JP2019206437A - 巻き取りローラおよび取り外し装置にボビンを押圧する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】繊維機械（１）のワークステーション（２）において、クランプ装置（１１）を用いて、巻き取りローラ（１０）にボビン（９）を押圧する方法を提供する。【解決手段】巻き取り装置（１０）にボビン（９）を押圧するクランプ装置（１１）は、予め張力をかけることが可能なばね要素（１２）を有する。ばね要素（１２）の所望の予張力、または、所望の予張力を表す設定パラメータが特定され、ばね要素（１２）の予張力は、特定された所望の予張力に対応して設定される。繊維機械（１）のワークステーション（２）用の巻き取り装置（５）は、巻き取りローラ（１０）と、巻き取りローラ（１０）を押圧するためのボビン（９）と、クランプ装置（１１）とを備える。ボビン（９）を巻き取りローラ（１０）に押圧するためのクランプ装置（１１）は、予め張力をかけることが可能なばね要素（１２）と、ばね要素（１２）に動作可能に接続された電気モータ（１３）を含む調整要素と、を含む。クランプ装置（１１）は、ばね要素（１２）に特定の予張力をかけることが可能である。

Description

本発明は、クランプ装置を用いて、繊維機械のワークステーションの巻き取りローラにボビンを押圧する方法に関する。本発明は、さらに、巻き取りローラと、巻き取りローラおよびクランプ装置に押圧されるボビンと、を有する対応する巻き取り装置に関する。

従来技術では、さまざまな実施形態の巻き取り装置が知られている。例えば、空気圧シリンダーを用いてボビンを巻き取りローラに押圧するオープンエンド紡糸機が知られている。従来のオープンエンド紡糸機では、接触圧力を調整すべく、一般的に、すべてのワークステーションのシリンダーの圧力を一元的に調整可能である。その場合、ワークステーションごとに調整することは不可能である。

特許文献１の紡糸機では、操作中、ボビンは、空気圧シリンダーによって作動され、巻き取りローラに押圧される。そして、巻き取りローラに対するボビンの接触圧を個別に調整できるようにするために、引張ばねを含む圧力除去装置が巻き取り機のフレームに設けられている。オペレータ用の調整レバーが引張ばねに枢動可能に接続されているので、巻き取りフレームにおけるばね要素の動作方向が変更でき、それによって、ボビンの接触圧も変更できる。

ドイツ特許公開公報第１９５ ３４ ３３３号

本発明の目的は、巻き取りローラに対するボビンの接触圧を都合良く調整可能な巻き取り装置、および、ボビンへの押圧方法を提供することである。

この目的は、独立項に記載された特徴によって達成される。

繊維機械のワークステーションにおいて、巻き取りローラにボビンを押圧する方法では、ワークステーションのクランプ装置を用いて、ボビンが巻き取り装置に押圧される。対応する巻き取り装置は、巻き取りローラと、巻き取りローラに押圧されるボビンとを含む。巻き取り装置は、クランプ装置をさらに含む。

クランプ装置は、巻き取りローラにボビンを押圧するために予め張力をかけることが可能なばね要素を含む。この場合、予め張力をかけることが可能なばね要素の所望の予張力、または、ばねのたわみなどの所望の予張力を表す設定パラメータが特定され、特定の所望の予張力に相当するばね要素の予張力が設定される。

巻き取り装置のクランプ装置は、この目的に対応する調整要素を含み、調整要素は、特に、ばね要素に動作可能に接続された電気モータであり、この電気モータによって、ばね要素に特定の予張力をかけることができる。

予め張力をかけられたばね要素を用いて、ボビンが巻き取りローラに押圧されるので、従来技術とは異なり、操作中、クランプ装置に圧縮空気や電力を供給し続ける必要がない。これによって、ワークステーションごとにクランプ装置が必要な、ステーション単位で自動化された機械であっても、巻き取り装置を省エネモードで操作できる。特に、ばね要素によって、巻き取りローラにボビンを確実に押圧することができる。操作中であっても、ばね要素の予張力、および、巻き取りローラに対するボビンの接触圧がステーションごとの調整要素によっていつでも調整できることは、特に有利である。繊維機械の複数のワークステーションにおいて、ほぼ同一の条件を生み出すことができる。ばね要素の予張力を変更することで、接触圧を直接調整するので、接触圧は、ワークステーションにおける幾何学的条件とは無関係に調整できるか、または、方法もしくは巻き取り装置によってワークステーションにおける幾何学的条件を補償することができる。ボビンの接触圧は、従来技術では、幾何学的条件によって定められる特徴に常に従うのに対して、ボビンの移動中の任意の点で自由に調整されることができる。

ばね要素の予張力がクランプ装置の電気モータを用いて設定できれば特に有利である。このモータは、所望の予張力に従い、ばね要素の予張力を設定するための非常に高解像度で作動され得る。

この方法では、電気モータは、好ましくは、ばね要素に特定の予張力をかける距離制御によって作動される。この場合、電気モータは、ばね要素のばねのたわみ、および、ばね要素の予張力の大きさに応じて移動される。

したがって、予張力を表す設定パラメータが電気モータの移動距離であれば有利である。線形ばねの特性曲線では、電気モータの移動距離は、ばね要素の予張力と正比例するので、電気モータの移動距離は、ばね要素の動作方向と平行または同軸上にあれば有利である。

特定の有利な実施形態によれば、電気モータは、移動するステップ数に従ってばねの予張力を非常に精密に調整できるようなステッパモータ、特に、線形ステッパモータである。この場合、予張力を表す設定パラメータは、有利には、ステッパモータのステップ数である。

方法では、特定の予張力に従う予張力の設定が２段階で行われればさらに有利である。その場合、第１の段階において、クランプ装置によってボビンを巻き取りローラと接触させる、および／または、ばね要素を電気モータに動作可能に接続する。第１の段階では、ばね要素は、まだ完全に弛緩している。第２の段階において、ばね要素に予張力がかけられる。すると、ばね要素は、まず、第２の段階で予張力をもたらすための電気モータに動作可能に接続される。これによって、特定の予張力を正確に設定できる。したがって、巻き取り装置にとって、ばね要素と電気モータとの間の動作可能な接続が解除できれば有利である。

ボビンが巻き取りローラに接触しているか否か、および／または、ばね要素がクランプ装置に動作可能に接続されているか否かが検出されればさらに有利である。これによって、電気モータが制御された距離を移動する、または、ばね要素に予め張力をかける第２の段階の開始が正確に決定できる。巻き取り装置は、好ましくは、この目的に対応する検出装置を含む。巻き取りローラがボビンと接触すると、まず、ばねに予張力がかけられ、ばね要素に実際に動作可能に接続されてからのみ、電気モータは、制御された距離を移動する。これによって、電気モータの潜在的な自由移動、すなわち、ばね要素に動作可能に接続されていないことによって、ばね要素の予張力が不正確に設定されるのを避けることができる。また、巻き取りローラが摩耗するか、または、ボビンの直径が変化した場合であっても、さらなる調整作業なしに所望の張力を得られる。

ばね要素とクランプ装置、特に、電気モータとの間を動作可能かつ解除可能に接続すべく、電気モータのストローク要素とボビンの巻き取りアームとの間に設けられたスリーブ内にばね要素が伸張可能に配置されれば有利である。ばね要素は、好ましくは、渦巻ばねとして提供されるが、他の実施形態も可能である。本発明によれば、電気モータのストローク要素は、ばね要素に予め張力をかけるための軸方向運動を行う要素として理解される。例えば、ストローク要素は、コネクティングロッド、ギヤラック、親ねじなどの電気モータに接続される伝達要素、または、リニアモータの場合は、スライダーであり得る。

この場合、スリーブは、その軸方向に移動可能なようにストローク要素に接続され、巻き取りアームに固着されれば有利である。この場合、スリーブがストローク要素に対して移動可能であることによって、第１の段階でボビンが巻き取りローラに接触でき、第２の段階で、スリーブ内でばね要素を圧縮することによって、ばね要素に予張力をかけることができる。しかしながら、スリーブは、ストローク要素に固着され、巻き取りアームに移動可能に接続されてもよい。

より好適な実施形態では、ボビンの直径が増大するにつれ、ばね要素の特定された予張力、または、設定パラメータが減少すると有利である。これによって、ボビンの重量が増すほど、巻き取りローラに対するボビンの押圧力が増すのを抑制できる。

ボビンの移動中、つまり、ボビンの直径が増大しても、ボビンの接触圧がほぼ一定であるようにばね要素の予張力が特定され、その結果、その直径にわたって一定の特性を有するボビンにすることができる。

ばね要素の予張力の曲線、および／または、所望の予張力を表す設定パラメータが特定され、特定された曲線に従って電気モータが作動されれば特に有利である。その場合、曲線は、ボビンの接触圧がボビンの移動中ずっと、つまり、ボビンの直径が増大しても一定のままであるように特定されるか、または、別の実施形態では、曲線は、ボビンの移動中に変化する。これによって、ボビンの特性の影響を広範囲に及ぼすことが可能である。

本発明のさらなる好適な実施形態によれば、ボビンは、クランプ装置によって巻き取りローラから離れるように持ち上げられるか、または、巻き取り装置のクランプ装置によって、巻き取りローラから離れるように持ち上げられることができる。この場合、電気モータは、ボビンを持ち上げて戻すためと、ばね要素に予め張力をかけるためのどちらにも用いられる。

本発明のさらなる利点は、以下の実施例に記載される。

繊維機械のワークステーションの概観を示す概略図である。 巻き取り装置を示す部分概略図であり、ばね要素に予張力がかけられている。 図１の巻き取り装置の部分概略図であり、ばね要素に予張力がかけ始められたばかりの状態を示す。 図１の巻き取り装置の部分概略図であり、ボビンが巻き取りローラに押圧されている。

図１は、繊維機械１のワークステーション２の概観を示す概略図である。本明細書に記載の繊維機械１は、紡糸機であり、通常、紡糸要素８、ここでは、繊維材料７が供給される紡糸ロータを備える。繊維材料７は、紡糸要素８内で紡がれて糸４にされ、取り出し装置３によって取り出される。取り出し装置３から取り出された後、糸４は、任意で、品質センサまたはワックス装置などのさらなる要素を通過し、最終的に、巻き取り装置５によってボビン９に巻かれる。

巻き取り装置５は、巻き取り装置５の速度で駆動するために周知の方法で固定位置に支持される巻き取りローラ１０と、巻き取りローラ１０対して押圧され、任意で巻き取りローラ１０から離れるように持ち上げられることができるボビン９とを有する。クランプ装置１１は、巻き取りローラ１０にボビン９を押圧するために設けられ、図では概略だけ示されている。このような巻き取り装置５では、ワークステーション２の状態を調整できるようにすべく、巻き取りローラ１０に対するボビンの押圧力が調整できることが多くの場合望ましい。

図２は、巻き取りローラ１０と、ボビン９とを有する巻き取り装置５の部分概略図である。ボビン９は、クランプ装置１１によって巻き取りローラ１０に押圧され得る。図２の場合、ボビン９は、まだ巻き取りローラ１０に対して押圧されていない位置にあることが示されている。クランプ装置１１は、調整要素としての電気モータ１３を有し、繊維機械１（図示せず）の一部として概略的に示されているワークステーション２に支持されている。電気モータ１３は、電気モータ１３が作動されると、両矢印の方向に持ち上げ運動を行うストローク要素１５を有する。ストローク要素１５は、回転中心１７の周りを回転可能に支持された巻き取りアーム１６に接続され、それによって、ボビン９は、巻き取りローラ１０に押圧される。巻き取りアーム１６は、双腕レバーとして設けられ、第１のレバーアームによってボビン９が支持され、第２のレバーアームは、クランプ装置１１の電気モータ１３に接続される。しかしながら、片腕アームとしての巻き取りアーム１６を設けることも考えられる。

この場合、ストローク要素１５は、巻き取りアーム１６に直接接続されるのではなく、ばね要素１２を用いて接続される。この状況では、ストローク要素１５は、スリーブ内１４を移動可能に配置されたばね板１８に接続される。スリーブ１４は、巻き取りアーム１６に固着されるが、本例では枢動可能に固着される。また、この状況では、ストローク要素１５の持ち上げ運動によって生じた個別の構成要素の位置の変化を許容すべく、電気モータ１３は、繊維機械１またはワークステーション２に枢動可能に固着される。他のタイプの支持、または、電気モータ１３、スリーブ１４、および、巻き取りアーム１６間の接続も可能であることは言うまでもない。

スリーブ１４の部分図から明らかであるが、渦巻ばねであるばね要素１２は、スリーブ１４によって支持され、ばね板１８、および、前記モータ１３のストローク要素１５によって予張力がかけられる。この場合、スリーブ１４は、両矢印の方向に対応する、スリーブ１４の円筒体の長手方向の中心線によって定義されるその軸方向に移動可能なように、ばね板１８によってストローク要素１５に接続される。

この状況では、ストローク要素１５は、ストローク要素１５に接続されたばね板１８が電気モータ１３から第１の距離だけ離れている拡張位置にある。

図３は、ボビン９が巻き取りローラ１０と接触している状況を示す。一元的に駆動される巻き取りローラ１０に通常必要なように、ボビン９は、クランプ装置１１によって巻き取りローラ１０から離れて予め持ち上げられているので、ボビン９は、電気モータ１３を移動することによって図示された位置に配置される。電気モータ１３を移動させることによって、ストローク要素１５と、ストローク要素１５に接続されたばね板１８とが電気モータ１３の方向に移動する。この移動は、ばね要素１２およびスリーブ１４を介して巻き取りアーム１６に伝わり、ボビン９が巻き取りローラ１０に接触する。ストローク要素１５は、部分的に引っ込んだ位置にあり、ここでは、ストローク要素１５に接続されたばね板１８は、電気モータ１３から第１の距離より短い第２の距離だけ離れている。ここで、巻き取り装置５は、ボビン９が巻き取りローラ１０の表面に達していることを検出する。巻き取り装置５は、この目的に対応する検出装置を有する。検出装置は、例えば、近接スイッチ、接点スイッチ、または、クランプ装置１１の要素によって実現され得る。機械抵抗が大きくなることによって電気モータ１３の負荷角が突然大きくなるので、ボビン９が巻き取りローラ１０と接触したか否かを検出するために電気モータ１３の負荷角を用いることも考えられる。負荷角を認識することによる検出は、センサなしで実行でき、多くの場合電気モータのコントローラにすでに含まれている関数を表すので特に有利である。

ボビン９が巻き取りローラ１０と接触した後、所望の予張力を設定する第１の段階が完了する。第２の段階で、ボビン９が巻き取りローラ１０に接触したことが検出されるやいなや、ばね要素１２に予張力がかけられる。しかしながら、巻き取りローラ１０へのボビン９の接触を検出する代わりに、ばね要素１２の荷重を検出することも考えられる。その場合、ばね板１８に接触しているばね要素１２は、スリーブ１４内で軸方向隙間を有するよう、スリーブ１４内に配置される。ストローク要素１５が移動する場合、まず、自由に移動し、ばね要素１２は弛緩したままである。ばね要素１２がばね板１８と反対側のスリーブ１４の端面に達し、ばね要素１２と電気モータ１３との間に動作可能な接続が確立した場合のみ所望の予張力を設定する第２の段階が開始し、予張力が実際にばね要素１２にかけられる。この場合、上記したように、さまざまな方法で検出が行われ得るが、好ましくは、ばね要素１２がスリーブ１４に接触するやいなや起きる負荷角の突然の増大を検出する。この実施形態では、個別に駆動される巻き取りローラでは一般的であるように、ボビン９が巻き取りローラ１０から離れるように持ち上げられる必要がなければ特に有利である。

図４は、ばね要素１２に予張力がかけられた状態を示す。図４からわかるように、巻き取りローラ１０は、さらなる移動を不可能とすべく、ボビン９のストッパとなっているか、または、スリーブ１４の別の実施形態によれば、ばね要素１２のストッパとなる。ここでは、電気モータ１３またはストローク要素５のさらなる動作は、ばね要素１２の戻り力に対してのみ可能である。そして、巻き取りローラ１０とボビン９との接触、または、ばね要素１２とスリーブ１４との接触によって、ばね要素１２とクランプ装置１１の電気モータ１３との間に動作可能な接続が生じる。電気モータ１３またはストローク要素１５のさらなる動作によって、ばね要素１２に予張力がかかる。第２の段階では、電気モータ１３が制御された移動を行うので、ストローク要素１５の移動、および、ストローク要素１５の移動に比例するばね要素１２の予張力を非常に正確に設定できる。

特定の予張力をかけるためにクランプ装置１１にばね要素１２を備えることによって、ワークステーション２においてボビン９の所望の押圧力を精密に調整することが可能になる。その場合、巻き取り装置５が繊維機械１のそれぞれのワークステーション２で別々に押圧力を調整できるようにすることによって、繊維機械１の複数荷重を支障なく実現できる。個別のワークステーション２における条件への適応もさらに可能である。その場合、中央荷重装置（図示せず）によって複数のワークステーション２のボビン９に力をかけ、個々のワークステーション２に配置されたクランプ装置１１によって押圧力に微調整のみ加えることも本発明の範囲内である。本発明は、上記例示的実施形態に限定されない。添付の請求項に記載の特徴は、それらが異なる実施形態に記載されていても、組み合わせるなどの修正が可能である。

１ 繊維機械
２ ワークステーション
３ 取り出し装置
４ 糸
５ 巻き取り装置
７ 繊維材料
８ 紡糸要素
９ ボビン
１０ 巻き取りローラ
１１ クランプ装置
１２ ばね要素
１３ 電気モータ
１４ スリーブ
１５ ストローク要素
１６ 巻き取りアーム
１７ 作動レバーの回転中心
１８ ばね板

Claims (16)

1. 繊維機械（１）のワークステーション（２）において、クランプ装置（１１）を用いて、巻き取りローラ（１０）にボビン（９）を押圧する方法であって、
   前記巻き取りローラ（１０）に前記ボビン（９）を押圧する前記クランプ装置（１１）は、予め張力をかけることが可能なばね要素（１２）を有し、
   前記ばね要素（１２）の所望の予張力、または、前記所望の予張力を表す設定パラメータが特定され、前記ばね要素（１２）の前記予張力は、特定された前記所望の予張力に対応して設定される、
   方法。
2. 前記ばね要素（１２）の前記予張力は、前記クランプ装置（１１）の電気モータ（１３）を用いて設定される、請求項１に記載の方法。
3. 前記電気モータ（１３）は、リニアステッパモータを含むステッパモータであり、前記特定の予張力で前記ばね要素（１２）に荷重を与えるための距離制御によって作動される、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記特定された予張力に従う前記予張力の設定は、２段階で行われ、 第１の段階では、前記クランプ装置（１１）によって前記ボビン（９）と前記巻き取りローラ（１０）とを接触させる、および／または、前記ばね要素（１２）を前記電気モータ（１３）と動作可能に接続し、
   前記第１の段階では、前記ばね要素（１２）は完全に弛緩しており、
   第２の段階では、前記ばね要素（１２）には、前記予張力がかけられる、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記予張力を表す前記設定パラメータは、ステッパモータのステップカウントを含む前記電気モータ（１３）の移動距離である、請求項１〜４に記載の方法。
6. 前記ボビン（９）が前記巻き取りローラ（１０）と接触しているか否か、および／または、前記ばね要素（１２）が前記電気モータ（１３）に動作可能に接続しているか否かがセンサなしで検出される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記ばね要素（１２）の前記特定された予張力は、前記ボビン（９）の直径が増大するにつれて減少する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記ばね要素（１２）の前記予張力は、前記ボビン（９）の接触圧が前記ボビン（９）の直径が増大してもほぼ一定のままであるよう、特定される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記ばね要素（１２）の前記予張力の曲線、および／または、前記所望の予張力を表す前記設定パラメータが特定され、
   前記電気モータ（１３）は、前記特定された曲線に従って作動される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記ボビン（９）は、前記クランプ装置（１１）を用いて、前記巻き取りローラ（１０）から離れるように持ち上げられる、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
11. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法を実行するための、繊維機械（１）のワークステーション（２）用の巻き取り装置（５）であって、
    巻き取りローラ（１０）と、
    前記巻き取りローラ（１０）を押圧するためのボビン（９）と、
    クランプ装置（１１）と、を備え、
    前記ボビン（９）を前記巻き取りローラ（１０）に押圧するための前記クランプ装置（１１）は、予め張力をかけることが可能なばね要素（１２）と、前記ばね要素（１２）に動作可能に接続された電気モータ（１３）を含む調整要素と、
    を含み、
    前記クランプ装置（１１）は、前記ばね要素（１２）に特定の予張力をかけることが可能である、巻き取り装置（５）。
12. 前記電気モータ（１３）は、リニアステッパモータを含むステッパモータである、請求項１１に記載の巻き取り装置（５）。
13. 前記動作可能な接続は、解除できる、請求項１１または１２に記載の巻き取り装置（５）。
14. 前記巻き取り装置（５）は、センサレス検出装置を含む検出装置を備え、前記検出装置は、前記ボビン（９）が前記巻き取りローラ（１０）と接触しているか否か、および／または、前記ばね要素（１２）が前記クランプ装置（１１）に動作可能に接続されているか否かを検出する、
    請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の巻き取り装置（５）。
15. 前記ばね要素（１２）は、前記電気モータ（１３）のストローク要素（１５）と前記ボビン（９）の巻き取りアーム（１６）との間に設けられたスリーブ内に伸張可能に配置されている、
    請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の巻き取り装置（５）。
16. 前記ボビン（９）は、前記クランプ装置（１１）を用いて、前記巻き取りローラ（１０）から離れるように持ち上げられる、請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の巻き取り装置（５）。