计算的新的初始基础值使用，使得计算的筒子直径的具有公差的误差不会大到不允许的程度。筒子直径的基准测量可以通过一个用于在多个卷绕头上测量的公共的传感器实施。该传感器可以相继地行进到各卷绕头处并且以有利的方式布置在一个可以沿着纺织机行走的车上。整个纺织机只需要一个传感器，从而没有自己的直径传感器的卷绕头的结构就总是非常的简单。也可以有利的是，依据传感器提供的测量值适配和优化用于计算筒子直径的数学模型。交叉卷绕筒子结构上的精度和与交叉卷绕筒子的希望的特性的一致性，如例如好的过程特性，由此得到进一步的提高。

传感器可以以不同的和本身已知的方式测量交叉卷绕筒子的筒子直径。传感器例如可以直接地行进到一个交叉卷绕筒子处并且无接触地探测交叉卷绕筒子的直径。但是筒子直径的确定也可以间接地进行，其中使传感器能够行进到一个用于安装交叉卷绕筒子的筒管的筒子架处。通过机械地或光学地探测筒子架在卷绕罗拉上方的位置，可以计算出筒子直径。

本发明的其它优点和特征由以下对实施例的说明中得出。

附图所示：

图1是一个纺纱机在卷绕头区域中的非常示意地示出的侧视图，

图2是具有多个并排布置的卷绕头的图1的纺纱机的正视图，

图3是速度矢量图。

在图1和2中可以看见一个仅仅部分地并且非常示意地示出的纺纱机。在纺纱单元1中生产的纱线2通过输出罗拉对3，4从纺纱单元1中输出并且以输出速度V1输送给卷绕头5并在那里卷绕到交叉卷绕筒子6上。纺纱单元1本身可以是任意的并且例如通过气流式纺纱装置或自由端式纺纱装置形成。在这种纺纱单元中生产纱线本身是公知的，不需要详细说明。输出罗拉对3，4的输出罗拉3可以通过驱动机构7驱动并且以尽可能恒定的输出速度V1输送夹持在输出罗拉3和4之间的纱线，以便保证在纺纱单元1中形成均匀的纱线。纱线2从输出罗拉对3，4经过固定的导纱器8和可以在双箭头B上横动的导纱器9到达交叉卷绕筒子6。交叉卷绕筒子6由筒管10和圆柱形或锥形的管纱11组成，该管纱通过逐层在筒管10上卷绕的纱线2形成。筒管10可自由旋转地保持在筒子架12中并且交叉卷绕筒子6以其外周面支撑在卷绕罗拉13上。筒子架12可枢转地安装在轴14上并且必要时可以以未示出的方式给筒子架12配置加载机构，加载机构用于增大交叉卷绕筒子6在卷绕罗拉13上的压紧力。卷绕罗拉13由驱动机构15驱动旋转。交叉卷绕筒子6以卷绕罗拉13的圆周速度V2旋转。由于交叉卷绕筒子6的筒子直径D随着卷绕的纱线2数量的增加而增大，因此在给定的圆周速度V2下交叉卷绕筒子6的转速是变化的。

在方向B上横动的导纱器9用于在交叉卷绕筒子6被卷绕罗拉13驱动旋转期间在交叉卷绕筒子的轴向上布置要被卷绕的纱线2。纱线2由此以螺旋角α被螺旋线形地卷绕到交叉卷绕筒子6上。导纱器9以横动速度V3运动，通过改变该横动速度可以改变螺旋角α。通过图3所示的将相互垂直的圆周速度V2和横动速度V3的矢量相加，得到合成的卷绕速度v4，纱线2以该卷绕速度卷绕到交叉卷绕筒子6上。

导纱器9在此处所示的示例中作为安装在枢转杆16上的圈环示出并且可以经与枢转杆16连接的驱动机构17在横动方向B上在交叉卷绕筒子轴向上往复运动。但是，导纱器9和它的驱动机构的结构设计仅仅是举例说明并且也可以一样好地设计成其它不同的结构。例如也可以通过两个相向旋转的叶轮形成导纱器9，该叶轮在横动方向B上布设纱线。

导纱器9的驱动机构17和卷绕罗拉13的驱动机构15与控制机构18连接。控制机构18控制驱动机构15和17，以便产生期望的圆周速度V2和横动速度V3。控制机构18也与输出罗拉对3，4的驱动机构7连接。当控制机构18不控制驱动机构7时，控制机构则至少获得一个关于输出罗拉对3，4的输出速度V1的信息。

在恒定的输出速度V1下重要的是卷绕速度V4也基本上保持恒定。卷绕速度V4可以稍微不同于输出速度V1，以便保证纱线2具有一定的纱线拉应力。借助于控制机构18可以这样地控制圆周速度V2和横动速度V3，使得螺旋角α可以改变并且卷绕速度V4此时保持恒定。在图3中示出的一个示例中，螺旋角α应该被增大到较大的螺旋角α′。为此圆周速度V2被减小到值v′2并且横动速度V3被增大到值v′3。

按照本发明规定，依据筒子直径D选择螺旋角α，以便生产出具有限定特性的交叉卷绕筒子6。依据已经卷绕的纱线2的长度计算筒子直径D。为此在控制机构18中存储有数学模型，由此可以依据已经卷绕的纱线2的长度计算筒子直径D。

为了提高精确度，设有一个公共的传感器19，其用于在测量多个卷绕头5上的筒子直径D。如图2中可以看见的，在一个纺纱机上有许多个纺纱单元1和配属的卷绕头5并列地布置在纺纱机中。通常的纺纱机具有好几百个相互并排设置的纺纱单元1，它们同时地分别生产出一个纱线2。在纺纱机上，在纺纱机的纵向上布置有可行走的车20，它可以行走到各个卷绕头5或纺纱单元1处。车20例如可以是维护车，其用于消除纺纱单元1中的断纱和/或用于将绕满的交叉卷绕筒子6用空的筒管10更换。在车20上布置传感器19。传感器19测量该车20正好驶过的那个卷绕头5上的交叉卷绕筒子6的筒子直径D。如通过虚线所示箭头21表示的那样，传感器19此时例如可以直接地探测管纱11的表面并且由此确定筒子直径D。

备选地，也可以规定，当车20停止在一个纺纱单元处，以便在那里消除断纱时，由传感器19确定筒子直径D。

例如可以有利的是，传感器19探测筒子架12的位置，如通过虚线所示箭头22表示的那样。探测筒子架12的位置是筒子直径D的一个间接的尺寸。筒子架12的探测例如可以以机械的方式通过杆进行或也可以以光学的方式无接触地进行。

通过传感器19在一定的时间间隔中对筒子直径D进行的检测测量，可以修正在控制机构18中计算的筒子直径D的值。在基准测量中确定的直径值可以在这个卷绕头上作为筒子直径进一步计算的基础，从而计算的值是非常精确的。也可以规定，通过每次测量的筒子直径D改善和优化存储在控制机构18中的用于计算筒子直径D的数学模型。由此可以提高所有卷绕头5上的直径计算的精确度。通过本发明可以非常简单和成本有利地生产具有精确限定的特性的用于后继加工的交叉卷绕筒子6，同时不需要在每个卷绕头5上设置一个用于永久探测筒子直径D的传感器19。

Claims (9)

1.用于在纺织机的卷绕头上制造交叉卷绕筒子的方法，其中卷绕的纱线的螺旋角在卷绕期间被改变，其特征在于，依据筒子直径选择螺旋角，并且依据已经卷绕的纱线的长度计算筒子直径。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在计算筒子直径时考虑纱线拉应力和/或卷绕纱线的螺旋角。

3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，进行筒子直径的基准测量，以便修正筒子直径的计算值。

4.用于在纺织机的多个卷绕头(5)上制造交叉卷绕筒子(6)的装置，包括用于使交叉卷绕筒子(6)旋转的驱动机构(13)和在每个卷绕头(5)上具有一个可变化地驱动的导纱器(9)，该导纱器用于在交叉卷绕筒子(6)轴向上在可改变的螺旋角(α)下布设要被卷绕的纱线(2)，其特征在于，设有用于由已经卷绕的纱线(2)的长度计算出筒子直径(D)的控制机构(18)，该控制机构与导纱器(9)的驱动机构(17)连接。

5.按照权利要求4所述的装置，其特征在于，设有一个用于测量多个卷绕头(5)上的筒子直径(D)的公共的传感器(19)。

6.按照权利要求4或5所述的装置，其特征在于，传感器(19)可以先后相继地行进到各卷绕头(5)处。

7.按照权利要求4至6之一所述的装置，其特征在于，传感器(19)布置在一个可以沿着纺织机行走的车(20)上。

8.按照权利要求4至7之一所述的装置，其特征在于，传感器(19)可以直接地行进到交叉卷绕筒子(6)处。

9.按照权利要求4至7之一所述的装置，其特征在于，传感器(19)可以行进到一个用于安装交叉卷绕筒子(6)的筒管(10)的筒子架(12)处。

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