JP4154248B2 - 循環する空気流を用いて紡績された糸を製造する紡績装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は請求項１の上位概念として記載されている、循環する空気流を用いて紡績された糸を製造する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＤＥ１９９２６４９２Ａ１号明細書によれば、循環する空気流を用いて紡績された糸を製造するための装置が公知である。紡績しようとする繊維束はノズルブロックに引込まれかつ繊維束案内装置を通過させられる。繊維束案内装置は互いに間隔をおいた繊維束案内部材を有し、これらの繊維束案内部材は芯繊維束の自由な通過を保証する。スピンドルの入口開口にて繊維束は繊維束の周囲を循環する空気流に晒される。繊維束の自由な繊維端はスピンドルの入口開口における循環する空気流により、円錐状のスピンドルヘッドに巻付けられる。繊維束が中空のスピンドル内へ引込まれる場合に前記繊維端は螺旋状にいわゆる巻付け繊維として繊維束の周囲に巻付く、繊維束からは中空のスピンドルを通して引出される糸が形成される。
【０００３】
さらにＤＥ４０３６１１９Ｃ２号明細書にも、循環する空気流を用いて紡績された糸を製造する装置が示されている。この装置を使用した場合には繊維束の自由な繊維端は循環する空気流で、スピンドルの入口開口にて、円錐状のスピンドルヘッドに巻付けられる。この紡績装置においては繊維束の案内装置は走行する繊維ストランドの内部にあるので、繊維束の繊維は繊維束案内装置の周面に配置されている。
【０００４】
最新の紡績機においては生産性と糸特性とに関して課される要求は次第に高まっている。ＤＥ１９９２６４２９Ａ１号によって公知である前記紡績装置又はＤＥ４０３６１１９Ｃ２号によって公知である別の構成の紡績装置は、良好な糸特性で高い生産速度を達成するために適している。特に問題であることは、普通の紡績運転で使用されるような高い引出し速度で紡績開始が行なわれると紡績開始の繰返しがしばしば強要されることである。何故ならばこの高い糸速度では紡績開始は比較的にコントロールが困難で、紡績開始確実性は著しく損なわれるからである。
【０００５】
ロータ紡績機によっては、紡績開始時の引出し速度を紡績運転に対しはっきりと低下させ、より良い紡績開始のコントロール、ひいては高い紡績開始確実性を達成しようとすることが知られている。しかし、ロータ紡績の前記方法を、冒頭に述べた形式の紡績装置において、糸の引出し速度を低下させた紡績開始期にて作業するために用いると、糸強度に欠陥のある糸が時折り製造される。このような強度の低下した糸区分は不都合な弱化個所を形成する。これは糸切れの危険を増大し、糸の滞りのない加工を妨げる。最も不都合な場合には、すでに紡績開始期の間に糸切れが発生する。これは、空気紡績方法の使用で高い生産速度で良好な糸質を達成しようとする意図に関し、きわめて不都合に影響する。したがって普通の紡績運転の高い引出し速度で紡績を実施し、紡績開始過程の頻繁な繰返しのような欠点を甘受することが通常行なわれている。
【０００６】
たとえばＤＥ１９９２６４９２Ａ１号明細書及びＤＥ４０３６１１９Ｃ２号明細書に開示されているような公知技術では先に述べた問題は克服されない。
【０００７】
【特許文献１】
ＤＥ１９９２６４９２Ａ１号明細書
【特許文献２】
ＤＥ４０３６１１９Ｃ２号明細書
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は循環する空気流が使用される紡績された糸を製造するための装置を上記公知技術に関し改良することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の課題は請求項１の特徴によって解決された。
【００１０】
本発明の有利な構成は従属請求項の対象である。
【００１１】
本発明によれば紡績装置は、糸の引出し速度に関連して少なくとも空気流の長手方向成分を調節するための制御装置と調節装置とを有し、この制御装置と調節装置との助けで、スピンドルヘッドの周囲に巻付けられた繊維端部の角度位置、ひいては巻付け繊維の角度位置が制御され、その際、調節装置では紡績開始のための調節及び選択的に普通の紡績運転のための少なくとも１つの調節が制御可能である。空気流を形成するためには例えば空気ノズルのインジェクタ作用又はケーシングにおける負圧が関与する。空気流の糸走行方向に向けられた少なくとも一部は、繊維束と一緒にケーシングの入口開口を通って流入する空気によって形成される。
【００１２】
調節装置は請求項２によれば入口開口に位置決め可能なカバーが配置されている。この場合、カバーの位置は入口開口の横断面を決定する。入口開口の横断面が大きければ大きいほど繊維束と一緒にケーシング内へ流入する空気の量、ひいてはスピンドルヘッドの領域で循環する空気流における長手方向成分の割合は大きくなる。前記横断面が再び縮小されると、相応して空気量も減少する。空気流の長手方向成分は有利にはこの空気流の空気入口開口の少なくとも１つの横断面を制御することによって調節される。入口開口を通して引込まれた空気の制御はケーシング内へ吹込まれる必要のある付加的な空気量を準備する必要がなくなるという利点をもたらす。
【００１３】
空気流の長手方向成分を調節するための選択的な構成は、請求項４によれば、ケーシングにおける繊維通路の入口開口に対し、糸走行方向に向けられたバイパスが設けられ、このバイパスの横断面が調節装置で調節可能であることにより形成されている。請求項２と請求項４とによる構成の共通の利点である、付加的な空気流を準備する必要がないという利点に加えて紡績部位の多い紡績機においてはかなりの費用が回避される。
【００１４】
請求項３による別の選択的な構成においては、ケーシングは糸走行方向へ向けられた少なくとも１つの吹込み通路を有し、該吹込み通路が圧縮空気源と接続されている。調節装置は供給される空気の空気圧を調節するために装備されている。空気流の長手方向成分の調節は特に簡単でかつ迅速な形式で圧縮空気源から供給された空気の圧力を調整することで行なわれる。この場合には機能が埃又は繊維屑によって妨げられるか損なわれる機械的な装置は必要ではない。
【００１５】
空気流の長手方向成分は引出された糸の周囲に巻付け繊維が巻付けられる角度が２０°から２５°までの領域、有利には２７°であるように調節されると有利である。できるだけ高い糸強度を達成するために調節装置がそのつどどのように調節されなければならないかは経験的に求められ、同じ紡績パラメータで再度用いるために例えば制御装置のデータメモリーに記憶させることができる。このためには制御装置は糸データのためにデータメモリーを有し、導体に接続され、この導体を介し糸データが入力可能である。調節装置は糸データに関連して制御可能である。
【００１６】
個別駆動装置を備えることは、紡績機の紡績部位の各紡績開始過程を他の紡績部位とは無関係に、本発明による形式で遅れなく実施することを可能にする。これにより停止時間を減少させることができる。
【００１７】
本発明によっては簡単な形式で、紡績運転に比して著しく低減させられた引出し速度で実施される紡績開始過程における糸強度の不都合な低下を回避することが可能である。紡績開始の確実性は高められる。糸の後続加工に際しての障害は減少する。本発明によっては良い糸質で高い生産性が達成される。
【００１８】
バッチ交換に際しては、若干のケースでは、本発明による装置を使用した場合には、ケーシング又はケーシングのドアを新しい糸パラメータに適するように交換することを止めることが可能になる。
【００１９】
以下、本発明の詳細を図面に基づき説明する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１に部分的に示された紡績部位１は、ケーシング２内に保持された空気ノズル体３を有している。ドラフト機構ローラ４，５から送られた繊維束６はケーシング２の入口開口７へ侵入し、繊維束通路８と繊維案内部材９とを通過し、中空のスピンドルの入口開口１０へ供給される。空気ノズル１２は空気をスピンドル１１の入口開口１０の領域に吹込む。これによって繊維束６とスピンドルヘッド１３の周囲を循環する空気流が形成される。この空気流は繊維束６を旋回流で負荷する。繊維束６の自由な繊維端部１４は繊維束６とスピンドルヘッド１３の周囲に巻付けられる。空気ノズル１２を通して吹込まれた空気のインジェクタ作用並びに入口開口７へ高速で侵入する繊維束６によって繊維束通路８においてもしくは繊維束通路壁と繊維束６との間の空隙１５に空気流３０が発生させられる。空気流３０は繊維束６の長手方向に沿ってスピンドルヘッド１３に向かって移動し、スピンドル１１の周囲を循環する空気流の長手方向成分を形成する。繊維束６から形成された糸１６はスピンドル１１を通って引出される。この場合、スピンドルヘッド１３に巻付けられた自由な繊維端部１４は連行され、糸１６の周囲に巻付けられる。
【００２１】
さらなる詳細についてはＤＥ１９９２６４９２Ａ１号もしくは相当する米国特許ＮＯ．６，２０９，３０４号又はＤＥ４０３６１１９Ｃ２号もしくは相当する米国特許ＮＯ．５，１５９，８０６号明細書を参照されたい。
【００２２】
入口開口７には調節装置１７によって位置決め可能なカバー１８が配置されている。調節装置１７はラック１９を介してカバー１８に係合している。伝動装置ケーシング２０内では図示されていない歯車がラック１９と協働する。歯車は作用結合２１を介し、調節モータ２２により駆動される。調節モータ２２は制御装置２３により制御される。制御装置２３は導線２４を介しモータ２５を制御しかつ導線２６を介しモータ２７を制御する。導線２８を介し制御装置２３は簡略化の理由から図示されていない紡績部位と紡績機械の別の構成エレメントと結合されている。モータ２５はドラフト機構ローラ４と５を駆動し、モータ２７は引出しローラ２９，２９Ａを駆動する。
【００２３】
図１には紡績部位１における調節装置１７は、カバー１８が持上げられた紡績開始期にある状態で示されている。これにより入口開口７もしくは繊維通路８を通って最大の空気量が引込まれる。この空気量は繊維通路８を空気流３０として通過し図３に示したように、循環する空気流３１の長手方向成分として働く。循環する空気流３１は自由な繊維端部１４をスピンドルヘッド１３の周囲に巻付ける。
【００２４】
図２には紡績部位１は普通の紡績運転期にて示されている。普通の紡績運転の間は糸走行速度もしくは引出し速度は紡績開始期に較べて著しく高い。この場合、カバー１８は下降させられた位置にある。これにより空隙１５は小さくなり、入口開口７もしくは繊維束通路８を通って引込まれる空気量は図１に示された調節に較べて減少させられる。
【００２５】
図３にはスピンドルヘッド１３の領域において空気流が形成される原理が示されている。紡績開始期の間に図１に示したように持上げられた位置にあるカバー１８によって発生する強い方の空気流３０は、空気ノズル１２を通って吹込まれた空気から成る空気流３２と共にスピンドルヘッド１３の周囲を循環する空気流３１を、空気流３１の強さと方向とに関しても形成する。循環する空気流３１の方向はスピンドルヘッド１３の周囲に巻付けられた自由な繊維端１４の位置を決定する。方向の他に空気流３０，３１，３２，３３，３４の強さは図３においてそれぞれ空気流３０，３１，３２，３３，３４を再現する矢印の長さによって示されている。
【００２６】
普通の紡績運転の間にカバー１８が図２に示したように下降させられることによって形成される空気流３３は選択的に、空気ノズル１２を通して吹込まれた空気から成る空気流３２と一緒に、スピンドルヘッド１３の周囲を循環する空気流３４を形成する。この空気流３４は空気流３１とは異なる方向を有している。この各方向は普通の紡績運転の間、自由な繊維端部１４の位置を決定する。空気流３４は糸の中心軸線３５の平行線と鋭角αを形成する。この鋭角αは空気流３１が中心軸３５の平行線と形成する角度αよりも大きい。これに相応して紡績開始期の間にスピンドルヘッド１３の周囲に巻付けられた自由な繊維端部１４の位置は、普通の紡績運転期の間にスピンドルヘッド１３の周囲に巻付けられた自由な繊維端部１４の位置とは異なっている。
【００２７】
スピンドル１１のスピンドルヘッド１３における自由な繊維端部１４の位置の変化は図４と図５とに示されている。図４には紡績開始期にて空気流３０が形成されている場合の自由な繊維端部１４の方向と位置が示され、図５には普通の紡績運転期にて空気流３３が形成されている場合の自由な繊維端部１４の方向と位置とが示されている。スピンドルヘッド１３の周囲に巻付けられた自由な繊維端部１４は実際よりも長く示されているがこれは異なる位置をより明瞭に示すためである。
【００２８】
図６においては１００ｍ／ｍｉｎの引出し速度で、紡績開始期の間の比較的に大きな開口で製造された糸３６を示している。この場合、カバー１８は図１に示された持上げられた位置を採っている。巻付け繊維は糸３６の中心軸線に対して平行な線に対し約２２°の角度βを形成している。測定された糸３６の強度は１５．５ｃＮ／ｔｅｘであった。図６においては角度βは水平線７０と巻付け繊維の位置を示す傾斜した線７１とによって示されている。
【００２９】
図７から図９までにおいても巻付け繊維の位置はそれぞれ傾斜して延びる線７２，７３，７４で示されている。
【００３０】
図７に示された、３００ｍ／ｍｉｎの引出し速度と小さな開口で普通の紡績運転の間に製造された糸３７は、糸３７の中心線に対する平行線と約２７°の角度βを主として形成する巻付け繊維を示している。この場合、カバー１８は図２に示された下降位置を占めている。測定された糸３７の強度は１３．４ｃＮ／ｔｅｘであった。大きい開口とはカバー１８が持上げられた位置にある場合にケーシング２内へ引込まれる空気のために形成された横断面であって、小さな開口はカバー１８が下降させられた位置にある場合に形成された横断面である。
【００３１】
図８には大きな開口を変えることなく、１００ｍ／ｍｉｎの代りに３００ｍ／ｍｉｎの引出し速度で製造された糸３８が示されている。巻付け繊維は約１２゜の角度βを形成している。測定された糸３８の強度は９．９ｃＮ／ｔｅｘであった。
【００３２】
図９は小さい開口を変えることなく３００ｍ／ｍｉｎの引出し速度の代りに１００ｍ／ｍｉｎの引出し速度で製造された糸３９が示されている。巻付け繊維は約５２°の角度βを形成している。測定された糸の強度は１０．７ｃＮ／ｔｅｘであった。
【００３３】
本発明によって製造された糸に較べてはっきりと低減した糸強度は、例えば普通の紡績運転の場合の３００ｍ／ｍｉｎの引出し速度に対し、紡績開始期のための引出し速度が１００ｍ／ｍｉｎに低下させられたときに公知の技術によって製造された糸が示している。引出し速度を低い糸引出し速度に低下させることは、紡績開始の確実性を高めるために紡績開始の経過がよりコントロールされ得ることを目的としている。しかしながらこのようにして製造された糸の低減さ強度値は、要求にとって十分ではなく、上記欠陥もしくは欠点を生ぜしめる。
【００３４】
図１０には本発明による択一的な構成形態が示されている。繊維束４０はドラフト機構ローラ４１，４２を通過し、繊維束通路４３を通ってケーシング４４内へ侵入する。ケーシング４４においては繊維束４０は繊維案内部材４５と循環する空気流との作用に晒される。循環する空気流は空気ノズル４６，４７によって空気が吹込まれることで発生させられる。循環する空気流は自由な繊維端部を中空なスピンドル５０のスピンドルヘッド４９の周囲に巻付ける。糸５１は中空のスピンドル５０を通して引出される。この場合、自由な繊維端部４８は糸の周囲に巻付け繊維として巻付けられる。
【００３５】
ケーシング４４は繊維束通路４３に対するバイパス５２として構成された通路を有している。このバイパス５２はカバー５３で閉鎖可能である。カバー５３は調節装置５４を用いて旋回可能である。旋回運動は導管５６，５７を介して空気力で与えられる。この場合、切換え装置５８は選択的に導管５６，５７を圧縮空気源５９から供給される圧縮空気で負荷する。切換え装置５８は制御装置６０により作動される。制御装置６０に切換え装置５８は導線６１を介して接続されている。
【００３６】
図１０においてはバイパス５２は開放されているので繊維束通路４３とバイパス５２との両方を介し空気が引込まれる。この空気は長手方向成分として循環する空気流へ流入する。この調節は紡績開始期に用いられるような、図１に示された装置の調節である「繊維束通路８の大きな開口」に相当する。
【００３７】
行程シリンダ５５が導管５７を介して圧縮空気で負荷されると、行程シリンダ５５のピストンは図１０で見て上方へ、カバー５３が破線で示された位置をとるまで移動させられる。
【００３８】
バイパス５２を通る空気の流入は中断され、空気は繊維束通路５３だけを通って引込まれる。この調節は普通の紡績運転で用いられる、図２に示された調節である「繊維束通路の小さな開口」に相当する。
【００３９】
図１１には本発明の別の選択的な構成が示されている。繊維束４０はドラフト機構ローラ４１，４２を通過し、繊維束通路６２を通ってケーシング６３内へ侵入し、循環する空気流の作用に晒され、スピンドル５０を通して引出される。循環する空気流は自由な繊維端部４８をスピンドルヘッド４９の周囲に巻付ける。糸５１を引出す場合には自由な繊維端部４８は巻付け繊維として糸５１の周囲に巻付けられる。ケーシング６３は図１０に示されたケーシング４４とは異なって繊維束通路６２に対して平行に延びる吹込み通路６４を有している。吹込み通路６４を通しては圧縮空気が吹込まれる。このためには吹込み通路６４は圧縮空気源５９に導管６５を介して接続されている。空気圧の制御は調節装置６６で行なわれる。調節装置６６は導線６７を介し、制御装置６８により制御される。圧縮空気は紡績開始期にて吹込まれる。この場合、空気圧は巻付け繊維が所望される角度βで糸５１の周囲に巻付けられるかもしくは所望の糸強度が達成されるように調節される。この調節は紡績開始期にて使用されるような、図１に示された装置の調節である「繊維束通路８の大きな開口」に相応している。これに対し圧縮空気の供給が遮断されると、この調節は、普通の紡績運転に用いられる図２に示された装置の調節「繊維束通路の小さな開口」に相当する。
【００４０】
紡績開始のためには１００ｍ／ｍｉｎの引出し速度で「大きな開口」が調節される。紡績開始後、糸１６，５１の引出し速度は例えば普通の紡績運転のための３００ｍ／ｍｉｎにもたらされ、「小さな開口」が調節される。紡績開始のためにも普通の紡績運転のためにも調節装置１７，５４，６６の１つの調節で十分である。
【００４１】
空気圧の調整によって選択的に、例えば空気流の長手方向成分を紡績開始後に、糸の引出し速度を上昇させる際に、当該上昇中にそのつど所望の高い糸強度が維持されるように段階的に又は連続的に適合させることができる。これに相応して例えば前記上昇中に、位置決め可能なカバー１８を連続的に又は選択的に段階的に調節することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 紡績開始期にある紡績機の１部を縦断面で概略的に示した図。
【図２】 普通の紡績運転期にある、図１に示された紡績装置の１部分を示した図。
【図３】 スピンドルヘッドの領域において空気流が形成される原理を概略的に示した図。
【図４】 紡績開始期の間に、スピンドルヘッドの周囲に巻付いた繊維束の自由な繊維端部の状態を示す簡略化した原理図。
【図５】 普通の運転期の間に、スピンドルヘッドの周囲に巻付いた繊維束の自由な繊維端部の状態を示す簡略化した原理図。
【図６】 異なる調節と異なる引出し速度での糸組織を示した図。
【図７】 異なる調節と異なる引出し速度での糸組織を示した図。
【図８】 異なる調節と異なる引出し速度での糸組織を示した図。
【図９】 異なる調節と異なる引出し速度での糸組織を示した図。
【図１０】 本発明による紡績装置の１実施例を示した図。
【図１１】 本発明による紡績装置の１実施例を示した図。
【符号の説明】
１ 紡績部位、 ２ ケーシング、 ３ 空気ノズル体、 ４，５ ドラフト機構ローラ、 ６ 繊維束、 ７ 入口開口、 ８ 繊維束通路、 ９ 繊維案内部材、 １０ 入口開口、 １１ スピンドル、 １２ 空気ノズル、 １３ スピンドルヘッド、 １４ 繊維端部、 １６ 糸、 １７ 調節装置、 １８ カバー、 １９ ラック、 ２０ 伝動装置ケーシング、 ２１ 作用結合、 ２２ 調節モータ、 ２３ 制御装置、 ２４ 導線、 ２５ モータ、 ２６ 導線、 ２７ モータ、 ２８ 導線、 ２９ 引出しローラ、 ３０ 空気流、 ３１ 空気流、 ３２ 空気流、 ３３ 空気流、 ３４ 空気流、 ３６ 糸、 ３７ 糸、 ３８ 糸、 ３９ 糸、 ４０ 繊維束、 ４１，４２ ドラフト機構ローラ、 ４３ 繊維束、 ４４ ケーシング、 ４５ 繊維案内部材、 ４６，４７ 空気ノズル、 ４８ 繊維端部、 ４９ スピンドルヘッド、 ５０ スピンドル、 ５１ 糸、 ５２ バイパス、 ５３ カバー、 ５４ 調節装置、 ５５ 行程シリンダ、 ５６，５７ 導管、 ５８ 切換え装置、 ５９ 圧縮空気源、 ６０ 制御装置、 ６１ 導線、 ６２ 繊維束通路、 ６３ ケーシング、 ６４ 吹込み通路、 ６５ 導管、 ６６ 調節装置、 ６７ 導線

Claims (8)

1. 循環する空気流を用いて紡績された糸を製造する紡績装置であって、供給された繊維束のための入口開口を有するケーシングと、前記入口開口の下流側に配置された少なくとも１つの繊維案内部材と、形成された糸が引出される中空のスピンドルとを備え、該スピンドルが円錐状のスピンドルヘッドを有し、循環する空気流のための入口開口がスピンドルの領域に設けられており、前記空気流が糸走行方向の長手方向成分と糸軸線を中心として螺旋状に方向づけられた旋回成分とから構成されており、繊維束の自由な繊維端部がスピンドルを通して引出される糸の周囲に糸走行方向に対し鋭角を成す巻付け繊維として位置するように、螺状にスピンドルヘッドの周囲に巻付く形式のものにおいて、空気流の長手方向成分を糸（１６，３６，３７，５１）の引出し速度に関連して調節するための制御装置（２３，６０，６８）と調節装置（１７，５４，６６）が存在しており、前記制御装置と調節装置との助けで、スピンドルヘッド（１３，４９）に巻付けられた繊維端部（１４，４８）の角度位置、ひいては巻付き繊維の角度位置が制御されるようになっており、前記調節装置（１７，５４，６６）で紡績開始のための調節及び選択的に普通の紡績運転のための少なくとも１つの調節が制御可能であることを特徴とする、循環する空気流を用いて紡績された糸を製造する紡績装置。
2. 調節装置（１７，５４）によって位置決め可能なカバー（１８，５３）が入口開口（７）に配属され、繊維束通路（１５，４３）の入口開口（７）の横断面が前記カバー（１８，５３）の位置によって調節可能である、請求項１記載の紡績装置。
3. 前記ケーシング（６３）が糸走行方向に向けられた少なくとも１つの吹込み通路（６４）を有し、該吹込み通路（６４）が圧縮空気源（５９）と接続されており、調節装置（６６）が前記ケーシング（６３）に供給される空気の空気圧を調節するために装備されている、請求項１又は２記載の紡績装置。
4. 前記ケーシング（４４）が糸走行方向に向けられたバイパス（５２）を糸繊維束通路（４３）に対し有しており、該バイパス（５２）の横断面が前記調節装置（５４）によって調節可能である、請求項１から３までのいずれか１項記載の紡績装置。
5. 引出された糸（１６，３６，３７，５１）の周囲に巻付け繊維が巻付けられた鋭角βが２０°〜３５°の領域にある、請求項１から４までのいずれか１項記載の紡績装置。
6. 前記鋭角βが２７°である、請求項５記載の紡績装置。
7. 前記制御装置（２３，６０，６８）が糸データのためのデータメモリーを有し、糸データを入力可能な導線（２８）に接続されており、前記調節装置（１７，５４，６６）が糸データに関連して制御されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の紡績装置。
8. 紡績装置が個別駆動装置を備えている、請求項１から７までのいずれか１項記載の紡績装置。

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