CN1225576C - 用于离心纺纱的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一用以使一通过许多相同的工作部位来起作用的离心纺纱机运行的方法和装置。每一工作部位具有一个带有粗纱停止装置的牵伸装置，一个以高速围绕着一轴线而旋转的离心纺纱罐，以及一管形的能横动的导纱器。从导纱器输出的、构成一旋转的纱股的纱股的纱线一般是放置在离心罐的内壁上而形成一纱饼。按照本发明在纺纱机(10)的纺纱循环开始时，对纺纱机各个离心纺纱罐(14)进行纱线卷装残余(30)的检查。

Description

用于离心纺纱的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于离心纺纱的方法以及一种离心纺纱的装置。

背景技术

在离心纺纱中，一个在牵伸装置中经过牵伸的例如放置在条筒中的棉条或位于粗纱管纱前的头道粗纱(也称为粗纱)借助一能横动的和能下降的导纱器而被输入到一个正在旋转的离心纺纱罐内来纺制成纱线，并被放置在离心纺纱罐的内壁上而形成所谓的纱饼。

也就是说，从导纱器出口输出的粗纱在随同离心纺纱罐而旋转的气流的影响下被输送到离心纺纱罐的内壁上，从而产生一围绕着离心轴而旋转的纱股。通过此纱股的旋转，使正在生产的纱线在放置到离心罐内表面上形成纱饼之前获得所需的捻度。经过一段时间的纺纱过程之后，或者当在离心罐中达到预定的纱线量之后，在该时点以前所纺制的纱线将被卷绕在插入离心罐内的卷绕筒管上。此卷绕过程的导入例如可这样来实现，即把卷绕筒管推入到纱股的途径中。于是卷绕筒管以其筒管边缘抓住从导纱器输出的旋转中的纱股，从而使放置在离心纺纱罐内壁上的纱饼就被卷绕在卷绕筒管上。

在此卷绕过程中可能发生纱线的断头，从而导致在纱线卷装绕在卷绕筒管上时，在离心罐中尚留有纱线卷装的残余。

从后来公开的专利申请DE 198 02 656中已知有一种用来在离心纺纱中发生这样的纱线断头后导入一卷绕过程的方法和装置。

按照此文件，在离心罐中引入一特殊的纱线松弛元件，以便用来抓住留在离心罐内的残余纱线卷装的纱头。通过这样的装置虽然有可能把纱线卷装残余可靠地取走，但对于这种纱线卷装残余的产生和存在往往是无法发现或者很晚才能发现。

由于这种纱线卷装残余在另一方面使离心罐本来有限的接纳空间进一步受到限制，因此对于尽可能高效的离心纺纱机而言，引入一种能迅速知道和去除在离心罐内所留存的纱线卷装残余的补救措施是极为重要的。

从DE 195 23 835 A1已知一用于离心纺纱的方法，其中对在离心纺纱罐中旋转的纱股运行持续时间进行测量，于是从所测量的结果能立即知道发生的运行持续时间的变化，并能通过插入一卷绕筒管来拯救已经纺制的纱线卷装。

另外还知道：输入到离心纺纱罐中的粗纱的存在可借助一设置在牵伸装置与横动的导纱管之间的纱线传感器来检测。当粗纱存在时，纱线传感器发出一相应的输出信号，在这里纱线传感器对粗纱的运动进行检测，并从而发出一与运动成比例的输出信号，最好是带有噪声的信号。这咱对粗纱的运动进行监视例如已在DE 42 06 030 A1或DE42 06 031 A1中有所说明。

在一个纺纱部位上出现纱线断头的情况下，一般要把材料输送予以中断，也就是说，粗纱输送借助一所谓的粗纱停止装置来使之中断。这种在牵伸装置中所设置的粗纱停止装置可从DE 38 22 930 A1中得知。

发明内容

从前面所述的现有技术出发，本发明的任务在于创建一种方法和装置，借助它能保证以简单的和成本低的方法来使离心纺纱机的各单独离心罐在纺纱循环的开始时处于一最佳的、特别是空的状态。

按照本发明，此任务在方法方面的技术解决方案是一种在一具有许多工作部位的纺纱机上进行离心纺纱的方法，其中第一部位有一借助牵伸装置牵伸的粗纱通过一管形的能横动的导纱器被引入一旋转中的离心纺纱罐内纺制成纱线，并在形成一旋转的纱股的情况下作为一纱饼被放置在离心纺纱罐的内壁上，在纺纱机的纺纱循环开始时，对纺纱机的各个的离心罐中的纱线卷装残余进行检查。

按照本发明，上述任务在装置方面的技术解决方案在于一种具有许多工作部位的离心纺纱机，每一部位具有一牵伸装置，一个围绕着一轴线而旋转的离心罐，以及一个能横动的导纱器用来把从牵伸装置拉出的粗纱输送到离心罐内，其中，它设有一传感装置用来检测在纺纱循环中所发生的至少一个物理量，利用此物理量来判断各离心纺纱罐的充满情况。

通过在离心纺纱机的纺纱循环开始时对所有离心纺纱罐中可能发生的纱线卷装残余的存在进行检查，能可靠地避免发生离心罐在正常纺纱工作中由于离心罐内留存的纱线残余而造成产生劣质管纱的后果。

所以最好是在离心纺纱机的纺纱循环开始时知道离心纺纱机各单独工作部位的纱股旋转频率，并将所测量的旋转频率各与一设定值进行比较。在一个或几个纺纱部位中可能发生的纱线卷装残余可通过所出现的旋转频率对设定值的差异而立即知道。在测量纱股的旋转频率过程中可充分利用以下情况，即在还存在纱线卷装残余时所发生的生头情况，和由于自由半径的缩小而导致纱股旋转频率的减小。

也就是说，当离心罐以恒定的转速旋转时，由于下式的关系

$f_G=f_Z-\frac{V_L}{2\mathrm{\πr}}$

所以在离心罐中留存一纱线卷装残余时，立即导致有关纱股的一个较低的旋转频率。

上式中：f_G是纱股的旋转频率

        f_Z是离心罐的旋转频率

        V_L是纱线输送速度

        r是离心罐的自由半径

通过纱股的旋转频率的相应计算，便能直接了解在有关的离心纺纱罐中有使自由半径缩小的纱线卷装残余的存在。

在本发明的有利结构中这样规定，运行中的纱股的旋转频率借助一检测纱线运动的纱线传感器来测量。也就是说，一个设置在牵伸装置与横动的管子状导纱器之间的纱线传感器能了解一个在纱线传感器区域内进行调节的与离心纺纱罐中的纱股旋转频率相应的纱线运动。

在其他结构中，这个与纱股旋转频率相应的纱线运动能从由纱线传感器所获得的代表纱线运动的带噪声的信号来进行滤波。为了此目的，带噪声的信号例如可通过一个获得一返回到纱股旋转频率上的频率信号的滤波器来引导，这些频率信号的处理，例如借助快速富里叶变换或其他类似的处理，能产生位于固定频谱范围内的频率曲线，它能同离心罐内部确定的自由半径相配合。

通过把这些频谱曲线同在空的离心罐时所期待的设定值相比较，便能立即确定纱线卷装残余的存在，从而能采取相应的被救措施。由于在空的离心罐时的自由半径可从已知的几何尺寸中知道，所以能用简单的方法来确定所期待的设定值。

在有利的实施方案中还规定同时对所有工作部位测量各纱股的旋转频率。因为在一测量和评定单元中对每一纺纱部位产生一明确的配合，所以通过纱股旋转频率的相互比较，便能立即确定是否在那样情况下还有纱线卷装残余存在，并且存在于哪一个离心纺纱罐内。由于纱线卷装残余毕竟是比较少的，而且在几个工作部位上同时发生的情况更少，因此所获得的纱股旋转频率也能互相进行比较，这样在准备位置上可以放弃一外部设定值。

因此不存在纱线卷装残余的纺纱部位在一定程度上发出一内部设定值。

当在一离心纺纱罐中确定有纱线卷装残余存在时，通过评定单元能立即给有关工作部位的粗纱停止单元发出一相应的控制信号。也就是说，在有关的工作部位上对粗纱的进一步输送进行调节。

以本发明为基础的任务还能通过一具有在权利要求10中所述特征的装置来解决。

对此，按本发明的离心纺纱机规定：通过一传感装置来测量在纺纱循环过程中所发生的至少一个物理量。所测得的量例如可在一工作部位计算机或一中央纺纱机计算机中与一设定值相比较，并从比较结果来推断单独离心纺纱罐的充满状态。

在这里传感装置最好是设计成在牵伸装置与导纱器之间能检测一根纱线存在的纱线传感器。通过此纱线传感器与一滤波器的配合，能从传感器输出信号中过滤出一与纱股旋转频率相对应的信号，利用它在一评定电路中同一设定信号相比较。

用此方法便能不用结构复杂和需要附加结构空间的措施来实现与纺纱离心罐一同旋转的纱股的旋转频率的测量和评定。也就是说，只需要借助一滤波段以及一信号比较器便能对现有的装置进行改进，以便通过纱股旋转频率的测量就能立即对离心纺纱罐中纱线卷装残余的存在进行推断。

在本发明的另一结构中还这样来设置，即离心纺纱机具有一中央控制装置，其中可对从单独纱线传感器发出的关于所测得的纱股旋转频率的信号进行评定，这样便能以有利的方式在一紧凑的装置中来实施同设定值的比较。在这里设定值只需建立一次来供所有纺纱部位使用。

在另一种实施方案中，还可能以简单的方式借助控制装置来实行单独工作部位的纱股旋转频率彼此之间的比较。

附图说明

下面根据在附图中所示的实施例对本发明进行详细说明，其中：

图1表示对一离心纺纱机的三个工作部位的示意前视图，

图1a表示离心纺纱机的控制装置的示意图。

图2表示离心纺纱罐的示意顶视图。

具体实施方式

图1示意地表示一具有许多工作部位12的离心纺纱机10，在图1中用截面图方式表示了三个这样的工作部位12，12’和12”。

每一工作部位12包括一例如由图中未表示的磁性轴承支持的、以高速旋转的离心纺纱罐14。

离心纺纱罐14各由一能横动的、并能以方向R而下降的管形导纱器16相配合，导纱器的纵向轴位于离心罐14的旋转轴线上。

通过导纱器16，把各粗纱24喂送到离心纺纱罐14内，并在形成一纱股20的情况下放置在旋转中的离心罐14的内壁22上作为纱饼8。因此通过离心罐14的旋转可从粗纱而产生一纺制完成的纱线18。

粗纱24在喂入到离心纺纱罐之前，在图1中仅作示意性表示的一个牵伸装置26中予以牵伸。

导纱器16各由一图中未表示的驱动装置相配合，它不仅给予导纱16一个固定的轴向横动运动CH，而且使导纱器16在纺纱过程中连续地以方向R下降。

另外，每一纺纱部位12最好在导纱器入口处设有一纱线传感器28来对粗纱24的存在或所产生的纱线18进行检测。这里纱线传感器28能以不作详细说明的方式同一(图中未表示的)喷射器相结合，它的作用是使粗纱24穿入导纱器16，并使工作部位12便于生头。

也就是说，这种喷射器能吸走从牵伸装置26输出的粗纱24并把它吹入导纱器16。

在前面所述的范围中，对离心纺纱机10的其他细节不再详细说明，因为这些已为人们所熟知。

在图1中所示的离心纺纱机10的功能如下：

在所有纺纱部位12基本上同时完成生头过程以后，从各导纱器16输出的粗纱在形成一纱股20的情况下被放置在旋转中的离心罐14的内壁22上，从而形成随同离心纺纱罐14一起旋转的纱股20。所产生的纱线18，如在图1中的工作部位12”中用虚线所示那样，被放置在离心罐14的内壁22上作为一纱线卷装(纱饼8)。

在经过一预定的纺纱时间之后或达到一预定的纱线量之后。有一卷绕筒管(图中未表示)被插入离心罐14，把纱线卷装8卷绕在其上。在这里可能出现在工作部位12’上所示的纱线卷装残余30，它例如由于在卷绕过程中所发生的纱线断头所造成。这各纱线卷装残余30也可能在卷绕筒管取出后残留在有关的离心纺纱罐14内。在后继的离心罐14的生头过程中，在有关的工作部位12’中的纱股20将碰到留存在离心罐中的纱线卷装残余30。

首先应了解按图2所给出的在离心罐内纺纱过程中的参数。这里以概略的方式表示一离心纺纱罐14的顶视图。

如前面已经指出，离心纺纱罐14的旋转轴线32与管形导纱器16的纵向轴相重合。还知道从导纱器16输出的粗纱24或纱线18在形成一纱股20后被放置在离心纺纱罐14的正在旋转的内壁22上，并随之以方向ω而旋转。纱线18在这里以一恒定的输出速度(卷绕速度)V_L放置在内壁22上。同时离心罐14以一恒定的角速度ω而旋转。因此在纱股20撞到离心罐14的内壁22上的碰撞点34上形成一在导纱器16与内壁22之间的自由半径r。

碰撞点34的圆周速度可从角速度ω和离心罐的净半径r来求得。原则上圆周速度同角速度和半径r应符合下式的关系：

                V＝ω·r

由于角速度ω可由2πf来代替，此处f代表频率，因此圆周速度可写成

                V_Z＝2πf·r

下面用f_G来表示纱股20的旋转频率，和用f_Z来表示离心罐内壁22的旋转频率。

关于纱股36在碰撞点34范围内的圆周速度V_G可从下式求得：

            V_G＝V_Z-V_L

由此可以导出：

2πf_G·r＝2πf_Z·r-V_L

V_G＝2πf·r-V_L

∴ $f_G=f_Z-\frac{V_L}{2\mathrm{\πr}}$

从以上推导可以得出：纱股20的旋转频率f_G与自由半径r有关，也就是说自由半径r越小，则纱股20的旋转频率f_G也越低。

这个理解意味着：通过对纱股20的旋转频率f_G的测量能直接推断出实际的自由半径r，从而推断出可能在离心纺纱罐14中存在着纱线卷装残余30。如果，像在图1中的工作部位12’所示，有一纱线卷装残余30存在，则通过这里自由半径r的缩小，从而根据前面所述的关系在工作部位12’将给出纱股20的一个较低的旋转频率f_G。

从这些原则上的考虑出发，根据图1可得出如下结论：

纱股20一般总是围绕着导纱器16以一与离心纺纱罐14的净半径r相应的旋转频率f_G旋转。

借助纱线传感器28可对各粗纱24或纱线18的运动进行检测。此运动将导致一纱线传感器的输出信号，这是一种带噪声的信号，用来识别各纱线18的运动和存在。纱线18的供应速度V_L通过根据纱股20的旋转频率f_G的绞合作用由另一的纱线运动叠加而成。

这个附加的纱线运动与纱股20的旋转频率f_G直接成比例。

因此，由纱线传感器28所检测的纱线传感器输出信号除了包括与纱线18的供应速度V_L相应的运动信息以外，还包括一与纱股20的旋转频率fG相应的信号成分。

如在图1中所示，纱线传感器28通过信号导线38同一控制装置40相连接。控制装置40，如在图1a中的示意放大图所示，具有与离心纺纱机10的工作部位12的数目相同的输入42，以对每一纺纱部位12的纱线传感器的输出信号进行单独处理。

输入42各与一滤波组件44相连接，在滤波组件上各连接一频率评定组件46。频率评定组件46还与一比较器48相连接，另外比较器还同一存贮元件50相连接。

比较器48与控制装置40的输出端52相连接，这里输出端52的数目同样与离心纺纱机10的工作部位12的数目相同。每一输出52同一个与工作部位相配合的、图中未表示的所谓粗纱停止装置54相连接，它在相应的激活状态时用来使通过各牵伸装置26的材料供应中断。

通过在一般情况下对离心纺纱机10的工作进行监视，承担控制功能的控制装置40能按本发明的概念对纱线传感器28的输出信号实行如下的评定，但在这里应明确地指出，控制装置40对纱线传感器的输出信号当然也能按其他方式进行评定。

首先把纱线传感器28的输出信号通过滤波组件44来输送。这例如可作为一带通滤波器来实行。在这里从毗邻的噪声信号中过滤出位于纱线传感器28中的气圈频度范围内的一个固定频带中的信号成分。接着，此过滤出的频率范围通过一频率评定组件46来输送。这里例如要借助一快速富里叶变换或其他已知的频率评定方法来进行频谱分析，使过滤出与附加的纱线运动和从而与纱股20的旋转频率f_G相应的频谱成分。它接着在比较器48中与所提供的存贮元件50中储存的设定值进行比较。根据已知的离心罐的几何尺寸和空的离心罐14的自由半径r，便能计算出纱股20的旋转频率f_G。

在这里如果得出纱股20的旋转频率f_G低于设定值，便知道这是由于自由半径r的减小和从而在有关的离心罐14内有纱线卷装残余30存在。然后通过比较器48在相应的输出52中提供一与工作部位12相配合的信号，以便通过熟知的因而不再作详细说明的粗纱停止装置54直接把有关工作部位12’的材料供应中断。

根据另一种变形方案，能借助比较器48来实行各工作部位12的纱股20的旋转频率f_G的相互比较。

从前面的说明中可知，在离心纺纱机10的生头过程开始以后已经能直接知道是否在离心纺纱罐14中之一还存在着一纱线卷装残余30，像在图1所示实例中的工作部位12’那样。于是有关的工作部位12’能立即从生产中获知并予以清洗。

因此最好在其他工作部位12中的有关部位12”上继续进行卷绕过程，而在有关工作部位12’上推迟进行。通过按本发明的方法，在下一次共同生头过程中，所有工作部位12完全可以重新使用，除非在此期间在另一纺纱罐14中例如由于新的纱线断头而出现新的纱线卷装残余。

纱股的旋转频率不一定通过在前面的实施例中所述的纱线传感器28来获得。在一般的发明思想的范围内完全可以考虑设置一传感器置来获得纱股频率，如在DE 195 23 835 A1中所述的采用一紧急卷绕过程。

Claims (15)

1.在一具有许多工作部位的纺纱机上进行离心纺纱的方法，其中第一部位有一借助牵伸装置牵伸的粗纱通过一管形的能横动的导纱器被引入一旋转中的离心纺纱罐内纺制成纱线，并在形成一旋转的纱股的情况下作为一纱饼被放置在离心纺纱罐的内壁上，其特征在于：在纺纱机(10)的纺纱循环开始时，对纺纱机的各个的离心罐中的纱线卷装残余进行检查。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于：对各个离心纺纱罐的纱股(20)的旋转频率(f_G)进行检测，并把测得的旋转频率(f_G)与一设定值进行比较。

3.根据权利要求2的方法，其特征在于：纱股的旋转频率(f_G)是借助一用来检测纱线(18)的运动的纱线传感器(28)来检测的。

4.根据权利要求1-3中之一的方法，其特征在于：通过纱线传感器(28)来测量与旋转频率(f_G)成比的纱线气圈的旋转频率。

5.根据权利要求1-3中之一的方法，其特征在于：纱线气圈的旋转频率是从一代表纱线运动的噪声信号中通过滤波而获得的。

6.根据权利要求1-3中之一的方法，其特征在于：与经过滤波所得的纱线气圈的旋转频率相应的频率信号经受一频率分析，特别是快速富里叶变换。

7.根据权利要求1-3中之一的方法，其特征在于：用来作比较而引入的设定值是根据已知的几何尺寸，特别是已知的空离心罐的自由半径(r)来获得的。

8.根据权利要求1-3中之一的方法，其特征在于：对纺纱机(10)上所有工作部位的旋转中的纱股的旋转频率(f_G)同时进行测量，并互相进行比较。

9.根据权利要求1-3中之一的方法，其特征在于：当知道在一个离心纺纱罐中有纱线卷装残余时，在有关工作部位(12)的牵伸装置上使一粗纱停止装置(54)产生动作。

10.具有许多工作部位的离心纺纱机，每一部位具有一牵伸装置，一个围绕着一轴线而旋转的离心罐，以及一个能横动的导纱器用来把从牵伸装置拉出的粗纱输送到离心罐内，其特征在于：它设有一传感装置(28)用来检测在纺纱循环中所发生的至少一个物理量，利用此物理量来判断各离心纺纱罐(14)的充满情况。

11.根据权利要求10的离心纺纱机，其特征在于：所述传感装置是一个设置在牵伸装置(26)与导纱器(16)之间的用来检测纱线(18)的存在的纱线传感器(28)，纱线传感器(28)与一滤波器(44)相配合，借助它的作用可从纱线传感器输出信号中获得一与纱股的旋转频率(f_G)相应的信号；还设有一评定电路(46，48)，在其中使与纱股旋转频率(f_G)相应的信号与一设定值信号进行比较。

12.根据权利要求10或11的离心纺纱机，其特征在于：纺纱机(10)具有一控制装置(40)，它与工作部位(12)的所有纱线传感器(28)相连接。

13.根据权利要求10或11的离心纺纱机，其特征在于：控制装置(40)具有与工作部位(12)的数目相同的滤波组件(44)和频率评定组件(46)。

14.根据权利要求10或11的离心纺纱机，其特征在于：滤波组件(44)和频率评定组件(46)与一比较器(48)相连，它与控制装置(40)的与工作部位(12)的数目相同的输出(52)相连。

15.根据权利要求14的离心纺纱机，其特征在于：各个输出(52)与各工作部位(12)相配合的粗纱停止装置(54)相连接。