CN1374244A - 补偿纱收取速度脉动的在锥形纱筒上收集纱的设备 - Google Patents

Abstract

在锥形纱筒上收集纱的设备,把固定的板条补偿器相对于纱的缠绕线成一个斜角,改变作横向运动的纱的自由路径长度,补偿了从锥形纱筒收取纱的脉动。

Description

补偿纱收取速度脉动的 在锥形纱筒上收集纱的设备

本发明涉及了由纺织机械生产或处理而要缠绕在纱筒上的纱的收集。在工业实践中，一般采用的技术是转动空转地装在纱筒支承臂心轴上的一个管子来收集纱，并且收取从送进机构来的纱把它缠绕在其本身上。由此在纱表面上拉动和缠绕纱而形成了纱筒，纱筒又被其下面的一个驱动滚子带着转动；纱筒靠在驱动滚子上，以基本上不变的线速度缠绕纱，速度与缠绕时纱筒呈现的大小无关，而仅取决于上述驱动滚子的转动速度。因而以螺旋方式把纱缠绕在转动的纱筒上，并且由纱的导向装置以前后运动方式把纱分配在纱筒表面上。

对于在下游工序中缠绕在纱筒上的纱的大多数后续应用，需要把纱筒做成锥形，当需要从放在纱筒架或类似支架上的固定纱筒沿轴向抽出纱时，这是典型的方式。

本发明尤其是涉及了在下游把纱缠绕在锥形纱筒上，纱从位于上游的纺织机械以不变速度生产、处理或任何方式得到。

转子纺纱机代表了以不变线速度生产纱的这些纺织机械的一个典型例子，目前称为开口式纺纱机，而在形成锥形纱筒时收集速度具有脉动趋向。

为了彻底说明有关锥形纱筒的问题和本发明提出的技术解决办法，在以下描述中作为不受限制的例子，参照了在锥形纱筒上收集开口纱的情形。

在一个锥形纱筒上收集速度的脉动原因主要来自两个情况。第一个情况是采用范围在两个缠绕端之间的导纱装置来形成纱在纱筒上的摆动分配。这个范围周期地伸长和缩短了从最后横向约束点到导纱器的一段摆动纱的长度。当导纱器把纱存放在纱筒中心部分和导纱器位于其冲程的一半位置时长度为最小，当导纱器把纱存放在纱筒两端和导纱器位于其冲程的终端时长度为最大。因而这个纱的路径长度的周期变化被转换成纱收取速度的第一个脉动：在每个时刻需要从底部产生一段纱，它相应于路径长度的周期变化(正和负)所增加或减少缠绕在纱筒上的一段纱，上述路径连接了以不变速度供应纱的机构和以脉动速度收集纱的机构。

这个第一情况对缠绕在直柱形纱筒上的工序也存在。另一方面，第二个情况由纱筒的锥形所引起。即使平均收集速度保持相同于从开口纺纱机到达的纱速度，仍会遇到第二个速度脉动。一般说，并不十分强调管子的半锥形状(或倾斜)，通常保持低于5°，但在本纱筒的缠绕速度下，造成的收取速度脉动完全不可忽视。

当纱缠绕在最大直径的部分(目前为纱筒的底部)时，以较大的速度收取纱，高于从供应纺纱机以不变速度到达的纱速度，因而纱受到较大张力；相反，当纱缠绕在最小直径的部分(目前为纱筒的顶部)时，产生相反的情形，纱被松弛，因为以较低的速度收取纱，低于从纺纱机到达的纱的不变速度。

为了采取在锥形纱筒上缠绕的方式来收集纱，主要存在的技术问题来自纱收取速度脉动的总和，以及来自在无有效补救措施下纱中产生的张力。除了由于缠绕瞬时点的横向坐标变化引起纱收取的周期脉动之外，还由于所形成的某种程度纱筒锥形引起的周期速度脉动。参照横向路径的横坐标，两个脉动总和的趋向不是线性的，而是沿着被缠绕纱筒的直径增大方向存在一个正的和增加导数的趋向。这个趋向示意地表示在图1中。简短地说，基本问题在于要把在本质上以不变线速度供应纱的一个生产系统与相反在本质上以脉动线速度(具有环绕着相应于供应速度平均值的显著频率)收集纱的一个收集系统相组合。也必须考虑到以下必要性：根据密度和根据纱筒后续应用所需的一致性，在整个缠绕期间必须非常精确地调节缠绕纱的张力；对于高质量的纱筒，所需精度以克/重量来计算。

在先前技术中，对与这种缠绕有关的问题已经提出了许多技术解决办法。在纱筒转动时，一般采用具有较大摩擦系数的环形带的驱动滚子，来确定在锥形纱筒母线上的驱动点，从而确定在滚子和锥形纱筒之间的传递比。

美国专利4,002,306和4,113,193说明了在被收集纱的路径中如何插入一系列偏离构件，它们可以依靠张紧弹簧的作用沿横向相互交替地隔开，使得纱具有一个愈曲折盘绕、纱的张力愈低的运动。这个系统在纱不是十分张紧时容许建立一段储备纱，并且在纱张力恢复时使纱回复。在美国专利4,133,493和4,312,482中提出了一个相似的系统，根据纱的张力建立了一条可以改变曲折盘绕的路径。

这些技术解决办法需要相当高的纱张力，以便在缠绕时跟随着脉动频率，并且它们涉及了复杂的机械控制。它们不容许生产软的纱筒，并且由于在交替运动中十分可观的质量，它们需要限制纱的收取速度。

还已经提出了基于驱动滚子和被动纱筒之间传递比变化的技术解决办法，根据在被收取纱中得到的张力值，交替地朝着锥形纱筒的底部和顶部偏移锥形纱筒母线上的驱动点，例如在同一申请者的专利EP285,204中所描述。先前技术的设备复杂、昂贵，它们的应用受到限制。

本发明的目的是实现一种设备，用于在锥形纱筒上收集由上游纺织机械以不变线速度生产或供应的纱，它克服了先前技术设备的麻烦。

在第一条权利要求中以其主要零部件定义了本发明的设备，而在相关权利要求中规定和定义了它的变化形式和优先实施例。

为了更清晰地说明本发明的特征和优点，参照作为非限定例子的图1到图5所示的典型实施例来描述本发明。

这些附图涉及了本发明设备的一个实施例，用于收集开口纺纱机(仅表示了纺纱机的纱抽取滚子系统)生产的纱，以说明本发明导出的特性和优点。

图1象征性地表示了在导纱器横向冲程的每个点上，锥形纱筒的脉动收取速度的趋向，以强调所需解决的问题。图2从正面视图表示了收集开口纱的设备的一个典型实施例。图3从侧面视图表示了收集开口纱的同一个实施例。图4更详细地表示了补偿器，它建立了容许补偿收取速度脉动的储备纱，有可能进行调节来适应不同纱筒类型的生产。图5说明了本发明缠绕设备的一个供替代和优先的实施例。

分别为正视和侧视的图2和3说明了纱收集设备，它位于从上游到下游，或者从开口纺纱机出口到被缠绕锥形纱筒的路径中。

开口纱1来自下面，并且被一对抽取滚子2送到上面的收集设备。一般说，这对滚子之一是以不变速度启动的驱动滚子，另一个是空转的反向滚子。它们在其中间夹住了开口纱，并且从纺纱转子上抽取纱，以预定的不变速度送进。如果以高于滚子2速度的瞬时线速度由上面设备收取纱1，则显然将总会有一些麻烦；如果对这个速度的不一致性没有补救措施，补偿被纱筒增加的收取量，则当收取量超过纱本身弹性容许的伸长时纱会断裂。

纱1从滚子2向上行进，经过一个传递滚子3，并且继续其行程，通过指示纱存在的敏感器4，相应于它的V形插入槽，在支撑纱的板5之下插入。

纱1从V形槽的顶点10行进到导纱器11，导纱器以横向运动把纱分配在纱筒上。在抽取滚子2和板5中V形插入槽顶点10之间的区段内，缠绕纱的路径保持在一个基本上直线和垂直的平面中。基本上从顶点10确定的点起，纱1开始得到横向运动，并且受到在下游的导纱器11运动的影响，纱在横向导纱器的两端之间作横向摆动。

在与导纱器11的接合点上以及在缠绕到纱筒13的线12上，纱1被脉动的收取速度所激励，它相应于图1中象征性表示的趋向。

导纱器11被键接在一个水平杆14上，水平杆最好对设在开口纺纱机前面的所有导纱器均公用，导纱器被一个前后运动所激励，在两个极限位置之间所希望的横向幅度相应于纱筒的宽度，用虚线1′和1″表示，它们分别相应于纱缠绕在纱筒13顶部和纱筒13底部的位置。如在前言陈述中所描述，从顶点10(即从纱敏感器4)到导纱器11(即到在纱筒13上的缠绕点)的路径连续变化，在冲程的极限位置1′和1″上具有最大长度，而在纱缠绕在中心部分的瞬时呈现出最小长度。最小和最大路径的差别是显著的，可以达到10-15％之多。

图1中的图形具有象征性质，它参照以X轴表示的导纱器11横向坐标，表明了以Y轴表示的收取速度趋向；参照横向坐标X，表明了在极限位置1′和1″之间摆动的纱段长度的趋向I，它相应于所造成的收取速度趋向。应注意到，这个速度变化仅由导纱器的横向运动所引起，其趋向跟随着一条在顶部下凹和在冲程中点m具有最小值的曲线。

仍参照横向坐标和由于纱筒的锥形，同一图形还表示了在极限位置1′和1″之间纱收取速度的趋向II。它具有基本上为直线和增长的趋向。

两个趋向I和II的总和III代表了由导纱器11送进在锥形纱筒13上所施加的总收取速度Vr；它具有一个导数在增加的增长趋向。上游开口纺纱机供应纱的不变速度用Vf代表，它相应于在最小值V′和最大值V″之间脉动收取速度Vr的平均值。

在由纱筒支承臂保持的管子15上缠绕纱1得到了纱筒13，点划线分别表示了当管子为空时的纱筒支承臂初始位置16和相应于图示纱筒13大小的位置17。对于图示的缠绕方式，纱筒支承臂已经相对于其工作滚子18被抬高，逐渐离开和形成了一个转角α。

滚子18被键接在对设在开口纺纱机前面所有滚子均公用的转轴19上，滚子具有驱动带20，它带着确定了纱筒和滚子之间运动传递比的凸出条纹。

本发明收取设备的特定部件之一是补偿器30，它在收取速度Vr低于纱从纺纱机到达的速度Vf时积累了储备纱，并且当这个速度比转换时释放它。补偿器30插在纱敏感器4和导纱器11之间的纱1的摆动路径中，最好就在上述导纱器之前。

按照导纱器11在其横向冲程中的瞬时位置作调节，使得从下面到达的纱1跟随着不同长度的路径来完成其功能。当纱的运动朝着纱筒顶部时，纱的偏离愈来愈增加了使纱1跟随的路径长度，而当纱的运动朝着纱筒底部时，纱的偏离愈来愈减少了使纱1跟随的路径长度。考虑到从本开口纺纱机收集纱所需的锥形纱筒特征，为每次脉动所需的在每个前后运动上必须积累和释放的储备量约为40-80mm。

在图2和3所示的例子中，这个固定补偿器30包括一个板条或板的本体，具有一个上部的偏置轮廓31，并与纱1接触。固定补偿器相对于缠绕工位的位置使得上述轮廓31相对于缠绕线12成一个斜角，缠绕线12又平行于导纱器11的轨道。在图2和3的例子中，轮廓31位于垂直平面中，倾斜了一个与纱筒13锥体斜度相反的斜度；因此它与存放纱的纱筒13的母线12不在同一平面中。这个上部轮廓31最好具有一种倒圆形状、材料和表面状态，使得被导纱器11横向引导和被锥形纱筒转动收取的纱1易于行进，它总是具有一个脉动的速度趋向。如图2和3所示，在缠绕期间纱1具有在极限位置1′和1″之间的前后运动。如参照图2所说明，朝着远到极限位置1′的顶部行进，纱以较低速度被收取在纱筒的小端，并且沿着补偿器30的倾斜轮廓31朝左行进，对纱给出了一个远到1′的偏离较大的较长路径，如图3中侧视图所示。当纱朝右回复到远到另一个极限位置1″时，纱筒收取速度增加，纱沿着补偿器30的倾斜轮廓31向下行进，对纱给出了一个远到1″的偏离较小的较短路径，如图3中侧视图所示。在两个极限路径1′和1″之间长度的差别建立了储备纱，固定补偿器30能够积累和释放它来补偿锥形纱筒的纱收取速度脉动。由此具有的储备纱量取决于轮廓31相对于线12，即相对于非常靠近它的导纱器11轨道的倾斜程度，即非平面程度。不仅把轮廓的两个工作端放在同一垂直平面的不同高度上可以到达这个非平面位置，如图2和3中的例子所示。而且也可以在水平平面中偏置它们，即如图3中放大细节所示，在垂直和水平坐标上均偏置它们，具体地在纱筒较小端把轮廓31一端放置成高于和较远离线12，在纱筒较大端把轮廓31一端放置成低于和较靠近线12。

轮廓31可以具有直线或曲线的几何趋向，或者折线形状，相应于参照被缠绕纱的瞬时横向坐标所积累的储备纱量，以足够近似地实现在导纱器11和顶点10之间纱路径长度的预定趋向。

在实际应用中，根据图1中趋向III逐点所需的储备，可以确定轮廓31在其空间展开中参照缠绕点的逐点趋向。此时需要参照具体缠绕所需的条件；纱筒的大小和形状、缠绕角度、纱到达的速度、缠绕设备的几何形状等来建立图1中趋向III的真实曲线。这样，对于这个具体的缠绕方式，使得瞬时储备纱相应于纱筒13收取速度Vr和纱从纺纱机到达速度Vf之间的瞬时比值。轮廓31在图2中表示成一个曲线趋向，但实际上可以近似地采用足够相应于它的趋向的直线段或折线，并且总能产生所需的储备纱。

如图4所示，根据上述参数，采用轮廓31来偏离纱的固定补偿器30以良好的近似程度适用于不同的缠绕模式要求。它采用一个板条30的定位来实现，偏置轮廓的一端或两端，改变在垂直和/或水平平面中的坐标，它可以在空间定位来调节轮廓31相对于缠绕线12，即相对于导纱器11轨道的非平面位置的程度。

图4A表示了在中心的正视图，而图4B表示了仅在垂直平面中进行调节的侧视图，以及图C表示了按照轮廓31空间位置的垂直和水平坐标进行的调节。

对于轮廓31的这种空间位置调节，板条30与一个球形关节50连接，而球形关节又固定到纺纱机固定结构的一个零件51上。球形关节50包括一个带着球形凹窝的固定空心体52，具有一个前开口53。一个适当形状的球形凸体54配合在空心体52的空腔内，能够相对于空腔转动一个角度，它的转动受到开口53的限制。凸体54具有一个短杆55，以明显的公差通入上述前开口53，并且与固定补偿器的板条30成为整体。大于杆55横向尺寸的开口53尺寸容许板条30同时相对于平行于纺纱机正面的水平轴线和垂直于纺纱机正面的水平轴线进行明显的转动，从而在空间定位了轮廓31。

在图4所示的一套视图中，正视图中把轮廓31表示成在锥形纱筒底部朝右倾斜。相反，在两个侧视图中提出了两种可能性，它们在正视图中看不出明显的差别。

图4B的视图表示了用球形关节50调节的效果，仅在垂直平面中定位了轮廓31，基本上仅在最后区域中两个纱路径1′和1″相互有明显差别。

图4C的视图表示了用球形关节50调节的效果，定位轮廓31使得其两端离开缠绕线12的水平距离也不同。采用这种调节，在整个纱路径中纱路径1′和1″相互明显不同。

在固定的空心体52中，插入一个装置，例如加压螺钉58，来锁定和释放球形凸体54，可以松开它来改变轮廓31的空间位置，然后再锁定定位。用于空间上调节固定补偿器30的球形关节的一种替代方式包括了两个串联的柱形关节，例如具有相互成直角的轴线和位于水平平面中的柱形关节，同样设有锁定和释放装置。

本发明设备的固定补偿器30能够施加其补偿功能，建立和迅速获得其储备纱，也能够相对于其他部分调节其空间位置来适应不同收集纱模式的要求，而不会影响可能导致麻烦和延迟的运动部分。

参照图5说明了本发明设备的一个优选实施例。按照这个优选实施例，与完成补偿收取脉动的主要部分的固定补偿器30相连接，有一个活动补偿器40，它与固定补偿器30合作，当它从纱路径过分偏离纱1时建立了一段附加的储备纱。

这个活动补偿器40最好位于抽取滚子2和传递滚子3之间的纱路径开始处。在表示为图5例子的实施例中，这个活动补偿器主要包括一个带有钩、环或偏离滚子的活动联动件41，它设在杠杆42的一端，杠杆用一个销43可摆动地铰接在结构上。活动联动件41与纱接合并且设有拉动装置44，例如一个可设定的弹簧44，它朝内侧偏置了纱1，在其向上路径中建立了一个环45。弹簧44偏离纱的作用与纱本身的张力对立，因而环45具有一个取决于速度脉动和从顶部的纱收取张力脉动的脉动趋向。因而环45脉动引起的纱路径长度变化造成了纱的另外的储备，它随着纱筒的收取脉动而积累和恢复。

在图5中说明的供替代实施例提供了很多优点。它不仅容许明显增加了储备纱的总量，而且实现了这样一种设备：它易于适应在开口纺纱机上实际缠绕可能要求的整个范围，此时仅调节固定补偿器的带轮廓31的板条的空间位置，整个缠绕范围可能难以紧密地总跟随着上述板条。因此具有双补偿器的实施例容许采用具有较简单轮廓的补偿器板条，例如具有直线趋向的板条，因为活动补偿器提高了在储备纱和收取脉动趋向之间瞬时适应性的一致程度。这也能够补偿被收集纱到达速度的任何不规则性。

当不得不以较高速度收集纱以及导纱器11冲程的频率和活动补偿器摆动运动的频率增加时，在图5中说明的供替代实施例还特别有利。活动补偿器40主要具有这样功能：使得储备纱的趋向更与被缠绕锥形纱筒的脉动收取趋向相一致，从而有较短的摆动冲程。

以小幅值摆动杠杆42涉及了小的运动量、低的平均速度和低的整个系统惯性力。两个组合补偿器30和40的系统如实地跟随着收取速度的脉动，以及如实地和基本无滞后地积累和释放了储备纱。

Claims (12)

1.控制纱的张力和速度来生产锥形纱筒的收集纱的设备，具有一条从上游用送进装置(2)供应纱到以脉动速度把纱收集在锥形纱筒(13)上的纱(1)路径，包括一个从锥形纱筒收取纱的脉动的补偿器，其特征在于：补偿器是一个由板条体组成的固定补偿器(30)，板条具有与纱(1)接触的上轮廓(31)，相对于缠绕工位定位成使得它的轮廓(31)相对于纱的缠绕线(12)或导纱器(11)的轨迹成一个非平面斜角；以及固定补偿器(30)位于纱(1)开始从导纱器(11)得到横向运动的点和导纱器本身之间。

2.按照权利要求1的收集纱的设备，其特征在于：通过在同一垂直面的不同高度上放置轮廓(31)的两个工作端，来实现轮廓(31)相对于缠绕线(12)的非平面位置。

3.按照权利要求1的收集纱的设备，其特征在于：通过在水平面中偏置轮廓(31)的两个工作端，来实现轮廓(31)相对于缠绕线(12)的非平面位置。

4.按照权利要求1的收集纱的设备，其特征在于：通过同时作为垂直和水平坐标来偏置轮廓(31)的两个工作端，来实现轮廓(31)相对于缠绕线(12)的非平面位置。

5.按照权利要求4的收集纱的设备，其特征在于：设备包括了相对于缠绕线(12)调节轮廓(31)非平面位置的装置(50)。

6.按照权利要求5的收集纱的设备，其特征在于：相对于缠绕线(12)调节轮廓(31)非平面位置的装置包括了以球形关节(50)把板条(30)与纺织机固定结构的连接，在球形关节中插入锁定和释放装置(58)。

7.按照权利要求5的收集纱的设备，其特征在于：相对于缠绕线(1 2)调节轮廓(31)非平面位置的装置包括了以串联的两个柱形关节把板条与纺织机固定结构的连接，柱形关节上装有锁定和释放装置。

8.按照权利要求1的收集纱的设备，其特征在于：轮廓(31)具有直线或曲线的几何趋向或者折线形状，相应于相对被缠绕纱瞬时横向坐标所积累的储备纱量，足够近似地实现了在导纱器(11)和顶点(10)之间纱的路径长度的预定趋向。

9.按照权利要求1的收集纱的设备，其特征在于：与固定补偿器(30)相连接有一个活动补偿器(40)，当它从纱的路径过分偏移纱(1)时，建立了附加的储备纱。

10.按照权利要求9的收集纱的设备，其特征在于：活动补偿器(40)位于抽取滚子(2)和传递滚子(3)之间的纱的路径开始处。

11.按照权利要求9的收集纱的设备，其特征在于：活动补偿器(40)主要包括一个活动联动件(41)，它与纱(1)接合并且设有一个拉动装置(44)，拉动装置与纱本身的张力相对立，使纱(1)向内侧偏移，在其向上路径中建立了一个环(45)。

12.按照权利要求11的收集纱的设备，其特征在于：活动补偿器(40)包括一个杠杆(42)，杠杆用一个销(43)铰接在结构上，在非铰接端设有纱(1)的联动件(41)。

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