JP2014181437A - 紡糸機における紡糸機構および紡糸機構を動作させるための方法 - Google Patents

Abstract

【課題】クリーナーカット後の継ぎ合わせ時間をより短縮することが可能な紡糸機構及びこの紡糸機構を動作させる方法を提供する。
【解決手段】紡糸機構１は、紡糸ユニット５と、搬送方向Ｔにおける紡糸ユニットの下流に配置される、糸２の引き出しデバイス６と、引き出しデバイスの下流に配置され、前記糸の中間部分をストレージするための、糸ストレージ７とを含む。糸ストレージには、糸ストレージの充填レベルを監視するためのセンサシステム８が配置され、糸の巻き取りデバイス９と、糸がちぎれた後に糸ストレージの中に位置する糸の先端を紡糸機構の領域に戻すことが可能なリターンユニット１０とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、紡糸機における紡糸機構（紡糸点）およびこの紡糸機構を動作させるための方法に関する。

紡糸機構（紡糸点）は、搬送方向において供給された繊維複合材料から糸を作り出す。また、この紡糸機構を動作させるための方法が提供される。
具体的に、上記方法では、紡糸処理の間に、紡糸機構で作り出された糸が、引き出しデバイスによって紡糸機構から引き出され、この引き出された糸が少なくとも１つの物理パラメータに基づいて糸モニタによって監視され、この糸が糸ストレージを通り抜け、糸ストレージの充填レベルがセンサシステムによって監視され、糸ストレージを通り抜けた後に糸が巻き取りデバイスによって巻き取られ、糸ストレージの充填レベルに応じて巻き取りデバイスの巻き取り速度が調節されるようになっている。

以下の説明は、概して紡糸機に関する。
この紡糸機は、当該紡糸機に供給された繊維複合材料から糸を作り出すのに適している。この紡糸機には、特に、エアジェット紡糸機とロータ紡糸機が含まれ、これらの基本構造は従来技術により知られている（本発明においては、仕上げ糸の製造に向けたエアジェット紡糸機が含まれている必要があり、これにより、ロービング（粗紡）を作り出すことができる）。

実際の紡糸処理（すなわち、正常な糸の製造）では、望ましくない糸の切断が繰り返し起こり得ることが知られている。品質の劣った糸の部分を紡糸機が作り出すこと（すなわち、厚さ、多毛性（ｈａｉｒｉｎｅｓｓ）、強度などのパラメータが所定の目標値から外れている糸の部分が生み出されること）は時として避けられない場合もある。該当する糸の欠陥部分は、一般に、紡糸機構のそれぞれに配置された糸モニタによって検出され、紡糸処理を中断するクリーナーカット（ｃｌｅａｎｅｒ ｃｕｔ）によって取り除かれるようになっている。このような場合、最終的には、通常の紡糸の運転が再度行われるように、巻き取り側における糸の先端を、次の継ぎ合わせ処理で、対応する紡糸機構（の所）に提供される繊維複合材料とつなげる必要がある。

しかし、上記継ぎ合わせ処理を行うようにするためには、スプールに巻き取られた糸の先端は、手作業か、または、紡糸機構に沿って巡回しているサービスロボットによって、まず、スプールの面上を調べた後、そこから取り出され、最終的には、紡糸機構において実際に紡ぐ方向とは逆の方向に供給されて、繊維複合材料とつなぎ合わす必要がある。さらに、糸の先端は、その殆どが、継ぎ合わせ処理に適していない、かつ／または、糸モニタによって検出される糸の欠陥部分を含んでいるため、通常は糸の特定の部分が継ぎ合わせ処理を行う前に取り除かれるようになっている。

継ぎ合わせ処理の前においては、まず、サービスロボットがそれぞれの紡糸機構に向かって移動しなければならず、また、１台のサービスロボットが１つだけの紡糸機構に沿って進むため、必要となる継ぎ合わせ処理は、紡糸処理において相当な制約となっている。とりわけ、エアジェット紡糸機の場合、クリーナーカット後に、継ぎ合わせ処理がますます行われるようになっているため、エアジェット紡糸機の生産性が著しく低下する一因となっている。

したがって、本発明は、従来技術と比べて、特に、クリーナーカット後の継ぎ合わせ時間を短縮することが可能な紡糸機構及びこの紡糸機構を動作させる方法を提供することである。

上記課題は、独立請求項の特徴を有する紡糸機構とこの紡糸機構を動作させるための方法とによって解決される。

本発明に係る、紡糸機における紡糸機構によれば、糸を作り出すためのツールを有する紡糸ユニットを含む。このうち、上記ツールは、たとえば、ロータ紡糸機におけるロータ、または、エアジェット紡糸機における渦チャンバを備え得る。

さらに、紡糸機構には、搬送方向における紡糸ユニットの下流に配置され、紡糸ユニットから糸を引き出すための引き出しデバイスが設けられており、この引き出しデバイスは、たとえば、糸を押しつける一対のガイド用の引き出しローラを備え得る。

さらに、紡糸機構には、引き出しデバイスの下流に配置され、糸の中間部分をストレージするため糸ストレージが設けられている。この「糸の中間部分をストレージする」という用語は、巻き取りデバイスまでの搬送中に、糸の中間部分がストレージされる部分を通り抜けることを意味するものと理解されたい。言い換えれば、糸の特定の部分が常に糸ストレージの中にあり、これにより、巻き取りデバイスの巻き取り速度および／もしくは引き出しデバイスにおける変動、ならびに／または、紡糸ユニットの送出速度（すなわち、紡糸ユニットから取り出される糸の速度）における変動を補償することが可能となる。このことは、糸ストレージを場合に応じて（部分的に）充填または空にするということにつながる。

紡糸機構は、糸ストレージの充填レベル（すなわち、糸ストレージの中の糸の部分の長さ）をほぼ一定か、または、場合に応じて所定の制限値以内に保つことができるように、糸ストレージの充填レベルを監視するためのセンサシステムを含む。このセンサシステムは、糸ストレージの部分もしくは糸ストレージの内部に配置され、糸ストレージの所定の場所における糸の存在、または糸ストレージにおける糸の部分の長さを検出するように設計されていることが好ましい。

センサシステムによって提供されるデータに基づいて、最終的には、搬送方向における糸ストレージの下流にある、巻き取りデバイスにおける糸の巻き取り速度を調節することが可能である。この巻き取りデバイスは、センサシステムによって測定されたデータが供給されるコントローラに接続されていることが好ましい。糸ストレージにおける糸の部分（すなわち、糸ストレージにおける糸のループ）の長さが最低量を下まわっているとコントローラが判断した場合には、その長さが所定の最低量と再度一致するまで巻き取りデバイスの巻き取り速度が低下する。検出された長さが所定の最大量を超えている場合には、巻き取り速度はそれに応じて増加する。

また、紡糸機構は、リターンユニットを含み、このリターンユニットによって、糸がちぎれた後に、糸ストレージの中に見出される糸の先端が紡糸機構の領域に戻され得る。このように、本発明は、サービスロボットを用いることなく、結果として生じた糸の先端を紡糸ユニットに導いて戻すことによって、理由のいかんに関わらず、糸のちぎれを修復することが可能な紡糸機構であり、糸の先端を繊維複合材料とつなげることが可能となっている（この方法における個々のステップは、本発明に係る方法に関連してより具体的に説明されることになる）。

さらに、上記「糸のちぎれ」という用語は、本発明の目的に鑑みて、巻き取り側における繊維複合材料からの糸の部分の望ましくないあらゆる切断、もしくは、制御されていない（意図しない）切断を意味するか、または、紡糸ユニット側において糸の先端が紡糸ユニットから出ていくことを意味するものである点に留意されたい。

リターンユニットは、エアジェットを含み、このエアジェットによって、紡糸機構に向かう空気流が生成され得ると好適である。対応した空気流により、糸ストレージの中にある糸の先端を紡糸ユニットの方向に吹き動かすことが可能である。この領域では、糸の先端が、説明された継ぎ合わせ処理に供給されるように、紡糸ユニットによって最終的に吸い込まれて繊維複合材料の方向に搬送され得る。とりわけ、糸の欠陥部分を除去した後に復帰するのが望ましく、これに関しては、本発明による方法における説明が参照される。

上記エアジェットは、コントローラに接続されていることが好ましい。このコントローラは、糸ストレージ、または、糸ストレージに接続された真空用動力源にも接続される。これにより、紡糸ユニットの領域における糸の先端の復帰を、糸ストレージが妨げることのないように、紡糸ユニットの方向における糸の先端の復帰中には糸ストレージの機能を無効にすることが可能である。

リターンユニットが、糸と接触し得るレバー組立体などの、機械的に動作するリターン素子を含むと特に好適である。このリターン素子は、たとえば、糸ストレージにおける糸取り込み開口部の部分に配置されてもよい。特に、リターン素子は、動作時に、糸がちぎれた後、好ましくは糸ストレージによってとどめられている糸の先端を捕らえ、その先端を紡糸ユニットにおける糸引き出し開口部の領域に移すことできるようにするため、糸と接触し得るように配置されている必要がある。これにより、最終的には、継ぎ合わせ処理において繊維複合材料とつながれる領域への糸の先端の復帰が可能となる。

センサシステムは、互いに間隔を置いて配置された少なくとも２つのセンサを含み、これらセンサによって、それぞれの領域における糸を検出することが可能なように構成されると好適である。たとえば、糸ストレージは、細長い内側部分を含んでいてもよく、糸は、その細長い内側部分の中で、真空によってループ形状に保たれる。内側部分の長手方向に互いに隣接して配置された２つのセンサの間にループが位置している場合、糸ストレージの充填レベルは目標値と一致する。しかし、両方のセンサが糸（の部分）を検出する場合、糸ストレージの充填レベルを下げるため、巻き取りデバイスの巻き取り速度をコントローラによって上げられなければならない。糸がいずれのセンサによっても検出されない場合、コントローラは、（たとえば、糸モニタによって検出され得る糸のちぎれがないと想定すると、）糸ストレージの充填レベルを上げるため、巻き取り速度を下げるように設計しなければならない。あるいは、センサシステムが、好ましくは互いに間隔を置いて配置された３つ以上のセンサを含むことも考えられる。同様に、糸ストレージの中の１つまたは複数の所定位置における糸の存在に応じて、糸ストレージの充填レベルを監視し得る１つだけのセンサを設けることも可能である。一般に、センサは、取り込まれた画像を、対応する画像解析ソフトウェアなどによって評価することが可能なカメラとして構成してもよく、これにより、糸ストレージの充填レベルに関する情報が画像から抽出することが可能となる。また、センサは、同様に、糸ストレージの中の１つまたは複数の所定位置における糸の存在を検出するのに適した容量センサとして構成してもよい。

また、紡糸機構は、コントローラと動作可能に接続されており、このコントローラによって、巻き取りデバイスの巻き取り速度が、上記センサシステムによって供給される糸ストレージの充填レベルに関する情報に応じて調節することが可能なように構成されると好適である。このような場合、糸ストレージの充填レベルと所定の限度内の値とを、常に一致させることを確実なものとすることができる。この場合、糸ストレージは、ある特定の長さの糸の送り出しと取り込みの両方を行うことができ、これにより、糸の製造中における所望のバッファ効果をもたらし得る。したがって、最終的には、巻き取り速度、および／または、紡糸ユニットの送出速度における変動によって、糸がちぎれることなく簡単に吸収させることが可能となる。

さらに、紡糸機構は、搬送方向における糸ストレージの下流に配置される糸ブレーキを含むと好適である。この糸ブレーキは、ばね組立体などを含んでもよく、この場合、このばね組立体により、ある特定の押しつけ力を糸に及ぼすことが可能となる。この押しつけ力は、特にコントローラによって調節されることが好ましい（糸に及ぼされるブレーキ効果を場合に応じて有効または無効とし得るように、必要な時にのみコントローラによって糸ブレーキをスイッチオンすることが少なくとも可能である必要がある）。

また、紡糸機構は、好ましくは糸ストレージの領域に配置された糸分離ユニットを含むと好適である。この糸分離ユニットは、ブレードユニットなどを含んでいてもよく、このブレードユニットによって、糸のちぎれが検出された後に、特定の糸の部分が残りの糸から分離させることが可能となる。

また、糸ストレージについては、真空用動力源に接続されていると好適である。この場合、糸ストレージは、空気圧によって動作し、真空用動力源につながれていると、糸ストレージの領域に位置している糸の部分を吸引することが可能となる。特に、糸ストレージは、管状に形成され、対応する真空用動力源に切り換え可能な弁を介して接続されていてもよく、これにより、糸ストレージの吸引効果を有効・無効とすることが可能となる。あるいは、糸ストレージは、当然ながら、巻き取り処理などを通じた糸の中間的な蓄えを可能にする、機械的に有効な素子または機械的に動作する素子を含むように構成することも可能である。

また、糸ストレージは、少なくとも１つの噴射ノズルを有し、この噴射ノズルによって、糸ストレージの糸取込み開口部から向きを変える方向に向かう空気流が糸ストレージの中に生成されるように構成すると好適である。この空気流は、ベンチュリ効果により、糸ストレージにおける吸引効果の増幅をもたらす。この際、特に、噴射ノズルは、糸がちぎれた後にスプールから糸が部分的に巻き戻されることになる場合に噴射ノズルに圧縮空気を供給するように構成されたコントローラと動作可能に接続されていると好適である（このことは、検出された糸の欠陥部分だけでなく、所定の品質基準からすでに同様に外れている、糸の欠陥部分よりも前にある糸の相応に長い部分も残りの糸から分離され得ることを確実なものとするのに特に有用である）。

また、紡糸機構が、好ましくは糸ストレージの領域に、次の継ぎ合わせ処理の前に、糸の先端を処理するための糸先端調整器を有すると好適である。この糸先端調整器は、糸ストレージの構成要素であってもよく、または、糸ストレージのすぐ近くに配置され、対応するブラケット部分を通じて糸ストレージに接続されていてもよい。この場合、糸の先端は、紡糸処理の方向における上記復帰が行われる前に、機械的に処理されてもよい（たとえば個々の繊維における撚りから開放されてもよい）。特に、糸ストレージ、特定の糸分離ユニットおよび糸先端調整器が構造的に組み合わされている場合、このことは、本発明による紡糸機における個々の紡糸機構のいずれかに配置され得るユニットの小型化をもたらす。

また、紡糸機構が、以下の説明における１つまたは複数の態様に従って、紡糸機構を動作させるように構成されたコントローラと接続されていると好適である。

本発明に係る、（特に、これまでに説明された１つまたは複数の特徴を有する）紡糸機を動作させるための方法は、紡糸動作中に、紡糸機構において作り出される糸が、引き出しデバイスによって紡糸機構から引き出され、引き出された糸が少なくとも１つの物理パラメータに基づいて糸モニタにより監視され、引き出された糸が糸ストレージを通り抜け、糸ストレージの充填レベルがセンサシステムにより監視され、糸が、糸ストレージを通り抜けた後に巻き取りデバイスにより巻き取られ、巻き取りデバイスの巻き取り速度が、糸ストレージにおける充填レベルに応じて調節されることを特徴とする。指定された構成要素における可能な物理的特徴、または、設計上の特徴に関しては、その説明が上記または以下を参照することによりなされている。

上記の通り、紡糸の動作中には、糸のちぎれが度々生じる。このうち「糸のちぎれ」は、本発明においては、予期できない糸の切断、または、糸の欠陥を検出した後における紡糸ユニットのスイッチオフまたは減速運転を通じた、糸の先端に生じる能動的な糸製造の中断を意味するように理解されたい。

このような場合、本発明においては、糸がちぎれた後、サービスロボットの使用を避けるために巻き取りデバイスが可能な限り迅速に停止する。いずれの場合においても、糸が完全に糸ストレージを通り抜ける前に巻き取りデバイスの停止（すなわち、巻き取りデバイスによってドライブされるスプールの停止）が行われる。すなわち、巻き取りデバイスの停止は、当該巻き取りデバイスの停止後に、糸の先端部分が糸ストレージの中にとどまるように行われる。このことは、巻き取りデバイスおよび紡糸ユニットの停止後に、糸が、紡糸機構において定められた場所に置かれることになる、といった非常に重要な利点があることを意味する。したがって、糸の先端は、以下で説明されるステップが実行される前に、従来技術においては一般的である、スプールの表面を調べてそこから取り出す必要がない。その代わり、糸は、糸ストレージの領域において捕らえられるため、時間を浪費する中間のステップを省くことができる。

次のステップでは、紡糸機構の内部にある糸分離ユニットによって糸の一部が分離される。巻き取りデバイスの停止前に、糸の欠陥部分が検出された場合、その糸の欠陥部分と、その欠陥部分の前に作られた特定の糸の部分とは、分離ステップの後に品質を保つ要件に一致する糸だけがスプール上に見出されることを確実なものとするため、分離されるのが適切である。このため、糸の所望部分を分離することができるように、すでに巻き取られている糸の一部がスプールから再度巻き戻されるのが好ましい。

最終的には、このようにして新たに作られた糸の先端が、紡糸機構の内部におけるリターンユニットによって紡糸機構の領域に戻された後、継ぎ合わせ処理が行われる。このうち糸の先端は、内部における紡糸処理を継続することができるよう、紡糸ユニットに供給された繊維複合材料とつなぎ合わされる。

上記糸の復帰に関しては、空気流、または、レバー組立体などの機械的に動作するリターン素子によって行われると好適である。このうち、関連する構成要素（エアジェット／レバー組立体）は、それぞれの紡糸機構における構成要素として形成されていることが好ましい。このようにして、サービスロボットの使用を回避することが可能となり、独立した所望の継ぎ合わせ処理が可能となる。また、（紡糸ユニットの領域への）糸の先端の復帰中には、糸ストレージの機能が無効になっていると好適である。この糸ストレージは、空気圧によって動作するのが好ましい。このことによって、糸の復帰と相反する、反対方向に作用する２つの力が糸の先端に及ぼされることが防止される。

さらに、糸が、紡糸動作中に、糸ストレージと巻き取りデバイスとの間に配置された糸ブレーキによって張力が保持されると好適である。たとえば、糸が、押しつけ用または偏光用の素子を通して導かれ、これにより、望ましくないループを形成せず、手際よくスプールに巻き取られることを確実なものとすることが可能となる。

同様に、糸ストレージにおける充填レベルが、紡糸動作中に少なくとも１つのセンサによって監視されると好適である。このことは、充填レベル（すなわち、糸ストレージの中に位置している糸の部分の長さ）が所定の最低値及び最大値の間に常にあることを確実なものとすることが可能となる。充填レベルが最大値を上まわる場合には、糸ストレージの充填レベルを下げるように巻き取りデバイスの巻き取り速度を上げる必要がある。また、最低値に達していない場合には、糸ストレージの中の糸の先端の長さを増やすように巻き取り速度を下げる必要がある。

また、（糸がちぎれた後の）巻き取りデバイスが停止している間または停止した後には、糸ストレージにおける糸取込み開口部から向きを変える方向に向かう空気流を糸ストレージの中に生成すると好適である。特に、糸ストレージが空気圧によって動作する場合、すなわち、糸が真空の流れによって吸い込まれる場合には、所与の空気流がさらに導入され、ベンチュリ効果によって糸の吸引効果を増幅させることが可能である。本発明に係る方法によれば、糸ストレージにおける、このような糸に対する増幅された吸引効果は、糸がちぎれた後に糸の必要な部分を残りの糸から取り除くようにするため、特定の糸の部分をスプールから再度巻き戻すのに特に適している。この際、スプールからの糸の巻き戻しを容易にするために、（該当する場合には）糸ブレーキの機能が無効にされるといったことも可能である。

本明細書において示すように、巻き戻される糸の長さに相当する長さの糸が糸ストレージから取られる（取り除かれる）と、特に、好適である。巻き取り処理の完了後、糸ストレージから取られた糸の先端部分が、好ましくは糸ストレージの領域に配置された糸分離ユニットによって残りの糸から最終的に分離され、糸ストレージによって取り払われる。このため、糸ストレージは、真空用動力源に接続された空気パイプが、延設されるように構成することも可能である。

結果として生じる糸の先端が、糸先端調整器によって機械的に処理された後に、紡糸ユニットの領域に戻されると好適である。このため、次の継ぎ合わせ処理の品質が著しく向上し、このうち糸先端調整器の枠組みの中では、（たとえば）糸の撚りが除かれる。

また、糸が復帰されるまでの間は、搬送方向と逆方向に向かう空気流が紡糸ユニットの内部で生成されると好適である。このことは、紡糸機構の内部における（たとえばエアジェットの形態である）リターンユニットによって紡糸ユニットの領域に導かれる糸の先端の吸引をもたらす。復帰中には、糸ブレーキの開放、および／または、機能の無効化を行ってスプールを逆方向に動作させるのが好適であり、これにより、さらなる糸の部分が開放される。その結果、糸の先端が、紡糸ユニットの領域、および／または、搬送方向の上流にある紡糸ユニットの領域まで導くことを確実なものとすることが可能となる。
本発明におけるさらなる利点は、以下の実施形態において説明される。

本発明に係る紡糸ユニットの概略図であって、糸の欠陥部分を取り除いている状態を示す図である。 本発明に係る紡糸ユニットの概略図であって、糸の欠陥部分を取り除いている状態を示す図である。 本発明に係る紡糸ユニットの概略図であって、糸の欠陥部分を取り除いている状態を示す図である。 本発明に係る紡糸ユニットの概略図であって、糸の欠陥部分を取り除いている状態を示す図である。 本発明に係る紡糸ユニットの概略図であって、糸の欠陥部分を取り除いている状態を示す図である。 本発明に係る紡糸ユニットの概略図であって、糸の欠陥部分を取り除いている状態を示す図である。 本発明に係る紡糸ユニットの概略図であって、糸の欠陥部分を取り除いている状態を示す図である。 本発明に係る紡糸ユニットの概略図であって、糸の欠陥部分を取り除いている状態を示す図である。 本発明に係る紡糸ユニットの概略図であって、糸の欠陥部分を取り除いている状態を示す図である。 本発明に係る、紡糸機構における糸ストレージ部分を示す図である。 本発明に係る、紡糸機構における糸ストレージ部分を示す図である。 本発明に係る、紡糸機構における糸ストレージ部分のさらなる変形例を示す図である。

図１は、本発明による、紡糸機における紡糸機構（紡糸点）１の概略図であり、繊維複合材料４から糸２が作り出される紡糸処理中の状態を示している。この紡糸機は、たとえば、エアジェット紡糸機またはロータ紡糸機として構成され得る。ここでは、繊維複合材料４は、概して、従来技術において知られている紡糸ユニット５、（例えば、）ドラフティングシステム（エアジェット紡糸機）または開繊ユニット（ロータ紡糸機）によって供給され（エアジェット紡糸機の場合には空気渦チャンバ、また、ロータ紡糸機の場合にはロータチャンバ）、紡糸ユニット５の内部で撚られる。
図では１つだけの紡糸機構１が示されているが、該当する紡糸機は、当然ながら、たとえば延伸レイヤ（ｄｒａｗｉｎｇ ｌａｙｅｒ）と垂直に次々に配置され、一様に構成されたいくつか（複数）の紡糸機構１を含んでいてもよい。

また、図示されている紡糸機構１は、糸２が紡糸ユニット５から所定の引き出し速度で搬送方向に引き出され得る一対の引き出しローラなどによって構成された引き出しデバイス６と、交換可能なスプール２２を有することを特徴とし、引き出しデバイス６の下流にある巻き取りデバイス９とを含む。

巻き取りデバイス９は、該当する糸の引き出し口を通って紡糸ユニット５から出ていく、紡糸ノズルから取り出される糸２の巻き取りを行う。

また、本発明に係る紡糸機は、作り出される糸２の品質を監視し得るために、定められた糸２の物理パラメータ（多毛性、厚さ、強度、または、糸２の品質を表す他のパラメータなど）を監視する糸モニタ２１を有する。したがって、糸モニタ２１は、接触せずに動作することが好ましく、特に、糸モニタ２１自体の領域に糸２があることを検出するように構成されている。

最後に、以下の説明においてより具体的に言及するが、本発明による紡糸機は、特徴的なさらなる構成要素やユニットを有する。

まず、紡糸の動作中には、一定の間隔で、（監視されている糸のパラメータにおける目標値からの特定のずれとして定義される）糸の欠陥部分２３が生じることに留意する必要がある。

従来のエアジェット紡糸機の場合、このような糸の欠陥部分２３の除去（いわゆる「クリーナーカット」）は、巡回するサービスロボットによって、紡糸機構１に沿って行われる。しかし、この場合には、時間窓（ｔｉｍｅ ｗｉｎｄｏｗ）につき、欠陥部分２３が１つだけ除去され得るだけであり、本来、この処理は、必要な継ぎ合わせ処理が開始され得る前に、対応する紡糸機構１において最初に行われる必要があるものである。いくつかの紡糸機構において、糸の欠陥部分２３が同時に生じる場合、このことは、生産の損失につながり、全体として、紡糸機の生産性の低下を招くこととなる。
同様に、糸の製造中には、糸２の切断が生じる場合があり、このような場合、紡糸処理を再開できるように継ぎ合わせが必要となる。

この点、本発明によれば、紡糸機構１は、以下で説明される糸ストレージ７と、糸分離ユニット１７と、糸がちぎれた（糸の切断、または、糸の先端が現れるという結果を伴う制御による糸製造の停止）後に継ぎ合わせを可能にするリターンユニット１０とを有している。このため、本発明によれば、該当する紡糸機構１に、サービスロボットが向かう必要はない。言い換えれば、（以下に）説明する紡糸機構１によって、糸の欠陥部分２３、または、糸２の切断を検出した後、独立した継ぎ合わせ処理が可能となる。

以下では、図２から図９を参照して説明する。
これらの図において明らかとなるように、通常の紡糸処理中には、糸２は、引き出しデバイス６によって紡糸ユニット５から引き出され（必ずしも図示されている位置に配置される必要はない）、糸モニタ２１によって監視される。引き出しデバイス６から引き出された後、糸２は、好ましくは空気圧によって動作する糸ストレージ７を途切れることなく通り抜ける。このため、糸ストレージ７は、たとえば、真空用動力源１８に接続された、糸取込み開口部２０を有する管状のストレージボリュームを含むと好適である。糸２は、真空に応じて生じる空気流によって糸ストレージ７の中にループ形状をなして引き込まれ、これにより、張力を保持することが可能となる。

糸２は、最終的に、ある特定の張力のもとで、糸２がスプール２２に巻き取られ得ることを確実なものとする糸ブレーキ１６を通り抜けることが好ましい（ある特定の状況のもとでは、糸ストレージ７がすでに糸２に対して特定の張力を及ぼしていることから、糸ブレーキ１６は省かれてもよい）。

糸２は、最終的に、（糸２のためのトラバースユニットを含むことが好ましい）巻き取りデバイス９によってスプール２２に巻き取られる。このうち、巻き取り速度は、糸ストレージ７の領域に配置されたセンサシステム８によって供給される測定値に応じてコントローラ１５によって調節されることが好ましい。センサシステム８は、たとえば、隣接する２つのセンサ１４を含んでいてもよく、これらのセンサ１４は、糸取込み開口部２０から互いに異なる距離で配置され、それぞれのセンサ１４の領域において糸２を検出することができる。

図１に示すように、このセンサシステム８が、糸のループが第１および第２のセンサ１４の間に位置することを示している場合、巻き取り速度が引き出しデバイス６の引き出し速度とほぼ一致していることを意味する。
図１に示すように、両方のセンサ１４が糸２を検出する場合、糸ストレージ７が過度に充填されていることから、巻き取り速度が引き出し速度より遅いことを意味する。この場合、コントローラ１５は、糸のループが再度２つのセンサ１４の間に位置するまで巻き取りデバイス９の巻き取り速度を上げる。また両方のセンサ１４が、（糸モニタ２１が糸２の存在を伝えているにもかかわらず）それらのセンサの領域に糸２がないことを示す場合には、糸ストレージ７が再度十分に充填されるまで（すなわち、糸のループが再度２つのセンサ１４の間に位置するまで）巻き取り速度を下げる必要がある。

糸２の切断が生じた場合、または、糸２の欠陥部分２３が見出された場合には、それぞれのイベントが糸モニタ２１によって検出され、紡糸機構１および／または紡糸機のコントローラ１５に伝達される。糸の欠陥部分２３が検出された場合、紡糸ユニット５は、糸２がもはや作り出されなくなるまで、意図的にシャットダウン（動作を停止）する。これと同時に、巻き取りデバイス９は、製造の停止によって生じる、巻き取り側における糸の先端１１が、糸ストレージ７の内部または糸ストレージ７と紡糸ユニット５との間に位置するように停止する（図３参照）。また、紡糸の動作中に糸２の切断が生じた場合、巻き取りデバイス９は、同様に、糸の先端１１が、停止した後の所定位置に確実に見出されるように即座に停止する。

いずれの場合においても、巻き取りデバイス９は、糸がちぎれた際に、糸の先端１１を完全に巻き取ること（このことは、継ぎ合わせ処理の前にスプールの表面を入念に調べなくてはならないことになる）を防止するため、可能な限り迅速に停止する。

図３は、巻き取りデバイス９の停止後における糸２の位置を示す。この図から明らかなように、糸の先端１１は、糸ストレージ７の内部に位置し、真空用動力源によって吸い込まれることにより張力が保持される（糸２は、自然な切断が生じた場合にも、同様の位置にあることとなるが、糸の欠陥部分２３が必ずしもこの部分にある必要はない）。

次のステップでは、糸分離ユニット１７（図３および図４参照）によって糸の欠陥部分２３を確実に分離するため、スプール２２による、ある特定の糸の部分の巻き戻しが行われる（スプール２２は、糸ブレーキ１６の機能が無効である場合に、逆方向にドライブされる）。さらに、糸の切断が生じた場合には、次の継ぎ合わせ処理の前に、糸２の先端部分を分離し、残りの糸２が所定の品質を保つことができるようにするのが合理的である。

次のステップでは、糸分離ユニット１７により、糸２における該当する（長い）先端部分の分離（図５参照）が行われるとともに、真空用動力源１８により、分離された糸の部分またはその部分に関連する廃棄部分の吸引（図６参照）、が行われる。

本発明による紡糸機構１は、最終処理としての必要な継ぎ合わせ処理を行うのに向けて、新たに作られた糸の先端１１を、紡糸機構１の領域に導いて戻すためのリターンユニット１０を有する。リターンユニット１０は、図１から図９の場合には、糸ストレージ７（とりわけ、糸ストレージ７の糸取込み開口部２０）から紡糸ユニット５（好ましくは、紡糸ユニット５の引き出し開口部）へ向けて広がるような空気流を生成し得る、エアジェット１２を含んでいる。

エアジェット１２が過度な圧力状態にあると、その間に糸ストレージ７から開放された糸の先端１１は、紡糸ユニット５の方向に吹き動かされる（「射られる」）ようになる。このため、引き出しデバイス６（該当する場合）は、糸の先端１１の飛行（移動）経路上に位置しない場所に移動する必要がある（このため図６では、２つの引き出しローラが互いから離されている）。リターンユニット１０によって支援（調整）される糸の復帰前または復帰中において、糸の先端１１と紡糸ユニット５との間の距離が、復帰前の糸ストレージ７の中に見出される糸の部分の長さよりも大きい場合、最終的に、紡糸ユニット５によって糸の先端１１が吸い込まれるように、糸の相応の量をスプール２２によって巻き戻す必要がある（図７参照）。

最終的に、引き出しデバイス６は、自身の動作位置に再移動し、継ぎ合わせ処理に必要な糸の部分がスプール２２から巻き戻され、これにより、糸の先端１１が、継ぎ合わせ処理をする（すなわち、繊維複合材料４および／または紡糸ユニット５によって、その時に作り出された糸の部分とつなぎ合わせをする）場所（たとえば、紡糸ユニット５の正面において見られる搬送方向）に位置し、糸ストレージ７が所望のレベルまで再度充填される（図９参照）。

継ぎ合わせ処理が完了すると通常の紡糸処理を再開することができるため、サービスロボットの使用は必要とならない。

最後に、図１０および図１１は、上記リターンユニット１０の代替実施形態を示したものである。
糸の先端１１の復帰は、すでに示されたエアジェット１２の代わりにまたはそれに加えて、機械的なリターン素子により、紡糸ユニット５の領域において達成されるようにすることも可能である。この場合、紡糸機構１は、たとえば、レバー組立体１３を有し得る。このレバー組立体１３は、回転軸に伝えて、図１１による糸の先端１１に動きをもたらすことも可能である（糸ストレージ７は、レバー組立体１３の動作中には、図１１に示されているループの形成を可能とするため、真空であってもよい。真空用動力源１８が糸ストレージ７から切り離されると、ループが最終的に開放され、下を向いている糸の先端１１が紡糸ユニット５に吸い込まれることになる）。

さらに、図１０および図１１は、糸ストレージ７が糸先端調整器（ｙａｒｎ ｅｎｄ ｐｒｅｐａｒａｔｏｒ）３をさらに特徴とし得ることを示している。この糸先端調整器３は、該当する糸の部分の分離の後に、次の継ぎ合わせ処理に向けて糸の先端１１を調整するために、糸の先端１１を処理する。本明細書では、繊維複合材料４である繊維と良好につながり得るように、（たとえば）撚りがほどかれてもよい。

最後に、これまでに説明した、糸ストレージ７における有利な実施形態を図１２に示す。同図より明らかであるように、１つまたは複数の噴射ノズル１９が糸ストレージ７の内部につながっていてもよい。また、噴射ノズル１９は空気の圧力源にもつながっており、これにより、糸取込み開口部２０から向きを変える方向に広がる空気流を生成することが可能である。この場合、図４および図５に示すような、糸２の巻き戻し処理中には、糸２、すなわち、糸の先端１１を引っ張る力が最終的に増えるため、糸を復帰する場合、この力は、スプール２２を逆方向に積極的にシフトすることを必要とせずに、スプール２２におけるドライブの機能を無効とするのに十分なものとすることが可能である。

本発明は、上記例示および説明された実施形態に限定されない。複数の特徴が別の実施形態の中で提供および説明されている場合であっても、たとえば、これら特徴の組み合わせを、特許請求の範囲の範疇において変更することが可能である。

１ 紡糸機構（紡糸点）
２ 糸
３ 糸先端調整器
４ 繊維複合材料
５ 紡糸ユニット
６ 引き出しデバイス
７ 糸ストレージ
８ センサシステム
９ 巻き取りデバイス
１０ リターンユニット
１１ 糸の先端
１２ エアジェット
１３ レバー組立体
１４ センサ
１５ コントローラ
１６ 糸ブレーキ
１７ 糸分離ユニット
１８ 真空用動力源
１９ 噴射ノズル
２０ 糸取込み開口部
２１ 糸モニタ
２２ スプール
２３ 糸の欠陥部分
Ｔ 搬送方向

Claims (21)

1. 紡糸機における紡糸機構（１）であって、
   前記紡糸機構（１）は、
   搬送方向（Ｔ）において前記紡糸機構（１）に供給された繊維複合材料（４）から糸（２）を作り出し、
   前記糸（２）を作り出すためのツールを有する紡糸ユニット（５）と、
   前記搬送方向（Ｔ）における前記紡糸ユニット（５）の下流に配置され、前記紡糸ユニット（５）から前記糸（２）を引き出すための引き出しデバイス（６）と、
   前記引き出しデバイス（６）の下流に配置され、前記糸の中間部分をストレージするための糸ストレージ（７）であって、前記糸ストレージ（７）の充填レベルを監視するためのセンサシステム（８）が配置された糸ストレージ（７）と、
   前記糸ストレージ（７）の下流に配置され、前記糸（２）を巻き取るための巻き取りデバイス（９）と、
   前記糸がちぎれた場合、前記糸ストレージ（７）の中に位置する前記糸の先端（１１）を前記紡糸機構（１）の領域に戻すことが可能なリターンユニット（１０）と、
   を少なくとも含むことを特徴とする紡糸機構。
2. 前記リターンユニット（１０）は、エアジェット（１２）を含み、
   前記エアジェット（１２）は、前記紡糸機構（１）に向かう空気流を生成することが可能なように構成されることを特徴とする請求項１に記載の紡糸機構。
3. 前記リターンユニット（１０）は、前記糸（２）と接触し得るレバー組立体（１３）から構成される、機械的に有効なリターン素子を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の紡糸機構。
4. 前記センサシステム（８）は、互いに間隔を置いて配置された少なくとも２つのセンサ（１４）を含み、
   各前記センサ（１４）は、それぞれの領域における糸（２）を検出することが可能なように構成されることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の紡糸機構。
5. 前記紡糸機構（１）は、コントローラ（１５）と動作可能に接続され、
   前記コントローラ（１５）は、前記巻き取りデバイス（９）による巻き取り速度を、前記センサシステム（８）により監視される前記糸ストレージ（７）の充填レベルに関する情報に応じて調節することが可能なように構成されることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の紡糸機構。
6. 前記紡糸機構（１）は、前記搬送方向（Ｔ）における前記糸ストレージ（７）の下流に配置される糸ブレーキ（１６）を含むことを特徴とする、請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の紡糸機構。
7. 前記紡糸機構（１）は、前記糸ストレージ（７）の領域に配置された糸分離ユニット（１７）を含むことを特徴とする、請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の紡糸機構。
8. 前記糸ストレージ（７）は、真空用動力源（１８）に接続されていることを特徴とする、請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の紡糸機構。
9. 前記糸ストレージ（７）は、少なくとも１つの噴射ノズル（１９）を有し、
   前記噴射ノズル（１９）は、前記糸ストレージ（７）の糸取込み開口部（２０）から向きを変える方向に向かう空気流を前記糸ストレージ（７）の中に生成することが可能なように構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項８の何れか１項に記載の紡糸機構。
10. 前記紡糸機構（１）は、前記糸ストレージ（７）の領域に、次の継ぎ合わせ処理を行う前に前記糸の先端（１１）を処理するための糸先端調整器（３）を有することを特徴とする請求項１〜請求項９の何れか１項に記載の紡糸機構。
11. 前記紡糸機構（１）は、請求項１２〜請求項２１の何れか１項に記載の紡糸機構を動作させるコントローラ（１５）と動作可能に接続されていることを特徴とする、請求項１〜請求項１０の何れか１項に記載の紡糸機構。
12. 紡糸機における紡糸機構（１）を動作させるための方法であって、
    前記紡糸機構（１）は、
    搬送方向（Ｔ）において前記紡糸機構（１）に供給された繊維複合材料（４）から糸（２）を作り出し、紡糸動作中に、
    前記紡糸機構（１）において作り出される前記糸（２）が、引き出しデバイス（６）により前記紡糸機構（１）から引き出され、
    引き出された前記糸（２）が少なくとも１つの物理パラメータに基づいて糸モニタ（２１）により監視され、
    引き出された前記糸（２）が糸ストレージ（７）を通り抜け、
    前記糸ストレージ（７）の充填レベルがセンサシステム（８）により監視され、
    前記糸（２）が、前記糸ストレージ（７）を通り抜けた後に巻き取りデバイス（９）により巻き取られ、
    前記巻き取りデバイス（９）の巻き取り速度が、前記糸ストレージ（７）における前記充填レベルに応じて調節されるように構成され、
    前記糸がちぎれた場合、前記糸（２）の先端部分が前記糸ストレージ（７）の中にとどまり、
    これに続き、前記紡糸機構の内部に配置される糸分離ユニット（１７）によって前記糸（２）の一部が分離され、
    このようにして新たに生じた前記糸の先端（１１）が前記紡糸機構の内部に配置されるリターンユニット（１０）によって前記紡糸機構（１）の領域に最終的に戻された後、継ぎ合わせ処理が行われるように前記巻き取りデバイス（９）を停止させる
    ことを特徴とする方法。
13. 前記糸の先端（１１）の復帰は、空気流、または、レバー組立体（１３）による機械的に有効なリターン素子によって行われることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
14. 前記糸（２）は、前記紡糸動作中に、前記糸ストレージ（７）と前記巻き取りデバイス（９）との間に配置された糸ブレーキ（１６）によって張力が保持されることを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の方法。
15. 前記糸ストレージ（７）における前記充填レベルは、前記紡糸動作中に、少なくとも１つのセンサ（１４）によって監視されることを特徴とする請求項１２〜請求項１４の何れか１項に記載の方法。
16. 前記糸がちぎれた後、前記巻き取りデバイス（９）が停止されている間または停止した後に、前記糸ストレージ（７）における糸取込み開口部（２０）から向きを変える方向に向かう空気流を前記糸ストレージ（７）の中に生成することを特徴とする請求項１２〜請求項１５の何れか１項に記載の方法。
17. 前記巻き取りデバイス（９）は、前記空気流の生成中に、前記巻き取りデバイス（９）によってドライブされるスプール（２２）から前記糸の一部を巻き戻すように構成され、
    前記巻き取りデバイスによって巻き戻される前記糸の長さに相当する長さの前記糸（２）は、前記糸ストレージ（７）から取られることを特徴とする請求項１２〜請求項１６の何れか１項に記載の方法。
18. 前記糸（２）の先端部分は、巻き戻し処理が完了した後に、糸分離ユニット（１７）によって残りの糸（２）から分離され、前記糸ストレージ（７）によって取り払われることを特徴とする請求項１２〜請求項１７の何れか１項に記載の方法。
19. 前記糸の先端（１１）は、糸先端調整器（３）によって機械的に処理された後に紡糸ユニット（５）の領域に戻されることを特徴とする請求項１２〜請求項１８の何れか１項に記載の方法。
20. 前記糸（２）が復帰されるまでの間に、前記搬送方向（Ｔ）と逆方向の空気流が前記紡糸ユニット（５）の内部で生成されることを特徴とする請求項１２〜請求項１９の何れか１項に記載の方法。
21. 前記紡糸機構（１）は、請求項１〜請求項１０の何れか１項に記載の紡糸機構であることを特徴とする請求項１２〜請求項２０の何れか１項に記載の方法。

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