JP2020045248A - 巻取り装置におけるパッケージを旋回させるための方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】手による大きな力の投入を必要とすることなしに、支持ローラまたは摩擦ローラに対するパッケージの旋回を可能にする、パッケージ取出しのための方法および装置を提供すること。【解決手段】パッケージ（２）は、支持ローラ（３）に載置され、糸（４）が巻き取られる巻管（５）は、それぞれ１つの収容装置を備えた２つの保持アームの間に回転可能に保持される。両保持アームは、旋回軸線（１１）を備えた共通の旋回アームに保持される。力測定装置（１２）を介して、支持ローラ（３）におけるパッケージ（２）の載置またはパッケージ（２）の自重によって少なくとも１つの保持アームに作用する力作用が測定される。手による力導入によって、この保持アームに力（Ｇ，Ｈ）がもたらされ、このとき力測定装置の評価によって、手によってもたらされた力（Ｇ，Ｈ）の力方向が確定され、かつ駆動装置によって旋回アームが力方向に相応して旋回させられる。【選択図】図４

Description

本発明は、巻取り過程の中断時に巻取り装置におけるパッケージを旋回させるための方法、および所属の巻取り装置に関する。パッケージは、支持ローラに載置されていて、かつ糸が巻き取られる巻管から形成される。巻管は、それぞれ１つの収容装置を備えた２つの保持アームの間に回転可能に保持され、かつ両保持アームは、旋回軸線を備えた共通の旋回アームに保持される。

このような巻取り装置は、種々様々な構造形式の繊維機械、例えば最終紡績機または巻取り機において使用される。このときパッケージ、もしくは巻管は、２つの保持アームの間に回転可能に支持されている。両保持アームはそれ自体、旋回軸線を備えた共通の旋回アームに保持されている。巻取り過程の開始時に巻管は、支持ローラに載置されていて、かつ駆動装置を介して回転させられ、これによって支持ローラと巻管との間に供給された糸が巻管に巻き取られ、かつパッケージが形成される。例えばプラスチックまたは紙のような種々様々な材料から成っていてかつ円筒形または円錐形の形状を有する、種々様々な形式の巻管が使用される。巻管は、サイドフランジを備えて形成されていても、またはサイドフランジを備えずに形成されていてもよい。糸は、巻取り中に綾振り装置を用いて巻管の長手方向軸線に沿って往復動させられ、これによって構造および形状において種々様々な形式の巻成体が形成される。巻管の駆動は、巻管収容装置のうちの少なくとも１つの巻管収容装置を回転させるモータを介して直接行われるか、または巻管に対して平行に配置された摩擦ローラを介して間接的に行われる。このとき摩擦ローラは、同時に支持ローラとして働く。摩擦ローラは、このときいわゆる溝付ドラムとして形成されていてよい。溝付ドラムは、糸ガイドを備えており、この糸ガイドは、スリットにおいて溝付ドラムの回転によって、糸が往復動させるように案内される。巻管の直接的な駆動時には、糸の綾振りは、別体の綾振りユニットと、別体の支持ローラを介した巻管の支持とによって行うことができる。このとき糸は、支持ローラと巻管との間、もしくは既に巻管に存在している糸との間においてクランプされ、かつこれによって巻管に巻き取られる。

巻取り過程によって、発生するパッケージの直径は、巻管に巻き取られた糸によって連続的に増大する。その結果、支持ローラと巻管の長手方向軸線との間における間隔が増大し、これは、旋回アームの旋回軸線を中心にした保持アームの運動によって補償される。しかしながら巻取り過程によって、支持ローラまたは摩擦ローラに載置されているパッケージの自重も増大する。これによってパッケージの表面に作用する圧着力が高まる。この圧着力があまり大きくならないようにするために、例えば欧州特許出願公開第１８２０７６４号（EP 1820764 A2）に開示された従来技術に基づいて、圧着力をほぼ一定のレベルに保つカウンタウエイトを使用することが公知である。巻取り過程の終了後に、完成したパッケージは、支持ローラまたは摩擦ローラから持ち上げられ、これによってパッケージを保持アームから取り外して、新しい巻管と交換することができる。パッケージのこの持上げは旋回アームの旋回過程によって実現される。この旋回過程は、従来技術によれば、保持アームのうちの少なくとも１つの保持アームに取り付けられたレバーを介して、手によって行われる。手による持上げを促進するために、手による力の負担をカウンタウエイトの使用によって減じることができる装置が公知である。

パッケージ取出しのための公知の構成および方法における欠点としては、手による大きな力が使用されねばならない、またはパッケージの持上げのために高価な装置が必要であるということがある。このとき考慮すべきことは、満管のパッケージは、２５ｋｇに至るまでの自重を有することがあり、このような自重を持ち上げねばならないということである。

ゆえに本発明の課題は、手による大きな力の投入を必要とすることなしに、支持ローラまたは摩擦ローラに対するパッケージの旋回を可能にする、パッケージ取出しのための方法および装置を提供することである。

この課題は、独立請求項に記載の特徴を備えた方法および装置によって解決される。

巻取り過程の中断時に巻取り装置におけるパッケージを旋回させるための方法であって、このときパッケージは、支持ローラに載置されていて、かつ糸が巻き取られる巻管に形成され、かつ巻管を、パッケージフレームにおいてそれぞれ１つの収容装置を備えた２つの保持アームの間に回転可能に保持し、かつ両保持アームを、旋回軸線を備えた共通の旋回アームに保持する、方法が提案される。力測定装置によって、支持ローラにおけるパッケージの載置またはパッケージの自重によって少なくとも１つの保持アームに作用する力作用が、測定される。手による力導入によって、この保持アームに力がもたらされ、このとき力測定装置の評価によって、手によってもたらされた力の力方向が確定され、かつ駆動装置によって旋回アームが力の方向に相応して旋回させられる。

巻取り装置を備えた今日の機械は、駆動ユニットの監視装置を含む制御装置を備えている。駆動装置の調節と測定された力作用とによって、内部にパッケージが存在しているパッケージフレームがいかなる位置にあるかが、制御装置においていつでも分かる。故障に基づいて、またはパッケージが満管であり、かつ交換されねばならないことに基づいて、いまや巻取り過程が中断され、かつ手による力作用が、保持アームのうちの１つの保持アームに、ひいてはパッケージフレームに加えられる場合に、このことは制御装置によって、力測定装置からの力の大きさの変化に基づいて認識される。パッケージが、パッケージが支持ローラに載置されていて、かつ手による作用によって測定された力が変化する状況にある場合には、制御装置は、力変化に基づいて力作用の方向を確認し、かつ確認された力作用方向へのパッケージフレームの旋回運動を発動させる。操作員が手によって、パッケージフレームを持ち上げることによってパッケージフレームに作用する場合、制御装置を始動させるためには既に数グラムの持上げ力で十分であり、これによってパッケージフレームは、かつこれによってパッケージは旋回運動によって支持ローラから持ち上げられる。先行する巻取り過程から制御装置は、パッケージの自重を同様に認識するので、手による力作用が自重の僅かな部分を相殺させる限り、旋回運動を維持することができる。手による力作用が消滅するや否や、その代わりに制御装置が旋回運動を維持するようになり、これによってパッケージフレーム、ひいてはパッケージは得られた位置においてしっかりと保持される。これに対する前提条件が、旋回運動のための駆動装置の相応の構成である。しかしながらこのような構成は、例えば、相応のブレーキまたはセルフロック式の伝動装置を備えて構成された空気力式の駆動装置または電気式の駆動装置のような従来技術に基づいて公知である。満管のパッケージの取出し後、および空の巻管の挿入後に、相応の方向への手による僅かな力作用によって、支持ローラに向かってのパッケージフレームの旋回運動が発動される。

好ましくは、手による力導入が続く限り、旋回アームは旋回させられる。これによってパッケージのそれぞれの任意の位置を、相応に所望の運動方向への簡単な軽い押圧によって得ることができる。好ましくは、制御装置はパッケージを自動的に、支持ローラに向かっての旋回運動時に作動位置にもたらす。パッケージまたは巻管が、支持ローラに向かっての旋回運動時に支持ローラに載置されることによって、載置によって条件付けられて力作用はその方向を反転させ、制御装置は、作動位置が得られたことを認識する。このことに基づいて、支持ローラに向かっての旋回運動のためには単に短時間の手による力作用だけを導入することが可能である。それというのは、このことは、巻取り装置の作動位置を自動的に得ることを既に開始するからである。

好ましくは、パッケージが支持ローラに載置されている場合に、巻取り過程の継続が行われる。パッケージもしくは巻管が支持ローラに載置されていない限り、制御装置によって巻取り過程の開始は遮断される。これによって、糸がコントロールされずに巻き取られることが、阻止されるようになっている。

さらに、巻管に糸を巻き取るための巻取り装置であって、旋回軸線を備えた旋回アーム、旋回アームに回動不能に配置されていてかつ互いに間隔をおいて平行に延びている２つの保持アーム、保持アームの、旋回アームとは反対側の端部に回転可能に配置された、巻管のためのそれぞれ１つの収容装置、および巻管を支持するための支持ローラが設けられている、巻取り装置が提案される。このとき旋回軸線を中心にして旋回アームを移動させるための駆動装置が設けられており、かつ保持アームのうちの少なくとも１つの保持アームが、保持アームに作用する力を測定するための力測定装置を有している。同様に、保持アームのうちの少なくとも１つの保持アームは、手による力導入のための確定された箇所を有しており、かつ制御装置が設けられていて、このとき制御装置によって、手による力導入の力方向に基づいて、旋回軸線を中心にした旋回アームの運動の方向が確定されている。

綾振り装置を介して糸は、巻管に巻き取られ、かつパッケージが形成され、これによってパッケージはその直径を増大させる。支持ローラにパッケージが載置されていることによって、パッケージフレームは、自動的に旋回軸線を中心にして支持ローラから離反する方向に旋回させられる。巻取り過程中に糸は、巻管、もしくは巻管に既に巻き取られた糸と、支持ローラとの間においてクランプされるので、巻管においては密に接触している巻成体が生ぜしめられる。このときにもたらされるクランプ力は、巻取り過程中に大きくなるパッケージの自重によって常に増大する。クランプ力Ｆおよびパッケージフレームの持上げに対する反作用として、保持アームにおいて曲げモーメントが生じる。この曲げモーメントは、力測定装置によって測定される。この測定を本発明は利用する。保持アームにおいて手によって導入される追加的な力作用を介して、制御装置には、旋回アームを、ひいてはパッケージフレームおよびパッケージを旋回させるべきであるという信号が送られる。手による力導入のために、保持アームのうちの１つの保持アームには、好ましくは力測定装置と同じ保持アームには、確定された箇所が設けられている。この箇所は、マーキング、レバー、または人間工学的に成形された凹部の形態で形成されていてよい。キーまたは他の操作エレメントの代わりの確定された箇所の利点は、パッケージフレームを移動させるための命令のための入力箇所との間における配線またはその他の形式の信号接続部を設ける必要がないということに見ることができる。制御装置は、力測定装置を介して、どの方向において手による力導入が行われたかを確認し、かつこれに基づいて旋回運動のための方向を確定する。

好ましくは、保持アームのうちの少なくとも１つの保持アームは、２部分から形成されており、かつ両部分は、力測定装置を介して結合されている。力測定装置は、例えばロードセルとして形成されていてよい。ロードセル内には、種々様々な構造形式のいわゆる力ピックアップ（Kraftaufnehmer）を使用することができる。例えば、力を弾性的な弾性体に作用させ、かつこの弾性体を変形させる、力ピックアップの使用が公知である。弾性体の変形は、伸びと共に電気抵抗が変化するストレーンゲージを介して、電圧の変化に変換される。測定増幅器を介して、電圧、ひいては伸びの変化が記録される。伸びの変化は、弾性体の弾性特性に基づいて力測定値に換算することができる。弾性体としては、屈曲ビーム、リングトーションばね、またはその他の構造形態が使用される。ロードセルの別の構造形式では、圧電セラミック素子が使用される。このとき圧電材料の指向性の変形によって、圧電結晶の単位セルの内部において微視的な双極子が形成される。結晶のすべての単位セルにおける、これに関連した電界にわたる合計によって、微視的に測定可能な電圧が発生し、この電圧は、力測定値に換算することができる。ロードセルは、従来技術に基づいて公知であり、かつ力測定および重量測定の分野において今日大きく広まっている。好ましくは、力測定装置は、屈曲ビーム・ロードセルである。この屈曲ビーム・ロードセルには、構造が頑丈かつ単純であるという利点がある。保持アームの両部分は、それぞれ屈曲ビーム・ロードセルに固定されており、これによって屈曲ビーム・ロードセルは、保持アームの一部になる。

好ましくは、旋回軸線を中心にして旋回アームを移動させるための駆動装置は、電動機である。このとき電動機には、好ましくはセルフロック式の伝動装置が設けられている。このような構成には、高く旋回させられたパッケージフレームが、駆動装置の作動なしには下降しない、つまり駆動装置の無電流状態においてもその位置に留まるという利点がある。

好ましくは、確定された箇所は、２部分から成る保持アームの延長部として形成されている。延長部は、パッケージを持ち上げるために設けられていた、従来技術に基づいて公知のレバーの箇所に代わる。さらに、延長部を相応に特徴付けること、および人間工学的に成形することが可能である。

本発明の別の利点については、以下の実施形態において記載する。

巻取り装置の第１実施形態を概略的に示す平面図である。 巻取り装置を図１に示された方向Ｘから見て概略的に示す側面図である。 巻取り装置の第２実施形態を概略的に示す平面図である。 巻取り装置を図３に示された方向Ｙから見て概略的に示す側面図である。

図１には、巻取り装置の第１実施形態が概略的に平面図で示されており、図２には、巻取り装置の第１実施形態が図１の方向Ｘから見て概略的に側面図で示されている。巻取り装置は、パッケージフレーム１を含んでおり、このパッケージフレーム１は、旋回軸線１１を備えた旋回アーム１０と、第１の保持アーム６および第２の保持アーム７とから成っている。保持アーム６，７は、互いに向かい合って位置していて旋回アーム１０のそれぞれの端部に回動不能に固定されている。これによって保持アーム６，７は、旋回アーム１０の旋回運動１４によって該旋回アーム１０と一緒に、旋回軸線１１を中心にして旋回させられる。パッケージフレーム１の旋回運動１４のために駆動装置１３が設けられており、図示の実施形態では駆動装置１３は、電動機として示されている。旋回アーム１０は、相応の支持体２４を介して機械フレーム２６に保持される。さらに保持アーム６，７の、旋回アーム１０とは反対側の端部には、それぞれ軸受ピンを介して、巻管５のための収容装置８，９が互いに向かい合って位置するように回転可能に取り付けられている。このとき第１の収容装置８と第２の収容装置９とは、共通のパッケージ軸線１８に配置されている。収容装置８，９の間において巻管５がクランプされる。両収容装置８，９のうちの１つの収容装置、例えば収容装置８は、パッケージ軸線１８の方向に沿って保持アーム６内にシフト可能に保持されている。これによって巻管５を収容装置８，９の間に挿入し、次いで収容装置８を収容装置９に向かって押圧し、ひいては巻管５をクランプすることができる。図示の実施形態において収容装置９は、パッケージ軸線１８において駆動車１９に結合されている。駆動車１９は、例えばチェーン伝動装置である駆動エレメント２０によって回転させられ、これにより収容装置９との結合によって、巻管５は回転方向２３に回転させられる。

巻管５のパッケージ軸線１８に対して平行に、支持ローラ３が配置されており、この支持ローラ３には巻管５が、旋回軸線１１を中心とした旋回アーム１０の旋回運動１４に基づいて接触する。支持ローラ３は、相応の保持体２５によって機械フレーム２６に回転可能に取り付けられている。相応の回転方向２３における巻管５の回転によって、巻管５に仕掛けられた糸４が、巻管５に巻き取られ、かつパッケージ２が形成される。この巻取り過程中に、綾振り装置２１によって糸４は、巻管５のパッケージ軸線１８に沿って往復動させられる。綾振り装置２１のこの運動方向２２によって、巻管５において異なった形式の巻成体もしくはパッケージ２を形成することができる。巻管５における巻成体の形成によって、パッケージ２の直径は増大し、これによって支持ローラ３における接触に基づいて、パッケージフレーム１は旋回軸線１１を中心にして支持ローラ３から離反する方向に旋回させられる。巻取り過程中に糸４は、巻管５、もしくは巻管５に既に巻き取られた糸４と、支持ローラ３との間においてクランプされ、これによって密に接触する巻成体が巻管５において形成される。この際に加えられるクランプ力Ｆは、巻取り過程中に大きくなるパッケージ２の自重によって、常に増大する。一定のクランプ力Ｆを達成することができるようにするために、駆動装置１３によってパッケージフレーム１は、旋回軸線１１を中心にして旋回運動１４により支持ローラ３から持ち上げられる。しかしながらこの持上げは、パッケージ２と支持ローラ３との間において設定されたクランプ力Ｆが維持されるようにしか行われない。クランプ力Ｆおよび駆動装置１３によるパッケージフレーム１の持上げに対する反作用として、保持アーム６，７においては曲げモーメントが発生する。この曲げモーメントは、旋回アーム１０における保持アーム６の固定部に設けられた力測定装置１２によって測定される。

保持アーム６には、保持アーム６への手による力導入のための確定された箇所１７が設けられている。この確定された箇所１７は、保持アーム６の延長部として形成されている。操作員は、いまや軽く（既に数１００グラムで十分）この延長部を押圧することができ、かつこれによって力ＧまたはＨを、所望の運動方向に関連して、延長部にもたらすことができる。このとき力Ｇは、パッケージ２を支持ローラ３から離反する方向に移動させることが望ましい場合に、手によってもたらされ、かつ力Ｈは、パッケージ２もしくは巻管５を支持ローラ３に向かって移動させることが望ましい場合に、手によってもたらされる。この力導入は、力測定装置によって確認され、これに基づいて制御装置は、駆動装置１３を介して旋回アーム１０を、ひいてはパッケージフレーム１およびパッケージ２を、相応の方向への旋回運動１４によって移動させる。

図３には、巻取り装置の第２実施形態が概略的な平面図で示されており、図４には、巻取り装置の第２実施形態が図３の方向Ｙから見て概略的に側面図で示されている。装置の構造は、力測定装置１２を除いて、図１および図２と同一であり、したがって詳細な記載については、図１および図２に対する構成を参照するものとする。図示の構成において力測定装置１２は、保持アーム６に組み込まれている。保持アーム６は、２部分から形成されている。保持アーム６の第１の部分１５は、旋回アーム１０を力測定装置１２に結合していて、かつ保持アーム６の第２の部分１６は、力測定装置１２からパッケージ軸線１８を介して、手による力導入のための確定された箇所１７に延びている。保持アーム６の両部分１５，１６は、力測定装置１２にねじ結合されており、このとき力測定装置１２は、屈曲ビーム・ロードセル（Biegebalken-Waegezelle）として形成されている。

１ パッケージフレーム
２ パッケージ
３ 支持ローラ
４ 糸
５ 巻管
６ 第１の保持アーム
７ 第２の保持アーム
８ 第１の収容装置
９ 第２の収容装置
１０ 旋回アーム
１１ 旋回軸線
１２ 力測定装置
１３ 駆動装置
１４ 旋回運動
１５ 保持アームの第１の部分
１６ 保持アームの第２の部分
１７ 手による力導入のための確定された箇所
１８ パッケージ軸線
１９ 駆動車
２０ 駆動エレメント
２１ 綾振り装置
２２ 綾振り装置の運動方向
２３ パッケージの回転方向
２４ 支持体
２５ 支持ローラの保持体
２６ 機械フレーム
Ｆ クランプ力
Ｇ 支持ローラから離反する方向に向けられた、手による力
Ｈ 支持ローラの方向に向けられた、手による力

Claims (9)

1. 巻取り過程の中断時に巻取り装置におけるパッケージ（２）を旋回させるための方法であって、前記パッケージ（２）は、支持ローラ（３）に載置されていて、かつ糸（４）が巻き取られる巻管（５）に形成され、かつ前記巻管（５）を、それぞれ１つの収容装置（８，９）を備えた２つの保持アーム（６，７）の間に回転可能に保持し、かつ前記両保持アーム（６，７）を、旋回軸線（１１）を備えた共通の旋回アーム（１０）に保持する、方法において、
   力測定装置（１２）に基づいて、前記支持ローラ（３）における前記パッケージ（２）の載置または前記パッケージ（２）の自重によって少なくとも１つの保持アーム（６）に作用する力作用を測定し、手による力導入によって、前記保持アーム（６）に力（Ｇ，Ｈ）をもたらし、前記力測定装置の評価によって、手によってもたらされた前記力（Ｇ，Ｈ）の方向を確定し、かつ駆動装置（１３）によって前記旋回アーム（１０）を前記力方向に相応して旋回させる
   ことを特徴とする方法。
2. 前記旋回アーム（１０）を、前記手による力導入（Ｇ，Ｈ）が継続している限り旋回させる、
   請求項１記載の方法。
3. 前記支持ローラ（３）に向かっての旋回運動（１４）時に、制御装置が、自動的に前記パッケージ（２）を作動位置にもたらす、
   請求項１または２記載の方法。
4. 前記巻取り過程の継続を、前記パッケージ（２）が前記支持ローラ（３）に載置されている場合に許可する、
   請求項１または２記載の方法。
5. 巻管（５）に糸（４）を巻き取るための巻取り装置であって、
   - 旋回軸線（１１）を備えた旋回アーム（１０）、
   - 前記旋回アーム（１０）に回動不能に配置されていてかつ互いに間隔をおいて平行に延びている２つの保持アーム（６，７）、
   - 前記保持アーム（６，７）の、前記旋回アーム（１０）とは反対側の端部に回転可能に配置された、前記巻管（５）のためのそれぞれ１つの収容装置（８，９）、および
   - 前記巻管（５）を支持するための支持ローラ（３）が設けられている、
   巻取り装置において、
   - 前記旋回軸線（１１）を中心にして前記旋回アーム（１０）を移動させるための駆動装置（１３）が設けられており、
   - 前記保持アーム（６）に作用する力を測定するための力測定装置（１２）が設けられており、
   - 前記保持アームのうちの少なくとも１つの保持アーム（６）は、手による力導入のための確定された箇所（１７）を有しており、かつ
   - 制御装置が設けられていて、該制御装置によって、前記手による力導入の力方向（Ｇ，Ｈ）に基づいて、前記旋回軸線（１１）を中心にした前記旋回アーム（１０）の運動（１４）の方向が決定されている
   ことを特徴とする、巻取り装置。
6. 前記保持アームのうちの少なくとも１つの保持アーム（６）は、２部分から形成されており、かつ前記両部分（１５，１６）は、前記力測定装置（１２）を介して結合されている、
   請求項５記載の巻取り装置。
7. 前記力測定装置（１２）は、屈曲ビーム・ロードセルである、
   請求項６記載の巻取り装置。
8. 前記旋回軸線（１１）を中心にして前記旋回アーム（１０）を移動させるための前記駆動装置（１３）は、電動機である、
   請求項５から７までのいずれか１項記載の巻取り装置。
9. 前記確定された箇所（１７）は、２部分から成る前記保持アーム（６）の延長部として形成されている、
   請求項５から８までのいずれか１項記載の巻取り装置。