JP2019073844A - リング精紡機を動作させるための方法または装置 - Google Patents

リング精紡機を動作させるための方法または装置 Download PDF

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Abstract

【課題】本発明は、リング精紡機の駆動ベルトのベルト張力を監視するための方法または装置であって、前記リング精紡機は、複数の紡績ユニットを有し、前記紡績ユニットのスピンドルは、紡績動作中に循環式の接線ベルトによって摩擦接続的に駆動される、方法または装置に関する。【解決手段】本発明によれば、前記接線ベルトのベルト張力が、前記リング精紡機の機械制御部に接続されたセンサ装置によって監視され、前記センサ装置によって検出されたベルト張力データが、前記機械制御部において処理され、ディスプレイを介して視覚化される。【選択図】図2

Description

本発明は、リング精紡機の駆動ベルトのベルト張力を監視するための方法または装置であって、前記リング精紡機は、複数の紡績ユニットを有し、前記紡績ユニットのスピンドルは、紡績動作中に循環式の接線ベルトによって摩擦接続的に駆動される、方法または装置に関する。
複数の紡績ユニットを有し、前記紡績ユニットのスピンドルが循環式の接線ベルトによって摩擦接続的に駆動されるような精紡機は、繊維産業において以前から知られている。
このような複数のユニットを有する精紡機、例えばリング精紡機は、通常、複数の同一の作業ユニットを有し、これらの作業ユニットは、機械長手方向軸線の両側に相互に隣接して配置されており、これらの作業ユニットの作業機構は、機械長の循環式の無限牽引手段を介して一緒に駆動される。
リング精紡機の場合、個々の作業ユニットには、例えば自由に回転可能に支持されたスピンドルが設けられており、多数のスピンドルための駆動手段として、機械長の循環式の接線ベルトが使用されることが多い。接線ベルトは、例えば機械のほぼ中央に配置された、周波数変換器に接続されたスピンドル駆動部の駆動ホイールの上を走行し、繊維機械の角部ではそれぞれ偏向ローラによって案内されている。
紡績動作中に循環式の接線ベルトによるスピンドルのワーブの確実な連行を保証するために、接線ベルトが常に十分に高い接触圧力でスピンドルのワーブに当接することを保証しなければならない。
ベルト張力が低すぎる場合には、いわゆる緩動スピンドル(Schleicherspindel)が発生する危険性が存在するので、機械長の接線ベルトは、例えば常に十分に高いベルト張力を有するべきである。すなわち、ベルト張力が低すぎる場合には、スピンドルの駆動ワーブにおいて、スピンドルの適正な摩擦連行をもたらす接線ベルトの接触圧力が低すぎることとなり、その結果、これらのスピンドルの回転数が、リング精紡機の所定の回転数レベル未満に低下することとなる。
このような緩動スピンドル上で作成された糸材料は、後続の処理のためにはほとんど使用不可能であることが多いので、このような緩動スピンドルの発生を、種々の手段によってできるだけ阻止することが以前から努力されている。
例えば、リング精紡機の循環式の接線ベルトの領域に手動操作可能な張力付与装置を設けることは以前から一般的である。このような手動操作可能な張力付与装置は、通常は常に、接線ベルトのベルト張力が若干低下していると操作員が判断したときに操作員によって操作されるか、または、張力付与装置の操作が、ルーティンとして所定の時間計画に従って実施される。
しかしながら、このような張力付与装置は、紡績動作全体にわたって接線ベルトのベルト張力が常に最適に調整されていることを保証することはできず、また、このような張力付与装置に基づいて、紡績動作中のベルト張力の推移がどのようであったかを後の時点に追跡することもできない。すなわち、操作員は、例えば繊維機械のベルト張力がいつどのような値をとるのかを確認することができないのである。
したがって、繊維産業では、リング精紡機との関連において、繊維機械の全動作期間にわたって常に、スピンドルを駆動する接線ベルトを比較的高いベルト張力で動作させることが普及している。しかしながら、実際には、ベルト張力が高すぎると、駆動装置の駆動軸および偏向軸ならびに接線ベルト自体に不必要に高い負荷がかかるだけでなく、リング精紡機のエネルギ消費量も増大してしまう。
さらに、一般的な機械工学においても繊維産業においても、ベルトまたは織物の張力を測定するための方法および装置が公知である。
例えば、独国特許出願公開第19616574号明細書(DE19616574A1)には、自動車との関連において、自動車のエンジンのベルトプーリの周りに巡らされた駆動ベルトの張力が、この駆動ベルトの共振振動周波数に基づいて求められる方法が記載されている。
欧州特許出願公開第0100394号明細書(EP0100394A1)によれば、織機の経糸張力を測定および制御するための方法が公知である。この公知の方法では、測定原理として、経糸束に沿った横方向のたわみの伝搬速度が使用される。すなわち、励振器がたわみを発生させ、このたわみが相応の時間間隔の後に検出器に到着する。
欧州特許出願公開第0100394号明細書(EP0100394A1)に記載されているように、好ましくは1つの織機につき複数の励振器および検出器を設けることも可能である。しかしながら、同特許文献は、求められた経糸張力値が何らかの方法で操作員に可視化されるかどうかについて何ら示唆を含まない。
さらに、独国特許出願公開第3940923号明細書(DE3940923A1)には、通常のように、複数の作業ユニットを有する精紡機が記載されている。作業ユニットには、障害の発生時に対応する障害信号を出力する信号発生器が対応付けられる。信号発生器は、表示装置を有する精紡機の機械制御部に接続されており、この表示装置は、いわゆる障害信号評価装置に接続されている。障害信号評価装置は、障害信号に基づいて、所定の制御プロセス、例えば精紡機の通常のスイッチオフプログラムまたは緊急スイッチオフプログラムを開始する。
上述した方法または装置は、実際に十分に実証されてはいるが、一部では非常に手間がかかり、ひいては高コストである。リング精紡機の駆動ベルトのベルト張力の監視との関連において、公知の方法および装置は、制限的にしか使用することができず、十分に改善の余地がある。
独国特許出願公開第19616574号明細書 欧州特許出願公開第0100394号明細書 独国特許出願公開第3940923号明細書
上述した従来技術を起点として、本発明の基礎となる課題は、リング精紡機の全動作時間にわたって、機械長の接線ベルトのベルト張力の確実な監視を簡単に保証し、かつ、操作員に可視化するような方法または装置を開発することである。
上記の課題は、本発明によれば、前記接線ベルトのベルト張力を、前記リング精紡機の機械制御部に接続されたセンサ装置によって監視し、前記センサ装置によって検出されたベルト張力データを、前記機械制御部において処理し、ディスプレイを介して視覚化することによって解決される。
本発明に係る方法、および、当該方法を実施するための装置の有利な実施形態は、従属請求項の対象である。
本発明に係る方法は、操作員が、リング精紡機の現在のベルト張力データに関する情報を常に受け取り、ディスプレイ上に可視化された表示を考慮しながら、ベルト張力データが紡績コップを適正に製造するための設定可能な最適な範囲内に常に維持されるようにすることが可能となるという利点だけではなく、リング精紡機に関して所定の時点にどのようなベルト張力データが存在していたかを、操作員が必要に応じていつでも後から確認することが可能となるという利点も有する。すなわち、例えば接線ベルトが経年変化に起因して伸びたことが理由で、リング精紡機において近いうちに所定のベルト張力データをもはや維持することができなくなる危険性が存在する場合には、操作員が適時に接線ベルトの交換を開始することが可能となる。さらに、必要に応じて、機械制御部に保存されたベルト張力データから、故障の可能性のある紡績コップに関する推測を引き出すことが可能となる。
有利な実施形態では、前記機械制御部は、前記接線ベルトの前記ベルト張力データが設定可能な最小値または設定可能な最大値に到達しそうであると判断した場合に、反応を開始する。すなわち、前記機械制御部は、操作員にとって知覚可能な警報装置が起動されるようにする。
実際には、機械制御部は、例えば光学信号に基づいて、例えば比較的目立つ点滅灯によって、操作員による介入が勧告されていることを指示する。しかしながら、この警告を、手動による介入ができるだけ迅速に行われるべきであるというサインとして操作員によって同様に理解される音響信号の形態で実施することも可能である。すなわち、操作員は、警告信号に基づいて、接線ベルトの張力を例えばベルト張力付与装置を用いて若干増加させるように促される。
このようなベルト張力付与装置は、通常、摺動可能に支持されたベルトプーリを有し、このベルトプーリを、手動でまたは電気的な調整駆動部を用いて、規定されたように配置することができる。このような公知のベルト張力付与装置は、高い信頼性だけでなく優れた機能性においても優れている。
しかしながら、別の実施形態では、前記機械制御部は自発的に、必要に応じて前記リング精紡機が即座に自動的にオフにされるようにすることもできる。このような場合には、リング精紡機が、常に自身の接線ベルトの適正なベルト張力によってのみ動作されることが確実に保証されている。
有利な実施形態ではさらに、前記機械制御部は、前記リング精紡機の紡績動作中および玉揚げ工程中の両方において前記ベルト張力データを記録する。このようにして問題なく、操作員が必要に応じて接線ベルトのベルト張力データを、接線ベルトの全寿命期間にわたって空白期間なく追跡することが可能となり、この場合には例えば、後続の接線ベルトの動作に関する推測を引き出すことが可能となる。
別の有利な実施形態では、前記リング精紡機の前記紡績動作中、前記接線ベルトの最大ベルト張力値、最小ベルト張力値および平均ベルト張力値と、前記リング精紡機のリングレールの位置とが、前記ディスプレイ上に表示される。すなわち、操作員は、ディスプレイ上に表示されたベルト張力値に基づいて、いつでも接線ベルトの走行挙動に関する推測を容易に引き出すことができ、場合によっては即座にベルト張力に補正介入することが可能となる。
本発明に係る方法を実施するための装置は、センサ装置を有し、前記センサ装置は、リング精紡機の接線ベルトのベルト張力を監視し、機械制御部に接続されており、前記機械制御部は、検出されたベルト張力データを処理し、前記接線ベルトの前記ベルト張力データを可視化することができるディスプレイを有する。
すなわち、操作員は、リング精紡機の現在のベルト張力データに関していつでも通知され、ディスプレイ上に可視化された表示を考慮しながら、ベルト張力データが紡績コップを適正に製造するための設定可能な最適な範囲内に常に維持されるように常に即座に手配することが可能となるだけではなく、例えば接線ベルトが経年変化に起因して伸びたことが理由で、リング精紡機において近いうちに所定のベルト張力データをもはや維持することができなくなる危険性が存在する場合には、操作員が適時に接線ベルトの交換を手配することも可能となる。さらに、操作員は、リング精紡機に関して所定の時点にどのようなベルト張力データが存在していたかを、操作員が後から確認することも可能となり、機械制御部に保存されたこのベルト張力データから、故障の可能性のある紡績コップに関する推測を引き出すことも可能となる。
別の有利な実施形態では、前記センサ装置は、ロードセルに対応する、移動可能に支持された偏向ローラを有する。すなわち、紡績動作中に、移動可能に支持された偏向ローラが、リング精紡機の接線ベルトのその時々のベルト張力に基づいて配置され、これをロードセルが記録して、対応する信号に変換し、この信号がリング精紡機の機械制御部に転送される。
別の有利な実施形態では、前記ロードセルに測定値増幅器が接続されており、前記測定値増幅器は、前記リング精紡機の前記機械制御部に接続されている。すなわち、ロードセルによって開始された信号は、後置接続された、ディスプレイが装備されたリング精紡機の機械制御部に信号が転送されるように、そしてそこで適正に処理され得るように、まず始めに測定値増幅器において処理される。機械制御部のディスプレイ上には、ロードセルによって検出されたベルト張力値が操作員のために可視化される。
本発明のさらなる詳細は、図面に基づいて以下で説明される実施例から理解することができる。
リング精紡機の作業ユニットのスピンドルを摩擦接続的に駆動するための循環式の接線ベルトと、接線ベルトのベルト張力を監視するための、リング精紡機の機械制御部に接続されたセンサ装置とを有するリング精紡機の概略平面図である。 ディスプレイが装備された、リング精紡機の機械制御部と、機械制御部に接続されたセンサ装置との拡大図である。 リング精紡機の紡績動作中に発生した、接線ベルトに関する種々のデータが視覚化されている、リング精紡機の機械制御部の領域に配置されたディスプレイを示す図である。 リング精紡機の紡績動作中に発生した、接線ベルトのさらなるベルト張力データが視覚化されている図3のディスプレイを示す図である。 リング精紡機における玉揚げ工程中に発生するようなベルト張力データを有する図3のディスプレイを示す図である。
図1は、リング精紡機1を非常に概略的な平面図で示し、リング精紡機1のスピンドル2は、循環式の接線ベルト3によって摩擦接続的に駆動される。このようなリング精紡機1は、両方の機械長手方向側に複数の作業ユニットを有し、これらの作業ユニットには、それぞれこのようなスピンドル2が設けられている。これらのスピンドル2上では、公知のように、したがって、詳細には説明しないが、いわゆるリング紡績コップが製造され、これらのリング紡績コップは、比較的少量の糸材料を有し、したがって、下流の製造工程においていわゆる自動綾巻きワインダ上で綾巻きパッケージに巻き返される。
このようなリング精紡機1のスピンドル2は、自由に回転可能に支持されており、循環式の接線ベルト3によって摩擦接続的に駆動され、この循環式の接線ベルト3は、それぞれスピンドル2の駆動ワーブを加圧する。スピンドル2のワーブに対する接線ベルト3の所定の接触圧力を保証するために、通常、スピンドル2同士の間にさらにいわゆる加圧ローラ4が設けられており、これらの加圧ローラ4は、好ましくは2つ1組で1つのばね要素19に配置されており、若干の圧力で循環式の接線ベルト3に当接する。
図示された実施例では、機械長の接線ベルト3は、一周する間に、それぞれ機械の角部に配置された4つの偏向ローラ5と、スピンドル駆動部6のモータ軸上に配置された駆動ホイール7と、ベルト張力付与装置27のベルトプーリ8との上を走行する。ベルトプーリ8は、線形に調整可能に支持されており、操作員によって手動で調整することができるか、または、本実施例において図示されるように、好ましくは電気モータ駆動部11として構成された調整駆動部10によって調整することができる。ベルトプーリ8は、例えばスクリュー駆動部9を介して電気モータ駆動部11に接続されている。ベルト張力付与装置27の調整駆動部10は、このような場合にはさらに、制御線路20を介してリング精紡機1の機械制御部13に接続されている。
接線ベルト3のベルト張力を監視するために、さらに、ロードセル15が装備されたセンサ装置12が設けられており、このセンサ装置12もまた、信号線路21を介してリング精紡機1の機械制御部13に接続されており、機械制御部13は、見て取れるようにディスプレイ23を有する。
実際には、リング精紡機1の多数のスピンドル2を複数の接線ベルト3を介して駆動することが一般的であり、これらの接線ベルト3自体は、それぞれ別個のスピンドル駆動部6によって加圧される。すなわち、最大で2000個以上ものスピンドル2を有する現代のリング精紡機1は、多くの場合、最大で18個のスピンドル駆動部6を有しており、その場合、これらの18個のスピンドル駆動部6自体は、接線ベルト3を介してそれぞれ96〜120個のスピンドル2を駆動する。
図1に図示されたセンサ装置12の配置も、1つの可能な実施例に過ぎない。すなわち、センサ装置12を、図1に図示されているように接線ベルト3の右上の偏向角部の領域に配置する必要は決してなく、接線ベルト3の他の偏向角部のうちの1つの領域にも問題なく配置することができる。
図2には、接線ベルト3のベルト張力を監視するためのセンサ装置12が拡大図で示されている。図示されているように、保持プレート18と、固定装置14、例えばねじボルトとを介してリング精紡機1のスピンドルレール(図示せず)に接続されたセンサ装置12は、ロードセル15に対応する、移動可能に支持された偏向ローラ5を有する。ロードセル15は、測定値増幅器22が挿入された信号線路21を介してリング精紡機1の機械制御部13に接続されている。偏向ローラ5は、ホルダ16に配置されており、ホルダ16自体は、軸17を中心として限定的に回転可能に支持されている。
リング精紡機1の動作中には、偏向ローラ5は、所定のベルト張力が付与された循環式の接線ベルト3を介して常にロードセル15の方向に加圧され、これをロードセル15が記録して、対応する電気信号Sに変換する。ロードセル15は、接線ベルト3の走行方向にかかわらず、接線ベルト3のベルト張力の変化を即座に記録するように構成されている。すなわち、リング紡績コップがS撚りで製造されるか、または、Z撚りで製造されるかにかかわらず、ロードセル15によって接線ベルト3のベルト張力が常に確実に監視される。
ロードセル15の電気信号Sは、信号線路21を介してリング精紡機1の機械制御部13に転送される前に、まず始めに測定値増幅器22において処理される。見て取れるように、機械制御部13は、ディスプレイ23を有し、ディスプレイ23上には、ロードセル15によって記録されて機械制御部13において処理された接線ベルト3のベルト張力データが、図3、図4および図5に基づいてより詳細に後述するように複数の異なる方法で視覚化される。
図3には、例えば、機械制御部13のディスプレイ23上でデータを視覚化するための第1の可能性が示されている。見て取れるように、ディスプレイ23は、とりわけ接線ベルト3のベルト張力を監視するために使用される対象物を示す。この場合、ディスプレイの中央に、例えばセンサ装置12の画像が示されている。左側には、例えば接線ベルト3の設定値に関する種々のデジタル表示40〜43が示されており、その一方で、右側には、ベルト張力の制限値に関するデジタル表示44〜47が示されている。さらに、棒グラフ24が示されており、この棒グラフ24は、複数の異なる測定範囲、すなわち本実施例では5つの上下に配置された測定範囲28〜32に分割されており、これらの測定範囲は、接線ベルト3のベルト張力に関連する。
参照符号28が付された上方の測定範囲では、例えば明らかに高すぎるベルト張力値が示されており、すなわち、このベルト張力値は、この値に到達すると、例えば結果的な損傷を回避するためにも機械制御部13がリング精紡機1を即座にオフにするというようなベルト張力値である。
これより下に位置する、参照符号29が付された測定範囲は、いわゆる警告範囲である。この測定範囲29に記載されたベルト張力値も、若干高すぎる。リング精紡機1の機械制御部13は、ベルト張力値がこの測定範囲29に到達するとアラームを起動する。
中央の測定範囲30は、適正なベルト張力値、すなわち接線ベルト3が紡績動作中に有するべきベルト張力値を示す。
これより下に位置する測定範囲31は、再び警告範囲である。測定範囲31に記載されたベルト張力値は、若干低すぎる。したがって、リング精紡機1の機械制御部13は、ベルト張力値がこの測定範囲31に降下するとアラームを起動する。棒グラフ24の下方の端部は、さらに明らかに低いベルト張力値、すなわち、どのような場合であってもリング精紡機1の適正な動作がもはや不可能であるようなベルト張力値を指示する測定範囲32によって形成される。したがって、機械制御部13は、測定範囲32に到達するとリング精紡機1を即座にオフにする。
さらに、棒グラフ24に沿って移動可能な表示要素、例えば矢印25等によって、接線ベルト3の現在のベルト張力値が常にアナログで表示される。
ディスプレイの左側に示された表示40は、棒グラフ24に矢印25に基づいてアナログで示されている現在のベルト張力値をデジタル形式で示す。表示41は、所定の過去の期間中にベルト張力がどのように推移したかを曲線に基づいて示す。デジタル表示42,43は、それぞれ有利な補正係数を示すか、または、所定の較正値を表示する。
棒グラフ24の領域に示されたデジタル表示44〜47は、上で既に述べたように、接線ベルト3のベルト張力の複数の異なる制限値、すなわち機械制御部13の所定の反応が発生するベルト張力値を示す。図4および図5は、機械制御部13のディスプレイ23のさらなる視覚化の可能性を開示する。
図4は、グラフ33の表示を伴うディスプレイ23を示し、このグラフ33上には、紡績工程中の所定の期間にわたって、接線ベルト3の種々のベルト張力値の推移が示されている。
見て取れるように、グラフ33は、水平方向に位置するX軸と、垂直方向に配置されたY軸とを有する。X軸上には、紡績工程の時間経過が日で示されており、その一方で、垂直方向のY軸上には、接線ベルト3のベルト張力の値がNで表示されているか、または、リング精紡機1のリングレールの高さがmmで表示されている。
参照符号34が付された曲線34は、その時々の最大ベルト張力値の推移を示し、その一方で、曲線35によって、接線ベルト3のその時々の最小ベルト張力値の推移が示されている。曲線36は、対応して、接線ベルト3のその時々の平均ベルト張力値の推移を示す。さらに、曲線37によって、紡績工程中のリング精紡機1のリングレールの位置の推移が示されている。
図5は、グラフ33の表示を伴うディスプレイ23を示し、このグラフ33上には、リング精紡機1の玉揚げ工程中のベルト張力の推移が示されている。ここでもグラフ33は、水平方向に位置するX軸と、垂直方向に配置されたY軸とを有する。X軸上には、玉揚げ工程の時間経過が分で示されており、その一方で、垂直方向のY軸上には、ベルト張力の値がNで表示されている。曲線34は、玉揚げ工程中のベルト張力値の推移を示す。
1 リング精紡機
2 スピンドル
3 接線ベルト
4 加圧ローラ
5 偏向ローラ
6 スピンドル駆動部
7 駆動ホイール
8 ベルトプーリ
9 スクリュー駆動部
10 調整駆動部
11 電気モータ駆動部
12 センサ装置
13 機械制御部
14 固定装置
15 ロードセル
16 ホルダ
17 軸
18 保持プレート
19 ばね要素
20 制御線路
21 信号線路
22 測定値増幅器
23 ディスプレイ
24 棒グラフ
25 矢印
27 ベルト張力付与装置
28 測定範囲
29 測定範囲
30 測定範囲
31 測定範囲
32 測定範囲
33 グラフ
34 曲線
35 曲線
36 曲線
37 曲線
38 曲線
40 デジタル表示
41 表示
42 デジタル表示
43 デジタル表示
44 デジタル表示
45 デジタル表示
46 デジタル表示
47 デジタル表示
S 電気信号

Claims (9)

  1. リング精紡機(1)の駆動ベルトのベルト張力を監視するための方法であって、
    前記リング精紡機(1)は、複数の紡績ユニットを有し、前記紡績ユニットのスピンドル(2)は、紡績動作中に循環式の接線ベルト(3)によって摩擦接続的に駆動される、
    方法において、
    前記接線ベルト(3)のベルト張力を、前記リング精紡機(1)の機械制御部(13)に接続されたセンサ装置(12)によって監視し、
    前記センサ装置(12)によって検出されたベルト張力データを、前記機械制御部(13)において処理し、ディスプレイ(23)を介して視覚化する、
    ことを特徴とする方法。
  2. 前記機械制御部(13)は、前記接線ベルト(3)の前記ベルト張力データが設定可能な最小値または設定可能な最大値に到達しそうであると判断した場合に、反応を開始する、
    請求項1記載の方法。
  3. 前記機械制御部(13)は、操作員にとって知覚可能な警報装置が起動されるようにする、
    請求項2記載の方法。
  4. 前記機械制御部(13)は、前記リング精紡機(1)がオフにされるようにする、
    請求項2記載の方法。
  5. 前記機械制御部(13)は、前記リング精紡機(1)の前記紡績動作中および玉揚げ工程中の両方において前記接線ベルト(3)の前記ベルト張力データを記録する、
    請求項1記載の方法。
  6. 前記リング精紡機(1)の前記紡績動作中、前記接線ベルト(3)の最大ベルト張力値、最小ベルト張力値および平均ベルト張力値と、前記リング精紡機(1)のリングレールの位置とを、前記ディスプレイ(23)上に表示する、
    請求項5記載の方法。
  7. 請求項1記載の方法を実施するための装置において、
    リング精紡機(1)の接線ベルト(3)のベルト張力を監視するセンサ装置(12)が、前記リング精紡機(1)の機械制御部(13)に接続されており、
    前記機械制御部(13)は、検出されたベルト張力データを処理し、前記接線ベルト(3)の前記ベルト張力データを可視化することができるディスプレイ(23)を有する、
    ことを特徴とする装置。
  8. 前記センサ装置(12)は、ロードセル(15)に対応する、移動可能に支持された偏向ローラ(5)を有する、
    請求項7記載の装置。
  9. 前記ロードセル(15)に測定値増幅器(22)が接続されており、前記測定値増幅器(22)は、前記リング精紡機(1)の前記機械制御部(13)に接続されている、
    請求項8記載の装置。
JP2018195007A 2017-10-17 2018-10-16 リング精紡機を動作させるための方法または装置 Active JP7258511B2 (ja)

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