CZ2007785A3 - Vretenové predení nebo skaní a vretenový doprádací nebo skací stroj - Google Patents

Abstract

Pri vretenovém predení nebo skaní príze, která se ukládá na obvod navíjeného prízového telesa (62) zpracovávaný materiál vstupuje do poháneného rotujícího omezovace (3) balónu, prichází do styku s jeho vnitrním povrchem a vede se pres prostredek (51, 511, 513, 71, 81) pro vedení príze usporádaný na napínaci (5, 7, 8) príze, který je uložen otocne v omezovaci (3) balónu, a poté se vede k pohánenému vretenu (6). Na napínac (5, 7, 8) príze se pusobí definovanou brzdící silou (F.sub.B1,2,3.n.) vyvolanou odporem proti relativnímu otácivému pohybu napínace (5, 7, 8) príze vzhledem k omezovaci (3) balónu. V dusledku této brzdící síly (F.sub.B1,2,3.n.) se vytvárí v prízi mezi prostredkem (51, 511, 513, 71, 81) pro vedení príze napínace (5, 7, 8) príze a obvodem navíjeného prízového telesa (62) definovaná tahová síla (F.sub.T.n.). Pracovní místo vretenového doprádacího nebo skacího stroje obsahuje napínac (5, 7, 8) príze tvorený odlehceným prstencem, který je v omezovaci (3) balónu uložen kluzne s definovaným brzdicím odporem a který je vzhledem k omezovaci (3) balónu axiálne stabilizován a dále obsahuje prostredek (51, 511, 513, 71, 81) pro vedení vytvárené príze. Pro vytvárení brzdicího odporu je omezovac (3) spražen s brzdicím prostredkem.

Description

Vřetenové předení nebo skaní a vřetenový dopřádaci nebo skácí stroj

Oblast techniky

Vynález se týká vřetenového předení nebo skaní příze, která se ukládá na obvod navíjeného přízového tělesa, při kterém přiváděný materiál vstupuje do poháněného rotujícího omezovače balónu, přichází do styku s jeho vnitrním povrchem a pres vodič příze uspořádaný na napínači příze, který je uložen otočně na omezovači balónu, se vede k poháněnému vřetenu.

Vynález se také týká vřetenového dopřádaciho nebo skacího stroje, jehož pracovní místo obsahuje průtahové nebo podávači ústrojí, poháněný rotující omezovač balónu, ve kterém je otočně uspořádán napínač příze, a poháněné rotující a axiálně vratně se pohybující vřeteno, na němž je uchyceno navíjené přízové těleso.

Dosavadní stav techniky

Princip předení příze používaný na prstencových dopřádacích zařízeních je znám velmi dlouho. Prstencové dopřádaci stroje dosáhly vysoké dokonalosti, vzhledem k dnešnímu stavu techniky se jejich vývoj považuje prakticky za uzavřený. Přize vyráběné tímto způsobem patří k nejkvalitnějším. Zásadním nedostatkem ve srovnáni například s předením bezvřetenovým je ovšem relativné nízká produktivita výroby. Ta je dána především omezením otáček vřetene s navíjeným přízovým tělesem - potáčem, které je vyvoláno namáháním běžce obíhajícího po prstenci, přičemž frekvence jeho oběhů je jen o málo menší, než jsou otáčky vřetene s navíjeným přízovým tělesem.

Důležitým předpokladem pro dosažení kvalitní příze je u prstencového předení nebo skaní zajištěni požadovaného průběhu tahové síly v tvořící se navíjené přízi mezi obvodem navíjeného přízového tělesa a místem, ve kterém je běžec brzděn.Rychlost pohybu běžce po prstenci je limitována, proto praktické otáčky vřetene jsou do hranice 20000 min’¹.

• ·

PS3544CZ

Existují moderní způsoby prstencového předení klasickým způsobem vyráběné příze, které z důvodu možnosti znatelného zvýšení otáček nahrazují běžec obíhající po prstenci jinými prostředky pro ukládání příze na obvod přízového tělesa.

První z nich vychází z klasického prstencové předení, přičemž novostí je poháněný rotující omezovač balónu opatřený pevným očkem. Vyloučením běžce a tedy třecí síly mezi běžcem a prstencem je umožněno zvýšení otáček vřetene s přízovým tělesem. Z důvodu udržení požadované tahové síly v tvořící se navíjené přízi však zařízení vyžaduje složitou regulaci otáček pohonu omezovače balónu, neboť se podél navíjeného přízového tělesa mění průměr navíjení. Snížení tahové síly v přízi má za následek uvolňování příze a tvorbu nežádoucích smyček, naopak zvýšení tahové síly může vést k přetrhu příze.

Dalším řešením je tzv. smyčkové předení. Poháněný rotující omezovač balónu není opatřen vodicím očkem a vytvářená příze se smýká po vnitřní ploše omezovače balónu. Po výstupu příze z rotujícího omezovače balónu obíhá po vnitřním obvodu souose uspořádaného pevného pouzdra obklopujícího spodní ústí omezovače balónu. Odstředivou silou je příze vytahována v radiálním směru, příze vytváří smyčku a vrací se zpět na povrch přízového tělesa, na něž se navíjí. Nutná tahová síla v přízi se tedy vytváří třením příze o obvod pevného pouzdra a setrvačným účinkem hmotnosti rotující smyčky příze, přičemž ji prakticky nelze ovládat. Tento způsob je nevhodný zvláště pro více kroucené příze, které vytvářejí ve vytažené smyčce další smyčku, čímž je z hlediska dalšího zpracování příze vznikající přízový návin znehodnocen.

Zařízení podle EP 458154 A1 obsahuje známý omezovač balónu zvonkovitého tvaru, jehož kuželovité rozšířený konec je prostřednictvím valivého, případně kluzného, ložiska spojen s pod ním umístěným kroužkem tvořeným krátkou trubkou. Na vnitřní stěně tohoto kroužku je očko, které slouží jako vodicí prvek příze. Výhodou tohoto zařízení jsou nízké relativní otáčky kroužku s očkem vzhledem k omezovači balónu. Vodici očko však způsobuje nevyváženost kroužku, navíc vzhledem k délce trubky, kterou je kroužek tvořen, se jedná i o nevyváženost dynamickou. Vzhledem k uložení kroužku na omezovači balónu pomocí ložiska, jehož vlastností je nízké valivé nebo

PS3544CZ kluzné tření, nelze účinně tlumit výkyvy setrvačné síly působící na kroužek při měnící se rychlosti jeho rotace, Toto uspořádání proto neumožňuje v požadované míře ovládat velikost tahové síly v přízi. Na jedné straně dochází k náhlému poklesu tahu v přízi a vytváření nežádoucích smyček při navíjení příze, na druhé straně hrozí při náhlém zvýšení tahu přetrh příze. Řešení proto nebylo v praxi využito.

Cílem vynálezu je nedostatky zařízení podle dosavadního stavu techniky odstranit, nebo omezit a přitom podstatně zvýšit produktivitu výroby kvalitní příze způsobem vřetenového předení.

Podstata vynálezu

Cíle vynálezu je dosaženo způsobem a zařízením k vřetenovému předení nebo skaní příze, přičemž podstatou způsobu vřetenového předení nebo skaní je to, že se na napínač příze působí definovanou brzdící silou vyvolanou odporem proti relativnímu otáčivému pohybu napínače příze vzhledem k omezovači balónu, v důsledku této brzdící sily se vytváří v přízi mezi prostředkem pro vedení příze napínače příze a obvodem navíjeného přízového tělesa definovaná tahová síla.

Zásadní výhodou tohoto způsobu je, že se optimálního tahu ve vytvářené přízi dosahuje definovanou brzdící silou a to při nízkých relativních otáčkách napínače příze vzhledem omezovači balónu.

Výhodné je, když se ke vzniku odporu proti relativnímu pohybu napínače příze vzhledem k omezovači balónu působí na napínač příze třecí silou.

Působením třecí sily se samočinně nastavuje poměr otáček napínače příze vzhledem k vyšším otáčkám poháněného vřetena a nižším otáčkám poháněného omezovače balónu, relativní rychlost napínače příze vzhledem k omezovači balónu je nízká, přičemž mezi prostředkem pro vedení příze napínače příze a vřetenem nedochází k uvolňování příze nebo k nežádoucím zvýšením tahu.

* v · · « ··»·* • · · · ·· • ·· •♦ « · ♦ · · · « 4 ·« ··· 4· 4*4 ··« ··4

PS3544CZ

Přitom je dále výhodné, když je tato třecí síla definována hmotností napínače příze a součinitelem tření ve vzájemné styčné ploše napínače příze a omezovače balónu.

Při takovém provedení nepůsobí na napínač příze žádné nežádoucí síly, tento způsob je ovšem realizovatelný pouze při určité minimální hmotnosti napínače příze, která je schopná vyvolat požadovanou třecí smykovou sílu .

Výhodné je, když je třecí síla definována vzdáleností polohy těžiště napínače příze vzhledem k ose rotace omezovače balónu a součinitelem tření ve vzájemné styčné ploše napínače příze a omezovače balónu.

Hmotou i velmi malého nevývažku, kterého je dosaženo přidáním nebo odebráním malé hmoty, lze při vysokých otáčkách vřetena dosáhnout optimální tahové síly v přízi bez nebezpečí poškození vzájemných kluzných ploch.

Rovněž je výhodné, když se ke vzniku odporu proti relativnímu pohybu napínače příze vzhledem k omezovači balónu působí na napínač příze magnetickou silou.

Toto provedení je zvláště vhodné v kombinací se zcela vyváženým napínačem příze. Předností je dále možnost velmi přesného řízení průběhu brzdící síly při použití elektromagnetu s magnetickým účinkem řízeným průběžně zjišťovanou tahovou silou v přízi nebo pomocí vloženého předvoleného předpisu.

Výhodné je rovněž, když se při rozběhu předení nebo skaní v době první rozběhové fáze vřeteno a omezovač balónu rozbíhají stejnými otáčkami, přičemž je zastaveno přivádění zpracovávaného materiálu, v době druhé rozběhové fáze rychleji narůstají otáčky vřetene vzhledem k otáčkám omezovače balónu, přičemž je zahájeno přivádění zpracovávaného materiálu a druhá rozběhová fáze je ukončena dosažením požadovaných otáček vřetene, požadovaných otáček omezovače balónu, požadovaných otáček napínače příze a požadované rychlosti přivádění zpracovávaného materiálu.

Stejné otáčky vřetena a omezovače balónu v první fázi rozběhu, při které se neprivádí zpracovávaný materiál a následující plynulé narůstání rozdílu otáček vřetena a omezovače balónu za současného náběhu přivádění

PS3544CZ zpracovávaného materiálu vylučují vznik špičky tahové síly v přízi mezi vodičem příze a vřetenem v důsledku setrvačné hmoty napínače příze. Brzdící prostředek, kterým je napínač příze, má moment setrvačnosti k ose vřetene vykazující přijatelné přídavné namáhaní příze při změně poloměru navíjení a při rozběhu i doběhu vřeten. Velikost přídavného namáhání příze je závislá od zvolené doby rozběhu a doběhu stroje. Delší doba snižuje namáhání příze a současně prakticky neomezuje produkci stroje.

Zejména pro rychlý rozběh procesu předení nebo skaní, například po odstraněni přetrhu, nebo pro rychlé zastavení procesu předení nebo skaní při přetrhu příze je výhodné, když napínač příze je vybaven prostředkem pro zabráněni jeho relativního pohybu vůči omezovači balónu ve směru proti pohybu omezovače balónu způsobeného dynamickým účinkem jeho momentu setrvačnosti.

Podstata vřetenového dopřádacího nebo skacího stroje podle vynálezu spočívá vtom, že na pracovním místě uspořádaný napínač příze je tvořen odlehčeným prstencem, který je v omezovači balónu uložen kluzně s definovaným brzdícím odporem a který je vzhledem k omezovači balónu axiálně stabilizován, přičemž obsahuje prostředek pro vedení vytvářené příze, přičemž pro vytváření brzdicího odporu je omezovač spřažen s brzdicím prostředkem.

Výhodné je, když spodní část omezovače balónu tvoří přírubu, kníž je rozebíratelně upevněna příložka, přičemž příruba a příložka, případně dvoudílná příložka, tvoří drážku pro uložení napínače příze.

Rozebíratelná spodní část omezovače balónu umožňuje snadné vložení napínače příze, který musí být z funkčního hlediska dostatečně tuhý a nelze jej tudíž při montáži deformovat. Napínač příze je v podstatě spotřebním materiálem a je nutno jej po určité době provozu vyměňovat.

Přitom je výhodné, když je brzdící prostředek vytvořen alespoň jednou brzdicí plochou uspořádanou na obvodu napínače příze a/nebo v drážce omezovače balónu.

• · · · . · ·· ♦ ··· ·· ·: : : .* ,,, ,·· *· ·

PS3544CZ

Smykového tření lze výhodně dosáhnout třecí silou definovanou buď prostřednictvím hmotnosti vyváženého napínače příze a součinitele tření v příslušných kluzných plochách, nebo prostřednictvím odstředivé síly způsobené nevyvážeností napínače příze a součinitele tření v příslušných kluzných plochách.

Rovněž je výhodné, když je napínač příze vytvořen alespoň částečně z feromagnetického materiálu a brzdicí prostředek je tvořen permanentním magnetem uspořádaným na pevné části rámu pracovního místa, nebo na omezovači balónu. Přitom může být výhodné, když je brzdicí prostředek tvořen elektromagnetem uspořádaným na pevné části rámu pracovního místa, nebo na omezovači balónu.

Tím je umožněno použití lehkého a zcela vyváženého napínače příze, přičemž zvláště pomocí elektromagnetu lze brzdící sílu velmi přesně ovládat.

V tom případě je výhodné, když vřetenový dopřádací nebo skácí stroj obsahuje prostředky pro řízeni brzdící síly elektromagnetu. Zvláště je výhodné, když křížení brzdící síly elektromagnetu obsahuje stroj prostředky pro zjišťování velikosti tahové síly v navíjené přízi a/nebo prostředky pro uložení předvoleného předpisu pro řízení tahové síly v navíjené přízi, přičemž tyto prostředky jsou spřaženy s prostředky pro řízení brzdící síly elektromagnetu.

To umožňuje využít zcela vyváženého napínače příze, navíc napínače příze jednoho provedení může být použito pro různé typy přiváděných materiálů s odlišnými parametry a pro různé procesní parametry předeni nebo skaní.

Výhodné je, když prostředkem pro vedení příze je vodicí očko nebo vodící drážka. Přitom vodicí očko může být s výhodou tvořeno otvorem v napínači.

Rovněž je výhodné, když s přírubou omezovače balónu je pevně spojen posunovač zasahující do zubů napínače příze. Tím lze zajistit současný rozběh omezovače balónu s napínačem příze na maximální otáčky omezovače balónu a zabránit neúnosnému zvýšení tahové síly v přízi a jejímu následnému přetrhu.

Výhodné je použití napínače příze se záměrnou minimální nevyvážeností, která zajistí požadovanou brzdící silu a tedy i tahovou sílu příze i při relativně velké celkové hmotnosti napínače příze.

• ·· *

PS3544CZ

Výhodné je rovněž, když vřetenový dopřádaci nebo skácí stroj obsahuje řídící prostředky pro koordinaci pohonu vřetene, pohonu omezovače balónu a přivádění zpracovávaného materiálu.

Vhodně stanovenou nevyváženosti napínače příze, případně spřažením, řídících prostředků pro koordinaci pohonu vřetene, pohonu omezovače balónu a přivádění zpracovávaného materiálu s brzdícím elektromagnetem lze dosáhnout kontinuálního udržování požadované tahové síly v přízi při co nejnižší relativní rychlosti napínače příze vzhledem k omezovači balónu. Tak lze i při vysoké produktivitě vřetenového předení nebo skaní podstatně snížit opotřebeni napínače příze v místech jeho styku omezovačem balónu a odstranit nebezpečí přetrhu příze v důsledku neúnosné tahové síly.

Přehled obrázků na výkrese

Zařízeni pro provádění způsobu podle vynálezu je zobrazeno na výkrese, kde značí obr. 1 základní uspořádání vřetene a omezovače balónu s plochým napínačem příze, obr. 2 půdorys vodícího očka příze upevněného k plochému napínači příze, obr. 3 půdorys části plochého napínače příze vytvořeného s vodicím očkem z jednoho kusu materiálu v jeho rozšířené části, obr. 4 půdorys části plochého napínače příze vytvořeného prstence stálého průřezu, obr. 5 detail uložení profilového napínač příze v omezovači balónu, obr. 6 detail uložení napínače příze tvořeného prstencem s kruhovým průřezem tvořící plochy v omezovači balónu, obr. 7 půdorysný pohled na detail z obr. 6, obr. 8 provedení využívající magnetu, obr. 9 graf průběhu závislosti otáček vřetene, omezovače balónu, napínače příze a rychlosti dodávky příze v závislosti na čase v době rozběhu předení nebo skaní a obr. 10 provedení ozubeného napínače příze s posunovačem.

Příklady provedeni vynálezu

Vřetenový dopřádaci nebo skácí stroj podle vynálezu se vyznačuje absencí běžce pohybujícího se vysokými otáčkami po kruhové dráze pevného prstence.

···· ·· · ·· · • * *

• · * ·4

PS3544CZ

Pracovní místo vřetenového dopřádacího stroje je situováno v rámu 1 stroje. Obsahuje přiváděči ústroji 2 zpracovávaného materiálu, za nímž je uspořádán omezovač 3 balónu. Omezovač 3 balónu je v rámu 1 stroje uložen prostřednictvím valivých ložisek 1t V horní části je omezovač 3 balónu opatřen hnací řemenici 31 poháněnou řemenem 32. Tělo omezovače 3 balónu má známý zvonkový tvar, jehož horní část je opatřena otvorem pro vstup zpracovávané příze 4. Omezovač 3 balónu je axiálně nepohyblivý. Spodní část omezovače 3 balónu tvoří přírubu 33, k níž je pevně rozebíratelným způsoben upevněna příložka 34 tak, že mezi přírubou 33 a příložkou 34 je vytvořena drážka 35. V drážce 35 je uložen napínač 5 příze tvořený v tomto provedení plochým prstencem. Napínač 5 příze je vzhledem k omezovači 3 balónu uložen s nutnou axiální i radiální vůli dovolující jeho kluzný pohyb ve drážce 35. Z důvodu nutnosti maximálního odlehčeni má napínač 5 příze podle provedení znázorněného na obr. 1 tvar plochého prstence, který je v příkladném provedení vyroben z kompozitního materiálu tloušťky cca 1 mm, přičemž hmotnost napínače 5 příze je cca 1 gram. V mezikruží prstence napínače 5 příze je uspořádán prostředek pro vedeni příze tvořený vodicím očkem 51_, přičemž osa jeho otvoru je přibližně rovnoběžná s osou rotace napínače 5 příze a tedy i omezovače 3 balónu. Souose s omezovačem 3 balónu je uvnitř něj známým způsobem uspořádáno hnací vřeteno 6 spřažené s neznázorněným rotačním pohonem a s neznázorněným pohonem uvádějícím je do vratného axiálního pohybu. Na vřetenu 6 je upevněna dutinka 61 pro vytváření přízového tělesa 62.

Obr. 2 znázorňuje provedení vodícího očka 511 v příložce 512 spojené s plochým prstencem napínače 5 příze například nýtováním nebo lepením.

Obr. 3 znázorňuje provedení vodícího očka 513 v rozšířené části 514 plochého prstence napínače 5 příze. V případě provedení znázorněných na obr. 2 a 3 je hmotnost příložky 512 nebo rozšířené části 514 v příkladném provedeni z velké části vyvážena neznázorněným vývažkem umístěným na protilehlé části obvodu napínače 5 příze.

Záměrně zvolená malá nevyváženost pozitivně ovlivňuje funkci zařízení, jak je uvedeno dále. Při hmotnosti prstence napínače 5 příze cca 1 gram, může * * · · ····

PS3544CZ být vzhledem ke známým rozměrům přízového návinu 62, omezovače 3 balónu, napínače 5 příze a pracovních otáček vřetena například 40000 min^-1 optimální hodnota nevývažku napínače 5 příze cca 10 miligramů. Takový nevývažek je například u provedení napínače 5 příze podle obr. 5 s výhodou realizován malým odběrem materiálu na obvodu prstence v místě protilehlém vodícímu očku 51.

Napínač 7 příze je podle dalšího příkladného provedení znázorněného na obr. 5 tvořen prstencem s průřezem profilu obráceného „L“, který je vzhledem k omezovači 3 balónu uložen axiálně i radiálně prostřednictvím úhlové příložky 341. V jeho svislém ramenu je prostředek pro vedení příze tvořen vodicím očkem 71. Orientace podobného profilu může být i jiná, zde je důležité, že drážka 35 mezi přírubou 33 a příložkou 341 podle obr. 5 je směrem zevnitř omezovače 3 balónu uzavřena, Čímž je chráněna před zanášením nečistotami z vytvářené příze.

Napínač 8 příze podle obr. 6 a 7 je tvořen prstencem s kruhovým průřezem, přičemž je v jednom místě opatřen prostředkem pro vedení příze tvořeným obvodovou vodicí drážkou 81, která může ležet vzhledem k prstenci v radiální rovině, nebo může být vzhledem k radiální rovině skloněna. Napínač příze může být s přírubou 33 omezovače 3 balónu spojen například podle obr. 6 pomocí dvoudílné příložky 342, přičemž horní část příložky 342 může být spojena s přírubou 33 omezovače 35 balónu pevně, případně je podle neznázorněného provedení část půlkruhové drážky pro prstenec napínače 8 příze vytvořena ve tvarované přírubě omezovače 3 balónu.

Je zřejmé, že ve všech provedeních podle vynálezu je napínač 5, 7, 8 příze vzhledem k omezovači 3 balónu uložen s nutnou axiální i radiální vůli umožňující jeho kluzný pohyb ve vytvořené drážce 35 za působení určitého třecího odporu vyvolávajícího požadovaný brzdicí účinek. Z tohoto důvodu jsou radiální plocha vnějšího obvodu a/nebo alespoň jedna čelní plocha napínače 5, 7, 8 příze a příslušné plochy drážky vytvořené přírubou 33 a příložkou 34, případně příložkami 341, 342, vytvořeny jako brzdicí plochy.

V příkladném provedení podle obr. 8 je s rámem £ stroje spojen magnet ve tvaru prstence nebo prstencových či jinak tvarovaných segmentů, který je ·· ····

** »	« ·	♦ · •	• · a ·	• •
• ·		*	• ·		•
• · *				•	•
* · · «4	• · ·		• «	♦

PS3544CZ umístěn pod napínačem 5 příze vyrobeným alespoň částečně z feromagnetického materiálu. V neznázorněném provedení je magnet 9 umístěn nad napínačem 5 příze. V neznázorněném provedení je magnet 9 uspořádán pevně na přírubě 33 omezovače 3 balónu. Jako magnetu 9 je použit permanentní magnet nebo s výhodou elektromagnet.

Vřetenový dopřádací stroj dále obsahuje neznázorněné řídicí prostředky pro řízení otáček n1 vřetena 6, otáček n2 omezovače 3 balónu a rychlosti v^ přivádění zpracovávané příze 4.

U alternativního provedení znázorněného na obr. 10 částečným řezem přírubou 33 omezovače 3 balónu je v přírubě 33 zasazen posunovač 331 tvořený_tenkým pružným plíškem. U tohoto příkladného provedení jsou rovnoměrně po celém obvodu napínače 5, 7, 8 příze vytvořeny zuby 52. Posunovač 331 zasahuje přitom do prostoru zubů 52. Plíšek posunovače 331 leží svou odpruženou plochou na hřbetu jednoho zubu 52, ke kterému může být pružně přitlačován, a svou hranou se opírá o čelo sousedního zubu 52 ležícího ve směru otáčení napínače 5, 7, 8 příze, omezovače 3 balónu a vřetena 6. Posunovač 331 a zuby 52 tvoří v podstatě známý mechanizmus rohatky a západky.

Způsob vřetenového předení podle vynálezu probíhá při známém rotačním pohybu vřetena 6 s navíjeným přízovým tělesem 62 a rotačním pohybu omezovače 3 balónu ve stejném smyslu. Po rozběhu pracovního místa vřetenového doprádacího stroje a dosažení jmenovitých pracovních parametrů pracovního režimu stroje jsou otáčky n1 vřetena vyšší, než otáčky n2 omezovače 3 balónu, přičemž jejich poměr je dán nastavenou vazbou pohonů vřetena 6 a omezovače 3 balónu. Vřeteno 6 navíc vykonává axiální vratný pohyb v rozsahu délky kuželové části vytvářeného přizového tělesa 62 nebo délky vytvářeného přizového tělesa 62. Při navíjeni přizového tělesa 62 táhne vytvářená prize 4 procházející prostředkem pro vedení příze tvořeným například vodicím očkem 51 napínač 5 příze proti působení třecí brzdící síly F§, kterou na napínač 5 příze působí třením v drážce 35 omezovač 3 balónu. Tahovou silou Fj v přízi 4 je napínač 5 příze uváděn do rotačního pohybu v drážce 35. V provedení podle vynálezu jsou v pracovním režimu otáčky ni · · · *

4« ·· • ·

PS3544CZ •v ··*» vřetena 6 cca 40000 min'¹, přičemž otáčky n2 omezovače 3 balónu jsou v závislosti na zákrutu příze např. 39500 min'¹. Je zřejmé, že jsou dosažitelné i otáčky vřeten vyšší. Otáčky omezovače 3 balónu musí být menší než otáčky napínače 5 příze, aby vznikla správným směrem orientovaná třecí brzdící síla působící na napínač 5 příze.

Otáčky n3 napínače 5 příze jsou dány poloměrem navíjení na prízovém tělese 62, přičemž jsou vyšší, než otáčky n2 omezovače 3 balónu. Tak dochází k relativnímu pohybu napínače 5 příze vzhledem ke drážce 35 omezovače 3 balónu danému rozdílem otáček ťn3 - n2). Tato skutečnost je podstatnou výhodou proti konstrukcím podle dosavadního stavu techniky využívajícím běžce obíhajícího po pevném prstenci otáčkami jen o málo nižšími, než jsou otáčky vřetena 6. Nízká relativní rychlost napínače 5 příze v drážce 35 omezovače balónu cca 1m/s podstatně snižuje opotřebení součástí vznikající třením kluzných ploch vzájemně se pohybujících součástí, kterými je zde napínač 5 příze a omezovač 3 balónu. Rychlost běžce po prstenci se pohybuje v rozmezí 20-40 m/s. Podstatnou výhodou je vytvoření řízeného tření mezi napínačem 5 příze a drážkou 35 omezovače 3 balónu při jejich relativním pohybu způsobeném tahem vytvářené a navíjené příze 4. Cílem je, aby hodnota tahové síly Fr příze 4 u provedení podle vynálezu byla na úrovni tahové síly Fr příze známé z klasického prstencového předeni, u něhož jsou ovšem praktické otáčky vřetena 6 na úrovni do 20000 miň¹.

Tahová sila Fr v přízi 4 je z hlediska D' Alembertova principu dána rovnováhou všech sil působících na napínač 5 příze. Při daných otáčkách vřetena 6 lze velikost tahové síly podle vynálezu ovlivnit třecími silami na napínači 5 příze. První třecí síía vzniká v důsledku vláknového tření vedením příze vodicím očkem 51, případně vodicí drážkou 81 v napínači 5 příze, a zvyšuje tahovou silu Fr v přízi. Její velikost je závislá na úhlu opásání příze 4 ve vodícím očku 51 a na součiniteli třeni mezi přízí 4 a napínačem 5 příze.

Podstatnou třecí silou regulující tahovou sílu Fy v přízi 4, kterou zařízení podle vynálezu umožňuje vytvořit a definovat několika níže uvedenými způsoby pomocí sil působících na napínač 5 příze, je třecí síla Fb mezi napínačem 5 příze a omezovačem 3 balónu.

PS3544CZ

Jedno příkladné provedeni řeší optimalizaci tahové síly Fj v přízi 4 pomocí záměrného nevyvážení napínače 5 příze. Napínač 5 příze je předem staticky i dynamicky vyvážen a uložen suvně v drážce 35 omezovače 3 balónu, přičemž drážka 35 je s osou omezovače 3 balónu souosá. Vodicí očko 51, 511, 513 je provedeno podle obr. 1, případně podle obr. 2 nebo 3. Je zřejmé, že hmota příložky 512 podle obr. 2, nebo hmota rozšířené části 514 podle obr. 3 je z hlediska nevývahy příliš velká a musí být vyvážena příslušným symetricky umístěným vývažkem. Žádoucí řízená nevyváženost napínače 5 příze musí mít vzhledem k vysokým otáčkám jen velmi malou hodnotu. Je realizována doplněním vyváženého prstence napínače 5 příze hmotou o hmotnosti například 10 mg do oblasti vodícího očka 51, 511, 513.

Způsob optimalizace tahové sily Fj v přízi 4 odpovídající tomuto provedení je tedy řešen vytvořením odstředivé síly Fon napínače 5 příze.

Fon = m_n. r_n. ω_η ² [N], (1) kde mn je hmotnost doplněné hmoty tvořící nevývahu v [kg], {„je poloměr, na kterém nevývaha působí v [m] a ω_η je úhlová rychlost rotujícího napínače 3 příze v [rad.s^-1] daná otáčkami n1 pohonu vřetena 6 a rychlostí dodávky zpracovávaného materiálu z přiváděcího ústrojí 2. V důsledku odstředivé síly Fon napínače 5 příze, kterou působí napínač 5 příze na vnitřní obvodovou plochu drážky 35 omezovače 3 balónu, vzniká v důsledku definovaného smykového tření mezi napínačem 5 příze a drážkou 35 omezovače 3 balónu třecí brzdící síla Fat, jejíž nositelka Ni leží na tečně k vnějšímu povrchu napínače 5 příze v místě styku vnějšího povrchu napínače 5 příze a drážky 35 omezovače 3 balónu. Její hodnota je dána vztahem

Fbi - Fon P2 [N], (2)

Další příkladné provedení podle vynálezu obsahuje staticky i dynamicky vyvážený napínač 5 příze. Tento napínač 5 příze je uložen v drážce 35 příruby 33, přičemž obvodová drážka 35 je souosá vzhledem k ose rotace omezovače 3 balónu.

PS3544CZ

Při relativním otáčení vyváženého napínače 5 příze v drážce 35 příruby 33 napínače 3 balónu působí proti pohybu otáčení napínače 5 příze pouze třecí brzdící síla Fb2, která je důsledkem hmotnosti otáčejícího se vyváženého napínače 5 příze a která brzdí napínač 5 příze v drážce 35. Její hodnota je dána vztahem

F_B2 = m_N . g . μ₂ [N], (3) přičemž třecí brzdící síla Fbž působí tangenciálně přibližně ke střednímu průměru plochy mezikruží napínače 5 příze, πίν je hmotnost napínače 5 příze v [kg], fl je tíhové zrychlení v [m.s’²] a je součinitel tření brzdících ploch napínače 5 příze a drážky 35 tvořené přírubou 33 a příložkou 34, případně príložkami 341, 342 omezovače 3 balónu.

U zcela vyváženého napínače 5 příze lze ovšem vzhledem kjeho relativné malé hmotnosti (například 1 gram) jen obtížně dosáhnout dostatečné velké třecí sily ve styčné ploše s omezovačem 3 balónu nutné ke vzniku potřebné hodnoty tahové síly Fy v přízi 4.

V dalším příkladném provedení podle obr. 8 se na otáčející se napínač 5 příze působí magnetickou brzdící silou F_B3, která má na napínač 5 příze brzdící účinek podobně jako výše uvedené třecí brzdicí síly F_Bi, Ebž Působení této brzdící síly lze regulovat změnou mezery mezi magnetem 9 a napínačem 5 příze.

Zvláště výhodné je jako magnetu 9 použít řízený elektromagnet, kterým lze přesně definovat brzdicí sílu Fb3 působící na napínač 5 příze. Přínos tohoto uspořádání je zvýšen řízením elektromagnetu prostřednictvím neznázorněného řídícího prostředku, který je spřažen s neznázorněným snímačem tahové síly Fy v navíjené přízi 4, a/nebo v němž je uložen předvolený předpis požadovaného průběhu tahové síly Fy v navíjené přízi 4

Použití magnetu 9 jako prostředku brzdícího napínač 5 příze přináší navíc další výhodu. V příkladném provedení podle vynálezu je napínač 5 příze přitahován v axiálním směru, čímž je trvale vymezena jeho axiální vůle vzhledem k jedné čelní ploše drážky 35 omezovače 3 balónu. Nedochází tak ke * * · ·

PS3544CZ kmitání napínače 5 příze vzhledem k omezovači 3 balónu v důsledku vibrací celého zařízení, což pozitivně ovlivňuje udržování konstantní tahové síly Fj v přízi 4

Zvýšení třecí síly mezi napínačem 5 příze a jeho vedením v drážce 35 omezovače 3 balónu lze dosáhnout také působením navíjené příze 4 na prstenec napínače 5, 7, 8 příze, přičemž tahová síla v přízi vytváří klopný moment ovlivňující velikost třecí síly mezi prstencem napínače 5, 7, 8 příze a drážkou 35 uspořádanou mezi přírubou 33 omezovače 3 balónu a příložkou 34, 341, 342. Využít lze rovněž nevývažku umístěného na jednom čele prstence napínače 5 příze, který vyvolá navíc dynamickou nevyváženost.

Výše uvedený popis a výpočetní vztahy se ovšem týkají provozních podmínek ustáleného pracovního režimu probíhajícího procesu předení nebo skaní.

Podstata rozdílu podmínek rozběhu klasického prstencového vřetenového zařízení a rozběhu vřetenového zařízení podle vynálezu spočívá v nutnosti urychlit v prvním případě klasický běžec obíhající po pevném prstenci a ve druhém případě napínač 5 příze podle vynálezu.

Při rozběhu klasického běžce není navíjená příze 4 prakticky zatížena setrvačnou hmotou běžce, která je velmi nízká a rozběh nevyžaduje zvláštních opatření, kterými by bylo nutno chránit přízi před přetrhem.

Při startu zařízeni podle vynálezu je urychlován napínač 5 příze, jehož hmotnost je vzhledem k běžci řádově vyšší. Při rozběhu vřetene 6 do otáček nl a omezovače 3 balónu do nižších otáček n2 a současném zahájení přívodu zpracovávaného materiálu je nutno zabránit přetrhu příze.

Rozběh R zařízení podle vynálezu, kterým je uvedený problém řešen, je znázorněn na obr. 9. Pro první fázi Ra rozběhu jsou neznázorněným řídícím zařízením nastaveny shodné otáčky vřetena 6 a omezovače 3 balónu, přičemž je přiváděči ústroji 2 v klidu. V průběhu první fáze Ra rozběhu tedy otáčky vřetena 6 a omezovače 3 balónu rostou shodně a zpracovávaná příze zavedená na obvod dutinky 61 není podávána. Omezovač 3 balónu rotuje stejnými otáčkami s vřetenem 6, příze 4 není přiváděna, nenavíjí se na přízové

P33544CZ těleso 62, část příze 4 mezi přiváděcím ústrojím 2 a přízovým tělesem 62 se pouze zakrucuje. Na napínač 5 příze nepůsobí příze tahovou silou a napínač 5 příze se točí otáčkami shodnými s vřetenem 6 a omezovačem 3 balónu. Tento stav trvá po dobu první fáze Ra rozběhu stroje, přičemž na jejím konci jsou otáčky nT vřetena 6, otáčky n2' omezovače 3 balónu a otáčky n3' napínače 5 příze stejné. Na počátku druhé fáze Ryje řídícím zařízením spuštěno přiváděči ústrojí 2, otáčky vřetena 6 se vzhledem k otáčkám omezovače 3 balónu začnou zvětšovat rychleji a příze 4 se postupně začíná navíjet na přízové těleso 62. Účinkem postupně narůstající tahové síly v přízi 4 navíjené na rychleji rotující vřeteno se urychluje napínač 5 příze vzhledem k omezovači 3 balónu. Vznikají relativní otáčky d3rel napínače 5 příze vzhledem k omezovači 3 balónu, které jsou rozdílem vyšších otáček r»3 napínače 5 příze a nižších otáček n2 omezovače 3 balónu. Druhou fází Rg_rozběhu je rozběh R zařízení ukončen, přičemž otáčky n1 vřetena 6, n2 omezovače 3 balónu, n3 napínače 5 příze a rychlost Vp přivádění zpracovávaného materiálu dosáhly svých provozních hodnot. Zvýšený zákrut příze, ke kterému došlo zvláště v první fázi Ra rozběhu R stroje, nedegraduje vzhledem ke krátkému trvání rozběhu kvalitu konečného produktu.

Popsaný způsob rozběhu zařízení je velmi šetrný s ohledem na zatížení příze. Například při hmotnosti napínače 5 příze 800 mg a pro potáč s dutinkou o průměru 20mm a vnějším průměru 34mm je moment setrvačnosti napínače 5 příze cca 6,0 10’⁷ kg m², Při rozběhu vřeten stroje na hodnotu 40000 otáček za minutu za dobu 10 s setrvačné účinky hmoty způsobí přídavné namáhání příze silou cca 1 cN. Při navíjení příze na kuželovou část potáče je hodnota přídavné síly působící na přízi v důsledku urychlované hmoty napínače 5 příze prakticky zanedbatelná (řádově do 0,1 cN).

Například při likvidaci přetrhu (při přerušení předení) se vřeteno 6 otáčí téměř okamžitě po spuštění vysokými otáčkami a otáčky napínače 5 příze taženého navíjenou přízi by se dostaly okamžité na požadovanou hodnotu. V důsledku toho by prudce vzrostla tahová síla v přízi, což by mohlo vést k přetrhu příze. Tuto situaci řeší alternativní provedení podle obr. 10 obsahující v podstatě mechanizmus rohatky a západky. Aby bylo možno přízi šetrně

0· »···

PS3544CZ zapříst, je ve funkci západky použito s příložkou 34 příruby 33 spojeného posunovače 331 napínače 5 příze působícího na zuby 52 napínače 5 příze, který má funkci rohatky. Posunovač 331 zajisti unášení napínače 5 příze omezovačem 3 balónu po dobu rozběhu a tím současný rozběh omezovače 3 balónu s napínačem 5 příze. V provozním režimu, kdy jsou otáčky _n3 napínače 5 příze vyšší, než otáčky n2 omezovače 3 balónu je popsané unášení automaticky přerušeno.

Všechna provedení zařízení podle vynálezu umožňují v provozním režimu velmi přesně řídit a udržovat tahovou sílu Fj ve vytvářené přízi pomocí přesného definování brzdících sil Fbi,ž,3 způsobujících odpor proti otáčení napínače 5 příze. Na rozdíl od uložení prstence v omezovači 3 balónu pomocí ložiska, jehož vlastností je nízké valivé nebo kluzné tření, lze brzdicím účinkem žádoucího smykového tření mezi drážkou 35 tvořenou přírubou 33 omezovače 3 balónu a příložkou 34, případně príložkami 341, 342, a obvodem napínače 5 příze účinně tlumit výkyvy setrvačné síly působící na prstenec napínače 5 příze při změnách rychlosti jeho rotace. Nedochází tudíž k náhlým poklesům tahu v přízi a vytváření nežádoucích smyček při navíjení příze, nebo naopak náhlým zvýšením tahu v přízi majícím za následek přetrh příze. Navíc řízení tahové sily Ft ve vytvářené přízi probíhá za velmi malého relativního pohybu mezi napínačem 5 příze a omezovačem 3 balónu. Tím je dáno zanedbatelné opotřebení styčných ploch, což umožňuje vzhledem k dosud známým řešením podstatné zvýšit otáčky vřetena 6. Otáčky n1 vřetena 6 lze při způsobu optimalizace tahové síly v přízi podle vynálezu zvýšit na cca 50000 až 60000 min’¹ a tak bez snížení životnosti zařízení podstatně zvýšit produktivitu předení. Otáčky n2 omezovače balónu jsou přitom vzhledem k otáčkám n1 vřetena 6 nižší, s výhodou asi o 1 až 4 %.

PS3544CZ

Seznam vztahových značek

	1 11	rám stroje valivé ložisko
5	2	přiváděči ústrojí
	3	omezovač balónu
	31	řemenice
	32	řemen
	33	příruba
10	331	posunovač
	34	příložka
	341	příložka
	342	dvoudílná příložka
	35	drážka
15	4	zpracovávaný materiál
	5	napínač příze
	51	vodicí očko
	52	zuby
	511	vodicí očko
20	512	příložka
	513	vodicí očko
	514	rozšířená část
	6	vřeteno
	61	dutinka
25	62	přízové těleso
	7	napínač příze
	71	vodicí očko
	8	napínač příze
	81	vodicí drážka
30	9	magnet
	Fb	celková brzdící síla
	Fbi	třecí brzdící síla
	Fbž	třecí brzdící síla
	Fb3	magnetická brzdící síla
35	F 00	odstředivá síla (v omezovači)
	F on	odstředivá síla napínače
	FT	tahová síla v přízi (celková)
	Ni	nositelka síly
	n2	nositelka síly
40	R	čas rozběhu
	Ra	čas první fáze rozběhu
	Rb	čas druhé fáze rozběhu
	f	součinitel vláknového tření
	g	tíhové zrychlení
45	mN	hmotnost napínače
	mn	hmotnost nevývahy
	mp	hmotnost části příze
	n1	otáčky vřetena provozní

PS3544CZ n1' otáčky vřetena na konci první fáze rozběhu n2 otáčky omezovače n2' otáčky omezovače na konci první fáze rozběhu n3 otáčky napínače absolutní n3_REL otáčky napínače relativní (n3 - n2) r_n poloměr rotace nevývahy r₀ vnitřní poloměr omezovače t_R čas v_P rychlost přivádění zpracovávaného materiálu ω_η úhlová rychlost napínače ω₀ úhlová rychlost omezovače μι součinitel třeni mezi přízí a omezovačem μ₂ součinitel tření mezi napínačem a omezovačem

Claims (17)

1. Vřetenové předení nebo skaní příze, která se ukládá na obvod navíjeného přizového tělesa, při kterém přiváděný materiál vstupuje do poháněného rotujícího omezovače balónu, přichází do styku sjeho vnitřním povrchem a přes prostředek pro vedení příze uspořádaný na napínači příze, který je uložen otočně na omezovači balónu, se vede k poháněnému vřetenu, vyznačující se tím, že se na napínač (5, 7, 8) příze působí definovanou brzdící silou (F_Bi,2,3) vyvolanou odporem proti relativnímu otáčivému pohybu napínače (5, 7, 8) příze vzhledem k omezovači (3) balónu, v důsledku této brzdící síly (F₈i,2,3) se vytváří v přízi mezi prostředkem (51, 511, 513, 71, 81) pro vedení příze napínače (5, 7, 8) příze a obvodem navíjeného přizového tělesa (62) definovaná tahová síla (F_T).

2. Vřetenové předení nebo skaní příze podle nároku 1, vyznačující se tím, že ke vzniku odporu proti relativnímu pohybu napínače (5, 7, 8) příze vzhledem k omezovači (3) balónu se na napínač (5, 7, 8) příze působí třecí silou.

3. Vřetenové předení nebo skaní příze podle nároku 2, vyznačující se tím, že třecí síla je definována hmotností napínače (5, 7, 8) příze a součinitelem tření (μ,) ve vzájemné styčné ploše napínače (5, 7, 8) příze a omezovače balónu (3).

4. Vřetenové předení nebo skaní příze podle nároku 2, vyznačující se tím, že třecí síla je definována vzdáleností polohy těžiště napínače (5, 7, 8) příze vzhledem k ose rotace omezovače (3) balónu a součinitelem tření (μθ ve vzájemné styčné ploše napínače (5, 7, 8) příze a omezovače (3) balónu.

5. Vřetenové předeni nebo skaní příze podle nároku 1, vyznačující se tím, že ke vzniku odporu proti relativnímu pohybu napínače (5, 7, 8) příze vzhledem k omezovači (3) balónu se působí na napínač (5, 7, 8) příze magnetickou silou.

6. Vřetenové předení nebo skaní příze podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že při rozběhu (R) předení nebo • · · · • ·

PS3544CZ skaní v době první rozběhové fáze (R_A) se vřeteno (6) a omezovač (3) balónu rozbíhají stejnými otáčkami (ηΓ, n2'), přičemž je zastaveno přivádění zpracovávaného materiálu, v době druhé rozběhové fáze (Rb) rychleji narůstají otáčky (n1) vřetene (6) vzhledem k otáčkám (n2) omezovače (3) balónu, přičemž je zahájeno přivádění zpracovávaného materiálu a druhá rozběhová fáze (R_b) je ukončena dosažením požadovaných otáček (n1) vřetene (6), požadovaných otáček (n2) omezovače (3) balónu, požadovaných otáček (n3) napínače (5, 7, 8) příze a požadované rychlosti (vp) přivádění zpracovávaného materiálu.

7. Vřetenový dopřádací nebo skácí stroj, jehož pracovní místo obsahuje průtahové nebo podávači ústrojí, poháněný rotující omezovač balónu, ve kterém je otočně uspořádán napínač příze, a poháněné rotující a axiálně vratně se pohybující vřeteno, na němž je uchyceno navíjené přízové těleso, vyznačující se tím, že napínač (5, 7, 8) příze je tvořen odlehčeným prstencem, který je v omezovači (3) balónu uložen kluzně s definovaným brzdicím odporem a který je vzhledem k omezovači (3) balónu axiálně stabilizován, přičemž obsahuje prostředek (51, 511, 513, 71, 81) pro vedeni vytvářené příze, přičemž pro vytváření brzdicího odporu je omezovač (3) spřažen s brzdicím prostředkem.

8. Vřetenový dopřádací nebo skácí stroj podle nároku 7, vyznačující se tím, že spodní část omezovače (3) balónu tvoří přírubu (33), kníž je rozebíratelně upevněna priložka (34, 341, 342), přičemž příruba (33) a přiložka (34, 341), případně dvoudílná přiložka (342) tvoří drážku (35) pro uloženi napínače (5, 7, 8) příze.

9. Vřetenový dopřádací nebo skácí stroj podle nároku 7 nebo 8, vyznačující se tím, že brzdící prostředek je vytvořen alespoň jednou brzdicí plochou uspořádanou na obvodu napínače (5, 7, 8) příze a/nebo v drážce (35) omezovače (3) balónu.

10. Vřetenový dopřádací nebo skácí stroj podle nároku 7 nebo 8, vyznačující se tím, že napínač (5, 7, 8) příze je alespoň částečně vytvořen z feromagnetického materiálu a brzdící prostředek je tvořen třecí plochou a • · · * · «· Míi

PS3544CZ magnetem (9) uspořádaným na pevné části rámu (1) pracovního místa, nebo na omezovači (3) balónu.

11. Vřetenový dopřádací nebo skácí stroj podle nároku 10, vyznačující se tím, že magnet (9) je tvořen elektromagnetem uspořádaným na pevné části rámu (1) pracovního místa, nebo na omezovači (3) balónu.

12. Vřetenový dopřádací nebo skácí stroj podle nároku 11, vyznačující se tím, že obsahuje prostředky pro řízení brzdící sily elektromagnetu (9). 13. Vřetenový dopřádací nebo skácí stroj podle nároku 12,

vyznačující se tím, že obsahuje prostředky pro zjišťování velikosti tahové síly v navíjené přízi a/nebo pro uloženi předvolených hodnot tahové síly v navíjené přízi, přičemž tyto prostředky jsou spřaženy s prostředky pro řízeni brzdící síly elektromagnetu (9).

14. Vřetenový dopřádací nebo skácí stroj podle kteréhokoliv z nároků 7 až 13, vyznačující se tím, že prostředkem pro vedení příze je vodicí očko (51,511,513,71).

15. Vřetenový dopřádací nebo skácí stroj podle nároku 14, vyznačující se tím, že vodicí očko (51, 511, 513, 71) je tvořeno otvorem v tělese napínače (5, 7).

16. Vřetenový dopřádací nebo skácí stroj podle kteréhokoliv z nároků 7 až 13, vyznačující se tím, že prostředkem pro vedení příze je vodicí drážka (81).

17. Vřetenový dopřádací nebo skácí stroj podle kteréhokoliv z nároků 7 až 16, vyznačující se tím, že s přírubou (33) omezovače (3) balónu je pevně spojen posunovač (331) zasahující do zubů (52) napínače (5, 7) příze.

18. Vřetenový dopřádací nebo skácí stroj podle kteréhokoliv z nároků 7 až 17, vyznačující se tím, že těžiště napínače (5, 7, 8) příze leží mimo osu rotace omezovače (3) balónu.

PS3544CZ

19. Vřetenový dopřádaci nebo skácí stroj podle kteréhokoliv z nároků 7 až 18, vyznačující se tím, že obsahuje řídící prostředky pro koordinaci pohonu vřetene (6), pohonu omezovače (3) balónu a přivádění zpracovávaného materiálu.