CN1176216A - 在交叉卷绕筒子的卷绕过程中避免叠绕的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在交叉卷绕筒的卷绕过程中避免叠绕的方法。按周期激励函数对导纱器的驱动速度施加影响是已知的。本发明提出的任务在于这样选择周期激励函数在极值点的斜率,以致与具有相同周期和振的正弦函数的第一部分的斜率值相比,所说激励函数的第一部分的斜率在该点的区域上要大些。在经一个零点和一个极值点之间,坡度值至少要这样变化一次,以致它小于具有相同周期和振幅的正弦函数的第一部分的斜率值。

Description

在交叉卷绕筒子的卷绕 过程中避免叠绕的方法

本发明涉及一种与第一权利要求的前序部分相应的用于在交叉卷绕筒子的卷绕过程中避免叠绕的方法。

在交叉卷绕筒子的卷绕过程中，所谓叠绕就是一种管纱结构上的缺陷，基于在交叉卷绕筒子的退卷过程中的消极作用，例如整个纱层的落筒现象，因此要绝对避免出现这样的缺陷。当卷取鼓以恒定的圆周速度驱动靠在其上的交叉卷绕筒子时，则其转速仅取决于筒子直径。随着筒子直径的增大，筒子的转速变小，因此，每一单位时间，筒子转速与导纱器的双动程数关系是同时变化的。当圈数比，即筒子回转数与双动程数之比由整数构成时，总是会出现叠绕现象，这时纱线反复地在筒子圆周上的同一或邻近位置堆绕，就形成了带状纱层。

在开式纺纱机中，通常所有的卷绕装置和防叠绕装置即导纱器均由中央驱动。通过众多中央驱动的卷绕装置，无法使防叠作用与每一单个交叉卷绕筒子的卷绕状态匹配。防叠作用必须变得有效，而正对在各络纱头处出现怎样的圈数比并不重要。

从DE2534239C2中已知一种用在带有横动导纱器的交叉卷绕装置上的防叠方法和装置，在该装置中，纱线是以恒定速度输送的。

这种已知的方法和这种已知的装置特别被用在开式纺纱机上。除已知的矩形函数以及正弦函数外，所描述的用于防叠的基本函数还有三角函数和与之一同使用的锯齿形函数。

在无规卷绕中，对防叠质量的鉴别可以根据花纹组织是怎样散开的，也就是说，在一种花纹组织情况下，上下叠置的纱层是怎样在筒子表层摊开的来进行。根据在筒子端面所看到的换向点的分布情况，就可以看出其堆绕情况。正如下面借助附图进一步阐明的那样，在三角函数、锯齿形函数和正弦函数情况下，花纹组织的散开状况不是很好。朝着端面看，圆周很大的角范围不含换向点。这就是说，连续移动的区域在交叉卷绕筒子的圆周面上延伸，在筒子回转量大时，在该区域上纱线无堆绕现象。尽管阻止了花纹组织结构，但这样的交叉卷绕筒子的结构仍然相当参差不齐。

在其极值点对称于一个产生花纹组织的圈数比的矩形函数情况下，在圆周上便维持了良好的换向点分布。与在对称三角函数情况下的大约210°范围相比，在矩形函数情况下仅剩下大约三分之一，即大约70°没有被纱层覆盖。通过所谓临界圈数比的跳跃式经过，有效地抑制了花纹组织的堆绕。然而矩形函数还有如下缺陷：虽然导纱器电机的转速及由此形成的在单位时间内的双动程量的变化是大约跳跃式地对称于形成花纹组织的转速变化的，且与此同时重又不断地留下可能的花纹组织区，但是根据矩形函数，在预定时间内的双动程量在极值点是恒定的。由于交叉卷绕筒子的直径进一步增大，因此可能在矩形曲线的极值点出现花纹组织区。于是便能够形成前面刚刚留下的那种花纹组织区。由于在这一区域驱动速度是常数，于是可能产生一种无干扰的花纹组织结构。

因此，本发明的任务在于提出一种方法，这种方法在避免已知缺陷的前提下还能更有效地阻止叠绕的形成。

根据本发明，完成上述任务是借助第一权利要求所述的特征来实现。本发明较优的布置列在从属权利要求中。

本发明的周期激励函数能够用于所有的横动导纱器来干扰驱动速度，除了对于纱线防叠卷绕的往复螺纹导纱辊，它们同时驱动筒子。

干扰导纱器的驱动速度的激励函数可以通过一个机械联动装置或者通过导纱器驱动电机的一个电子控制装置实现。这方面的实例可以从DE2534239C2中得知。只要用一台特殊的电动机共同驱动导纱器，则带有众多卷绕装置的纺织机械的导纱器的驱动控制便能以最为简单的方式实现而无需大的构造费用，也就是说不需要机械联动装置，所说的特殊电动机的转速可以无级调整，例如用一台反相换流供电的异步电动机。而后，借助一台函数发生器便可产生各种所期望的用来干扰导纱器的驱动速度的激励函数。

经过零点时，周期激励函数的斜率是如此选择的，以致它在那点上比具有相同周期和振幅的正弦函数的斜率大。要使所说激励函数在极值点区域的停留时间尽可能地少，就必须在那点上使其斜率也同样离开正弦函数的斜率。根据本发明，在极值点附近的斜率是这样选择的，以致与具有相同周期和振的正弦函数的第一部分的斜率值相比，所说激励函数的第一部分的斜率值在这一区域要大些。

在本发明激励函数的大斜率情况下，为了在每次经过零点时都能以尽可能少的停留时间通过在极值点的区域，该激励函数的斜率就必须在经一个零点和一个换向点之间至少变化一次。对于成直线的激励函数来说，特别要考虑这样的要求。在激励函数的变化成曲线情况下，这种要求已经得到满足。激励函数的斜率值在经一个零点和一个激励函数极值点之间至少要这样变化一次，以致而后该斜率值在直到极值点附近的区域上都小于具有相同周期和振幅的正弦函数的第一部分的斜率值。

在本发明较优的进一步改进中，所需的激励函数要么可以通过一些函数来实现，借助这些函数能够使导纱器的驱动速度连续地产生变化，要么可以通过一些多角函数来实现，当导纱器由一台可调的特殊电动机共同驱动时，有关的激励函数例可以由函数发生器产生。多角函数的曲线是由带有不同斜率的直线段组成的。一个多角函数应该至少具有三个转折点，以便它能处于不利的三角函数和不利的矩形函数之间。

在本发明较优的进一步布置中，只要激励函数的周期或激励函数的振幅总是在一个范围内变化，就还可以对叠绕的干扰方式做进一步的改进。各种干扰的效果因此相互叠加。如果在花纹组织区，交叉卷绕筒刚好通过监界直径范围，则例如由于所推选的干扰使双动程数发生变化。由此使可能出现的叠绕底纱受到干扰。

如果同时实施上述两种干扰方式，即改变周期和改变转速也就是导纱器的驱动速度，则还可以对叠绕的干扰做出进一步的改进。

在本发明的进一步布置中，通过改变转折点的位置以及改变多角函数的转折点数量还可实现对叠绕的继续干扰。所得干扰效果与前述干扰形式所获得的干扰效果相比是比较好的。

特别是当导纱器由一台可调电动机驱动时，便出现了有益的可能方式，即让一台随机发生器来对所指示的干扰方式进行选择。尽管有激励函数，但连续到达或经过形成叠绕的圈数比的可能性，会通过使用随机发生器而明显变小。

下面借助对附图的说明来进一步阐述本发明。

其中

图1是可供选择的激励函数，

图2是正弦函数的干扰效果，

图3是三角函数的干扰效果，

图4是矩形函数的干扰效果，

图5是本发明多角函数的干扰效果，

图6和7是激励函数变化形式的实例，和

图8是卷绕装置和导纱器的受控驱动装置的实例。

在图1中描述了可供选择的周期激励函数在一个周期期间的曲线。周期的持续时间定为2π而振幅为1。其中1为矩形曲线，2为正弦曲线，3为对称的三角曲线，4a和4b为两条镜象对称的锯齿形曲线，而5为多角曲线。

如果分别对振幅为1的激励函数在0至π范围内求积分，也就是在半个周期内，则得出如下的面积：

矩形函数：            3.1415

正弦函数：            2.0000

三角函数：            1.5708

锯齿形函数：          1.5708

在正弦函数和矩形

函数之间的多角函数：从2.0000到3.1415

可以近似地把曲线下方的面积看做是各函数防叠性能的尺度。正如借助下面的附图所阐述的那样，随着面积的增加防叠质量也相应提高。因此，矩形函数1为防叠作用提供了最佳的先决条件，但总是在极值点有很大的停留时间，这便引起上面所谈及的缺陷。

为得到防叠函数效果的可比较的结果，就要以在周期和振幅上的相同的变化条件为基础。振幅是用导纱器的驱动转速的最大±5％的变化来确定的。周期是每单位时间的双动程，大约为15.5。在圈数比WV＝2时，也就是在筒子每回转一圈走两个双动程时，在一个初始直径为167.78mm的圆柱形筒子上对干扰性能进行模拟。在导纱器传动的基本转速下，公称交叉角为33°，纱线速度为125.73m/min，筒子宽度为156.6mm。在防叠作用期间，交叉角变化大约±1.65度，而每分钟的双动程数变化大约为±4.87％。

下面借助附图2至5来说明上述除锯齿形函数之外的函数的干扰结果。在此描绘了每个激励函数的大约3个周期，它们在大约168.2mm的筒子直径附近开始于激励函数的零点的。在横坐标上描绘的是筒子直径，横坐标同时也是时间轴。在纵坐标上分别描绘了一个筒子圆周。在纵坐标上的完整的筒子圆周对应于在横坐标上的每一直径。依次描绘出每次双动程的换向点并按照其顺序把这些换向点连接起来。

图2显示的是一个正弦函数的干扰效果。在筒子直径到168.2mm之前，周期经过零点。然而在经过零点时，让圈数比为整数2，即筒子每回转一圈走两个双动程，由此便提供了叠绕的先决条件，通过导纱器驱动转速的变化及由此产生的动程速度的变化，便开始预期的干扰。而在经过零点时，这里是图表曲线的极值点，根据正弦函数的斜率，可以看到两个双动程并排，每一双动程的换向点继续向离开零点的方向移动，此时以便在半个周期之后在图表曲线的极值点上重新较近地靠拢甚至重叠。这就是说，能够看到在筒子圆周面上的叠绕底纱上与干扰曲线经过零点相似。此外，在交叉卷绕筒圆周上的换向点分布不好。换向点的分布局限于大约185°范围，而大约175°仍然没有被覆盖，这一范围只是慢慢地在交叉卷绕筒的圆周上移动，由此，在所经过的花纹组织区的范围内，筒子的结构出现参差不齐的现象。

图3显示的是一个三角函数的干扰效果。该函数位于正弦函数之下，且与此同时由该函数所包围的面积也位于正弦函数之下。因此干扰质量差一些，正如可以明显地从换向点的位置分布上看出的那样。换向点分布在交叉卷绕筒圆周上的一个更加小的角范围上。关系大约为150°比210°，210°是仍没有被覆盖的。由于换向点重叠并紧靠在一起，则基于相对正弦函数而言三角函数更小的坡度，在此便已出现了花纹组织。

图4显示的是一个矩形函数的干扰效果。伸出图表下缘的曲线段补充了相应的角范围。基于最大的包围面积，矩形函数具有最好的干扰效果。在筒子圆周上只有大约75°没有换向点。此外，与在图2和3的激励函数影响下卷绕的筒子相比，筒子的结构相当均匀。然而，如果基于导纱器的动程数，在矩形函数情况下已变成直线的极值点上整数圈数比时，则矩形函数失去其干扰效果，甚至也再现叠绕。

图5显示的是根据本发明的多角函数的干扰效果。基于比矩形函数的面积小一些的面积，则其干扰效果也就差一些。但它比正弦函数的干扰效果要好得多。交叉卷绕筒子未被换向点覆盖的圆周范围大约有130°。在经过零点的区域内的换向点的位置比在正弦函数和三角函数情况下的要稀疏得多。因此在经过零点区域出现叠绕现象的危险是很小的。

在图6中列举了一些这方面的实施例，例如可以改变激励函数，以回避相似干扰单元的循环。

经过周期长度为2π且振幅为±1的八个周期，描绘了一个总是在每半周期带两个转折点的多角函数，在此，这些转折点的位置是周期变化的。位置变化出现在2π至4π和6π至8π周期中。在0至4π周期中，用虚线画出了一条多角函数的仿形曲线。

在图7中，有一些其他干扰单元被插入到了每半周期带两个转折点的多角函数中。在2π至4π周期中，不仅振幅被改变了，而且转折点的位置也被改变了。在4π至6π周期中，每半周期各有两个转折点被补插入到了折线段中。

在图8中描述了卷绕装置和导纱器的受控驱动装置的实例。

通过在不同卷绕状态所描述的、分别置于一个卷取辊12之上的交叉卷绕筒子11，仅示意地描述了卷绕装置10。一根通轴13把所有的卷取辊12相互连接在一起并且通过该轴同时的卷取辊12相互连接在一起并且通过该轴同时驱动所有的卷取辊。轴13的驱动是借助一台经齿轮装置15与该轴13耦合的电动机14实现的。

当卷取鼓12按箭头方向16旋转时，位于交叉卷绕筒前的导纱器17在交叉卷绕筒11的宽度范围内相应的双面箭头18做往复运动。所有的导纱器17均被安置在一根导纱器通轴19上。借助一个特殊的齿轮装置20，轴21所提供的电动机22的旋转运动转变成了往复运动。

用于驱动卷取鼓12的电动机的转速以及用于驱动导纱器轴19的电动机的转速相互匹配以平衡在导纱器往复运动过程中的纱线张力。出于这一原因，经过控制线14a或22a把它们与一个控制装置23连在一起。一台函数发生器24串联地接到该控制装置23上，它是通过一条控制线24a与控制装置23连接起来的。函数发生器产生出可以经输入端25输入给函数发生器24的激励函数。激励函数的曲线变化可以在显示器26上描绘出来。随机发生器27提供了这样的可能性，即按照随机原则对所指示的干扰方式进行选择和叠加。

Claims (8)

1.在卷绕装置上卷绕无规则卷绕的交叉卷绕筒的过程中避免叠绕的方法，在此，导纱器使纱线往复运动并且导纱器的驱动速度按照一个周期激励函数在一个最大值和一个最小值之间摆动，干扰导纱器驱动速度的激励函数的斜率在经过零点时是这样选择的，以致它在那点上比具有相同周期的振幅的正弦函数的斜率大，

其特征在于：

在极值点附近的斜率是这样选择的，以致它与具有相同周期和振幅的正弦函数的第一部分的斜率值相比，所说激励函数的第一部分的斜率值在这一区域要大些，并且它在经过一个零点和一个激励函数的极值点之间至少要这样变化一次，以致而后该斜率值在直到极值点附近的区域上都小于具有相同周期和振幅的正弦函数的第一部分的斜率值。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于：干扰导纱器驱动速度的周期函数的斜率是持续变化。

3.根据权利要求1的方法，其特征在于：干扰导纱器驱动速度的周期函数是一个多角函数并且该多角函数在半荐至少有三个转折点。

4.根据权利要求1至3之一的方法，其特征在于：干扰导纱器驱动速度的激励函数的周期是变化的。

5.根据权利要求1至4之一的方法，其特征在于：干扰导纱器驱动速度的激励函数的振幅是变化的。

6.根据权利要求3至5之一的方法，其特征在于：所说多角函数的转折点的位置是变化的。

7.根据权利要求3至6之一的方法，其特征在于：所说多角函数的转折点的数量是变化的。

8.根据权利要求1至7之一的方法，其特征在于：借助一台随机发生器对所指示的干扰方式进行选择。

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