ITMI960842A1 - Procedimento e dispositivo per la filatura in tazza - Google Patents

Description

"Procedimento e dispositivo per la filatura in tazza"

Riassunto del trovato

In un procedimento per la filatura in tazza o di una macchina con una pluralità di vasi di filatura, che nel corso della filatura ruotano attorno ad un rispettivo asse verticale, e con tubo guidafilo associato ad ogni vaso di filatura, laddove il materiale fibroso dalla bocca del tubo guidafilo nella forma di ala di filato, rotante attorno all'asse del vaso di filatura, viene portato verso la superficie interna rotante del vaso di filatura, è possibile rilevare in modo estremamente veloce la rottura di un filo o variazioni inammissibili della qualità del filato, quando viene misurato il tempo di circolazione dell'ala di filato rotante in corrispondenza della bocca del guidafilo. (Figura 2)

Descrizione del trovato

L'invenzione riguarda un procedimento per la filatura in tazza, ovvero in vaso, su una macchina con una pluralità di vasi di filatura, che nel corso della filatura ruotano attorno ad un rispettivo asse, e con guidafilo a forma di tubo associato ad ogni vaso di filatura, laddove il materiale fibroso viene addotto al guidafilo, per mezzo del tubo guidafilo viene condotto verso la sua bocca e inoltre di lì come ala di filato, rotante attorno all'asse del vaso di filatura, viene portato verso la superficie interna rotante del vaso di filatura, laddove il panello o panetto di filato in tal caso formato sulla superficie interna, conclusa la filatura, va avvolto su un tubetto di riavvolgimento, mantenuto pronto già durante la filatura in corrispondenza della bocca menzionata, dopo l'avanzamento di questo tubetto nella sua posizione di riavvolgimento. L'invenzione riguarda inoltre un dispositivo per attuare il procedimento.

Per la filatura in vaso o filatura centrifuga il materiale fibroso stirato in un dispositivo di stiramento del nastro di fibre, ad esempio in un usuale stiratoio, come descritto ad esempio nella domanda di brevetto tedesco DE 4324 039 Al, attraverso un tubo guidafilo di zettatura si porta in un vaso di filatura rotante (centrifuga). Il materiale fibroso abbandona la bocca del tubo guidafilo nella forma di ala di filato rotante attorno all'asse del vaso, rispettivamente della centrifuga. Con la rotazione dell'ala del filato il filo da produrre riceve la torsione necessaria prima di essere deposto sulla parete interna del vaso di filatura nel cosiddetto panello di filato. Al termine del tempo di filatura, rispettivamente dopo il raggiungimento di una guantità di filato prestabilita nel vaso di filatura, il materiale filato fino a questo istante viene rovesciato su un tubetto di riavvolgimento, che a tempo debito è portato nel vaso di filatura. L'avviamento dell'operazione di riavvolgimento avviene ad esempio in quanto il tubetto di riavvolgimento viene fatto avanzare nel percorso dell'ala del filato.

Nel funzionamento normale, l'ala del filato ancora rotante viene fissata ad esempio mediante una gola di intercettazione, situata in corrispondenza del lato frontale del tubetto di riavvolgimento, e il panello di filato preventivamente deposto sulla parete interna della centrifuga viene avvolto sul tubetto di riaw olgimento.

Nel caso della rottura di un filo nella fase di filatura l'estremità del filato, che passa attraverso il tubo guidafilo, ancor prima di abbandonare la bocca del tubo guidafilo, viene accelerata, dalla velocità di filatura, alla velocità massima corrispondente alla rispettiva velocità periferica del panello di filato, e si dispone parimenti sul panello di filato. L'estremità del filato quindi frequentemente non è più manipolabile, comunque non più automaticamente. L'operazione di riavvolgimento può essere quindi avvia soltanto ancora mediante accorgimenti relativamente costosi, in generale manualmente, dall'esterno (vedere brevetto svizzero CH-A 348346 oppure brevetto tedesco DE-C 842916).

Conformemente ad un concetto posto a base dell'invenzione, il panello di filato, rispettivamente il contenuto della centrifuga, già filato, anche nel caso della rottura di un filo può essere salvato per l'ulteriore lavorazione, ossia può essere avvolto regolarmente attorno ad un tubetto di riavvolgimento, quando al percorso di trasporto del materiale fibroso viene associato un sensore del filo registrante una rottura del filo e che, rilevando la rottura di un filo, fornisce il comando di portare il tubetto di riavvolgimento nella sua posizione di riavvolgimento, prima che l'estremità del filato abbia abbandonato la bocca del tubo guidatilo. Entro il tempo disponibile l'estremità del filo uscente, ad esempio mediante serraggio nel tubo guidafilo oppure mediante mezzi di intercettazione sul tubetto di riavvolgimento, deve essere avvolta su quest'ultimo. Manifestamente i mezzi di avanzamento e di intercettazione potranno essere attivati soltanto quando la rottura del filo è riconosciuta come tale. Pertanto in un primo momento è importante registrare la rottura del filo in modo corrispondentemente veloce ed univoco.

I sensori del filo di tipo convenzionale, operanti per lo più otticamente, capacitivamente o pneumaticamente, come quelli descritti nel brevetto tedesco DD-C 73 269, riconoscono la rottura di un filo come filo mancante, in generale soltanto quando l'estremità del filato ha effettuato il percorso fra l'intercapedine di serraggio dei cilindri di uscita di uno stiratoio di alimentazione e l'asse ottico del sensore. Poiché con la filatura in vaso nell'ambito dello stiratoio praticamente non si verificano movimenti periodici del filo — non si ottiene un vero ballone di filo — non è neppure possibile misurare segnali periodici del filo (vedere la domanda di brevetto tedesco DE 2621 900 Al). Invece, per tener conto delle variazioni dell'ampiezza dello spessore del filo, è necessario preassegnare nel sensore del filo un tempo di integrazione relativamente grande. Con i convenzionali guardiafilo pertanto non è più possibile impedire che l'estremità del filato, ottenuta nel caso della rottura di un filo, scompaia nel panello di filato.

Un inconveniente sostanziale di guardiafilo convenzionali, specialmente per la filatura in vaso, dove manca la formazione del ballone di seguito allo stiratoio, sta anche nel fatto che soltanto in casi estremi è possibile riconoscere una variazione della qualità del filo, ad esempio della tersine per m.

Esistono filatoi a vasi, il cui vaso di filatura verticale per il tubetto di riavvolgimento è accessibile soltanto dall'alto (vedere brevetto tedesco DD-C 21 834). Inoltre esistono filatoi a vasi con vasi di filatura, ai quali il nastro di fibre tramite il guidaiilo tubolare viene in verità addotto anche dall'alto, però il loro vaso che durante il funzionamento ruota (parimenti attorno ad un asse verticale) è del resto sagomato come una campana (aperta inferiormente). A questa cosiddetta tazza sospesa il tubetto di riavvolgimento può essere addotto soltanto dal basso (vedere la domanda di brevetto tedesco DE 41 03 771 Al) . Infine esistono filatoi a vasi con vaso sostanzialmente cilindrico, senza coperchio e fondo, cosiddette centrifughe tubolari, le cui due estremità presentano un'apertura quasi di uguale grandezza. Utilizzando questi vasi di filatura tubolari il tubetto di riavvolgimento conformemente alla domanda di brevetto tedesco DE 41 08 929 Al può essere mantenuto pronto al di sotto della bocca del tubo guidatilo oppure, conformemente alla domanda di brevetto tedesco DE 4324 039 Al, sul tubo guidatilo, al di sopra della sua bocca. Il campo di applicazione della presente invenzione si estende su tutti i relativi tipi di filatoi a vasi, ovvero tazze.

L'invenzione si pone il compito di realizzare un procedimento ed un dispositivo, che, nella filatura in vaso, consentono di riconoscere una differenza della qualità del filo, specialmente una rottura avvenuta dal filo, prima che con guardiafilo convenzionali precedentemente menzionati.

L'invenzione si basa sul concetto che nel caso della rottura di un filo l'estremità strappata del filato viene rapidamente accelerata approssimativamente all'alta velocità periferica del vaso di filatura, rispettivamente del panello di filato. Conseguentemente aumenta la durata di rotazione dell'ala del filato in corrispondenza della bocca del tubo guidatilo. Pertanto una misurazione secondo l'invenzione di questa durata di rotazione consente un riconoscimento praticamente istantaneo della rottura di un filo, e precisamente già un periodo dopo la sua comparsa. Se T indica la durata di rotazione, n il numero di giri del vaso di filatura, v la velocità di filatura, ossia la velocità di alimentazione del filo e d indica il diametro del panello di filato, allora, per la durata di rotazione T dell'ala di filo rotante, vale la seguente equazione:

in cui la costante indicata con "a" rappresenta la conversione di minuti in millisecondi e presenta un ordine di grandezza di 1/60.000.

Durante il funzionamento del filatoio a vasi una variazione del numero di giri dei vasi di filatura, rimanendo costante la velocità di alimentazione, porta alla variazione dei giri o rotazioni del filato. In questo caso varia corrispondentemente la durata di rotazione dell'ala del filato, rispettivamente la frequenza dell'ala del filato, ossia in caso di più alti numeri di giri diminuisce rispetto all'intervallo normale la durata T di rotazione dell'ala del filato, mentre in caso di minore rotazione del filato aumenta rispetto all'intervallo normale la durata di rotazione dell'ala del filato.

Pertanto l'invenzione non soltanto consente di fornire un segnale, nel caso di una brusca variazione della durata misurata di rotazione dell'ala del filato, dovuta alla rottura di un filo, per avviare l'operazione di riavvolgimento, preferibilmente mediante avanzamento del tubetto di riavvolgimento nella posizione di riavvolgimento, ma consente anche di rilevare una minore, rispettivamente graduale, variazione della durata di rotazione dell'ala, dovuta a variazioni della qualità del filo, su un apparecchio misuratore, rispettivamente valutatore di rotazione, e di utilizzarla automaticamente per fornire un segnale per l'avanzamento momentaneo del tubetto di riavvolgimento nella posizione di riavvolgimento . Se pertanto la qualità del filato varia in maniera inammissibile, è possibile disinserire il fuso corrispondente e salvare il filato ivi già filato.

In procedimenti convenzionali per registrare la rottura di un filo su una macchina producente filato ci si sforzava di rilevare la rottura del filo possibilmente ancora in corrispondenza del punto in cui essa si verifica. Ad esempio sensori corrispondenti conformemente alla domanda di brevetto tedesco DE 2621 900 Al vengono posizionati in pratica immediatamente di seguito all'ultima coppia di cilindri di alimentazione dello stiratoio preinserito. La presente invenzione si scosta completamente da questo luogo di misurazione, in quanto essa prescrive di osservare prima l'ala del filato all'esterno della bocca del tubo guidafilo. Però è tanto più sorprendente che nonostante la misurazione estremamente ritardata nel corso del percorso del filato, è possibile un'indicazione in merito alla rottura del filo o alla qualità del filato, temporalmente anticipata rispetto a quanto avviene per i noti sensori che osservano spazialmente molto prima il percorso del filato. Si ottiene un ulteriore caso di applicazione quando la grandezza di misurazione (durata di rotazione T) insieme ad ulteriori grandezze influenzatrici, non descritte in dettaglio a questo punto, viene utilizzata come segnale di entrata per un comando della macchina complesso, ad esempio basantesi su fuzzy. In questo caso parametri di processo qualitativamente rilevanti, che si scostano lentamente, ad esempio la variazione del numero di giri di singoli vasi di filatura, che porta a una lenta variazione delle torsioni prodotte nel filato e pertanto porta a variazioni qualitative, possono essere riconosciuti tempestivamente e mediante comando di corrispondenti organi di impostazione è possibile effettuare le correzioni necessarie oppure, quando si superano limiti di tolleranza preassegnati, mediante azionamento del dispositivo a chiavistello è possibile avviare l'operazione di riavvolgimento e successivamente arrestare il punto di lavoro.

L'invenzione viene illustrata dettagliatamente in seguito in base ad esempi di realizzazione rappresentati nei disegni.

In particolare:

la figura 1, in rappresentazione schematica, mostra un primo esempio di realizzazione di un filatoio a tazze o vasi, con un tubetto di riavvolgimento mantenuto pronto sul tubo guidatilo e con un dispositivo sensore eseguito come sensore ottico,

la figura 2 mostra un ulteriore esempio di realizzazione di un filatoio a tazze con un dispositivo sensore eseguito come limitatore ottico.

Nella figura 1 con 20 è indicato il punto di filatura di un filatoio a tazze. A punti di filatura 20 di tale tipo tramite un dispositivo di trazione del nastro di fibre, nell'esempio di realizzazione uno stiratoio 1, viene addotto nastro di fibre 2, che sotto l'azione di una tazza o vaso di filatura 6 rotante attorno al suo asse di mezzeria 10 viene filato a formare un filo 17. Il filo 17 in particolare percorre un guidafilo tubolare 3 e fuoriesce dalla sua bocca 4 formando un'ala di filato 11. Tramite un'ala di filato 11, rotante nel senso di rotazione del vaso di filatura, il filo 17 è collegato con un panello o panetto 7 di filato, che si forma durante la filatura sulla parete interna 5 del vaso di filatura 6.

Sul tubo guidafilo 3, fissato per mezzo di un dispositivo 9 a chiavistello, è mantenuto in una posizione di pronto 24 un tubetto di riavvolgimento 8. Il tubetto di riavvolgimento 8 circondante coassialmente il guidafilo 3 è mantenuto in tal caso, amovibile, con modesta distanza al di sopra della bocca 4 del guidafilo 3.

Il dispositivo 9 a chiavistello presenta ad esempio due chiavistelli 21, 22 comandabili in maniera definita. Ciò significa che il tubetto di riavvolgimento 8 può essere liberato selettivamente trascinando a ritroso lo spinotto 21, in dipendenza di un segnale di comando corrispondente e cade quindi in una posizione di riavvolgimento inferiore 16, rappresentata tratteggiata nelle figure ed in cui il tubetto di riavvolgimento 8, con dispositivi di serraggio del filo, disposti nell'ambito della sua superficie frontale, o dispositivi similari, afferra l'ala di filato rotante 17 ed avvia così l'operazione di riaw olgimento. Il chiavistello 22 del dispositivo 9 in tal caso funge da battuta, con cui viene limitata la corsa di avanzamento del tubetto di riaw olgimento 8, ossia viene preassegnata la posizione di riaw olgimento 16.

Inoltre il punto di filatura 20 è dotato di un dispositivo sensore, che, come rappresentato in figura l, può essere eseguito ad esempio come sensore ottico 12. Il dispositivo sensore è connesso ad uno stadio 13 formatore di impulsi collegato da parte sua con un monoflop 14. L'uscita 15 del monoflop 14 è inserita sul dispositivo 9 a chiavistello. Il punto di filatura 20 rappresentato in figura 2 si distingue dal punto di filatura secondo la figura 1 essenzialmente per il fatto che come dispositivo sensore al posto di un sensore ottico si impiega un limitatore ottico. Nell'esempio di realizzazione il trasmettitore 23 del limitatore ottico è stato disposto poco al di sopra del vaso di filatura 6, il ricevitore 19 al di sotto. L'asse ottico fra trasmettitore e ricevitore passa attraverso la superficie lambita dall'ala di filato rotante. Il segnale di uscita del limitatore ottico, tramite lo stadio formatore di impulsi 13 nonché il monoflop 14, viene convertito in un segnale per il dispositivo 9 a chiavistello.

Funzionamento del dispositivo;

il filo 17 si muove all'interno del guidaiilo 3 in sostanza assialmente rispetto al vaso di filatura 6 che con alta velocità ruota attorno al suo asse io. In corrispondenza della bocca 4 del guidatilo 3 la direzione di trasporto del filato viene deviata in ragione di circa 90° e l'ala 11 di filato, che è mossa dalla bocca 4 verso il panello di filato 7, ruota con una frequenza f = attorno all'asse 10 del vaso. Poiché la velocità di adduzione v (la velocità di filatura) dell'ala 11 del filato è relativamente piccola rispetto alla velocità periferica del vaso di filatura 6, l'ala il del filato non si muove esattamente radialmente dalla bocca 4 al panello 7 di filato ma si muove su una curva arcuata, che quasi asintoticamente sbocca nella superficie periferica interna del panello di filato 7. Fin qui sono noti i dettagli descritti dell'esempio di realizzazione disegnato. Anche i rimanenti accorgimenti per avviare il riavvolgimento del panello di filato 7 sul tubetto di riavvolgimento 8 possono avvenire in maniera usuale.

Secondo l'invenzione, l'asse ottico di un sensore 12 rispettivamente 19, viene orientato su una macchia della superficie lambita dall'ala di filato 11 rotante, cosicché il sensore 12, rispettivamente 19, può rilevare la durata di rotazione T dell'ala di filato rotante 11. Ad esempio dal brevetto statunitense US-A 30 99 829 oppure dalla domanda di brevetto tedesco DE 26 21 900 Al sono noti apparecchi misuratori, i quali consentono di registrare la durata di rotazione T di un'ala di filato 11 circolante e di trasmettere come segnale scostamenti da un'intervallo di valori prescritti della durata di rotazione.

Nell'esempio di realizzazione secondo le figure 1 e 2 l'impulso prodotto per ogni giro dell'ala il di filato sul sensore 12, rispettivamente 19, viene addotto ad uno stadio 13 formatore di impulsi. Questo amplifica il segnale e produce impulsi ad ago per comandare a scatti o triggerare un seguente monoflop 14 ricomandabile a scatti. Il tempo di tenuta di questo multivibratore è dimensionato in modo che nel normale funzionamento di filatura, ossia entro l'intervallo di valori prescritti della durata di rotazione dell'ala del filato, il successivo impulso trigger arriva momentaneamente ancora prima della fine del tempo di tenuta. In tal caso non varia il segnale di uscita del monoflop 14. Se tuttavia nel caso della rottura di un filo oppure nel caso di una variazione inammissibile della qualità del filo uno dei periodi successivi supera il tempo di tenuta, allora l'uscita 15 del monoflop 14 viene commutata fino all'arrivo del successivo impulso trigger.

Quando il monoflop 14 è commutato allora un'impostazione a ritroso può ancora avvenire soltanto mediante un impulso di ripristino in corrispondenza di una entrata speciale. La massima durata di periodo ancora ammessa, per la quale non viene ancora segnalata alcuna rottura del filo (oppure un'inammissibile variazione qualitativa del filato), deve essere necessariamente corrispondente al tempo di tenuta del monoflop 14. Il tempo di tenuta tramite un'entrata di programmatore del monoflop 14 va adattato al numero di giri attuale del vaso di filatura 6 nonché alla velocità di alimentazione del filo 17.

Il segnale fornito all'uscita 15 del monoflop 14 nell'esempio di realizzazione viene impiegato per liberare il chiavistello 21 del dispositivo 9 a chiavistello, cosicché, nel caso di una variazione inammissibile della durata di rotazione dell'ala del filato, nel caso della rottura del filo l'estremità del filato abbandona la bocca 4 del guidafilo 3 quasi momentaneamente, ma in ogni caso ancor prima che il tubetto di riavvolgimento 8 dalla posizione di pronto 24 sia caduto, rispettivamente avanzato, nella posizione di riavvolgimento 16 rappresentata tratteggiata.

In un procedimento per la filatura a vasi su una macchina con una pluralità di vasi di filatura, che nel corso della filatura ruotano attorno ad un rispettivo asse, e con tubo guidafilo associato ad ogni vaso di filatura, laddove il materiale fibroso dalla bocca del tubo guidafilo come ala di filato, rotante attorno all'asse del vaso di filatura, viene portato verso la superficie interna rotante del vaso di filatura, è possibile rilevare in modo estremamente veloce la rottura di un filo oppure inammissibili variazioni qualitative del filato ottenuto, quando viene misurato il tempo di rotazione dell'ala del filato rotante in corrispondenza della bocca del guidafilo.

Claims (9)

1. Rivendicazioni 1. Procedimento per la filatura in vasi su una macchina con una pluralità di vasi di filatura (6), che durante la filatura ruotano attorno ad un rispettivo asse (10), e con guidafilo (3) a forma di tubo, associato ad ogni vaso di filatura (6), laddove il materiale fibroso (2) viene addotto al guidafilo (3), per mezzo del tubo guidafilo viene condotto verso la sua bocca (4) e di lì nella forma di ala di filato (11), girevole attorno all'asse (10) del vaso di filatura (6), viene portato verso la superficie interna rotante (5) del vaso di filatura (6), caratterizzato dal fatto che viene misurata la durata (T) di rotazione dell'ala (11) di filato rotante in corrispondenza della bocca (4) del guidafilo.
2. 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la durata (T) della rotazione viene raffrontata con valori prescritti e viene prodotto un segnale in caso di superamento di limiti preassegnabili di valore prescritto.
3. 3. Procedimento secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto che viene misurata permanentemente la durata (T) di rotazione dell'ala (11) del filato.
4. 4. Procedimento secondo una o più delle rivendicazioni da 1 fino a 3, caratterizzato dal fatto che i valori prescritti della durata (T) di rotazione vengono formati da valori di impostazione dipendenti dal processo.
5. 5. Procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il segnale prodotto attiva l'avanzamento di un tubetto di riavvolgimento (8) da una posizione di riserva (24) in una posizione di riavvolgimento (16) e quindi attiva l'avviamento dell'operazione di riavvolgimento.
6. 6. Procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che viene misurata la durata di rotazione (T) dell'ala rotante (11) del filato e questa viene di volta in volta raffrontata con un valore prescritto, che tiene conto del rispettivo diametro interno attuale del panello di filato durante la formazione del panello di filato.
7. 7. Procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la durata di rotazione (T) dell'ala rotante (11) del filato come segnale di entrata viene elaborata in un sistema di regolazione complesso di processo, laddove non soltanto viene sorvegliato il superamento di valori limite ma il segnale di entrata "durata di rotazione" viene elaborato in relazione ad ulteriori grandezze di processo.
8. 8. Procedimento secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che la elaborazione della durata (T) di rotazione dell'ala di filato (11) rotante avviene in un regolatore fuzzy.
9. 9. Dispositivo per attuare il procedimento secondo una o più delle rivendicazioni da 1 fino a 8, caratterizzato dal fatto che un sensore ottico (12, 19) è orientato su una "macchia" della superficie lambita dall'ala rotante (11) del filato all'interno del vaso di filatura, e dal fatto che a valle del sensore (12, 19) è inserito un multivibratore (14), il cui tempo di tenuta corrisponde alla durata di rotazione (T), massima e/oppure minima, consentita nell'intervallo prescritto, dell'ala (11) del filato.