JP4526750B2 - 糸処理システムおよび糸処理システムを制御する方法 - Google Patents
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Description
本発明は、請求項1の前文部分による糸処理システムを制御する方法、および請求項2の前文部分による糸処理システムに関する。「糸」とは、従来の織物または合成糸素材だけでなく、抗張力カーボンまたはアラミドファイバ、金属ワイヤ等の如き高抗張力の主に長手方向に延在する基体をも含むことが意図されている。
【0002】
機能的強化繊維の生産のために、抗張力で任意的に高負荷に耐えやすい糸素材が処理される。例えば、紙とボール紙の機械で使用される織物ウェブの濾過または打出しのために、糸素材は非常に高い抗張力を有して織られる。かかる糸素材を、供給スプールと糸供給装置との間で供給スプールからの頭上糸リリースである従来のやり方で取り扱う場合には、重大な問題が生じる。
EP−A−863236から知られている糸処理システムを制御する方法は、回転可能な供給スプールの糸リリース回転抵抗を無視している。供給スプールと糸供給装置との間では、糸は、偏向ローラの周りおよびブレーキ装置を通してのみ案内されている。糸供給装置の巻取駆動装置の大きな加速の場合には、糸引張力が激烈に増加している。供給スプールの回転抵抗およびその慣性に関する能力が無視されているからである。これに反し、糸供給装置の大きな減速の場合には、供給スプールがその慣性の故に走行を継続し、結果として、糸引張力が完全に消滅しさえし得る。作動上の欠点は、糸引張力の大きな増加または糸引張力の大きな減少に起因する。
FR−A−2690919は、共通のシャフト上に設けられている個々のスプールから引出されるいくつかの緯糸の糸引張力を調節することを開示している。 さらなる先行技術がEP−A−396902に包含されている。
【0003】
本発明の目的は、上述の類の方法のみならず、特別な抗張力および極端な強さの糸素材を問題なく処理することを可能にする糸処理システムを提供することにある。
【0004】
前記目的は、請求項1の特徴および請求項2の特徴により達成される。
【0005】
都合良く、供給スプールの回転抵抗が能動的に調節される。これは本方法の重要な特徴であり、巻取駆動装置は高速にまで比較的速かに加速されねばならず、同時に、供給スプールを引かねばならないか、または、供給スプールはさらに回転し続ける傾向があるが、比較的速かに停止状態にもたらされねばならないという条件を考慮している。回転抵抗を調節するためのパラメータとして、本質的に一定の糸引張力が使用され得る。好ましくは、その調節は、巻取駆動装置の速度変化に実質的に同期して実行される。巻取駆動装置は、供給スプールの必要な回転を提供するが、供給スプールの回転抵抗の調節によって補助される。回転抵抗のそれぞれ調節された減少は、軽減として巻取駆動装置によって感じられる。供給スプールの付加的な搬送運動は、巻取駆動装置の加速中に支援する。巻取駆動装置の停止の場合には、供給スプールの回転抵抗が当然に増大され、供給スプールの後走行を回避する。
システムにおいては、供給スプールを、その回転抵抗を変えるための装置によって装備することが都合がよい。該装置は、糸供給装置の巻取駆動装置がこのような役目を実行できない場合、供給スプールの加速あるいは停止につき責任をもつ。これは供給スプールの加速中に起こるかもしれないが、供給スプールを止めるべく巻取駆動装置を停止させるときに、主として必要である。
【0006】
有利なことには、糸引張力が検出され、次に、供給スプールの回転抵抗が基準の糸引張力を考慮して調節される。巻取駆動装置は、絶えず供給スプールのための所定の駆動機能を満たしている。しかしながら、巻取駆動装置は、供給スプールの回転抵抗が調節される場合には、その駆動機能において、積極的または消極的意味で補助されてもよい。
【0007】
しかしながら、供給スプールの回転抵抗は、供給スプールの能動的な回転によって、糸が弛緩されずに巻取駆動装置が恒久的に引かねばならないことが保証される程度にまで減少され得る。
【0008】
特に、便宜的に、供給スプールの回転抵抗は、巻取駆動装置がスイッチオフされたとき、能動的な制動により増加され、供給スプールが停止状態になる。この方法により、供給スプールの後走行が防止される。所定の基礎糸引張力を絶えず保証するためには、スイッチオフされた巻取駆動装置を糸自体によって供給スプールへの制動によりに停止状態にもたらすことが好都合である。
【0009】
供給スプールの回転抵抗の調節は、糸センサ信号の助けを借りるか、あるいは巻取駆動装置の現在の動作を表わす走行または停止信号により、つまり、巻取駆動装置の動作電流または電流のない状態の考慮の下に実行される。
【0010】
本方法の簡単な変形例では、供給スプールのみの回転抵抗が、供給スプールの回転軸支における自由走行状態と完全な停止状態との間で変えられる。供給スプールは、巻取駆動装置の停止に帰着する糸センサ信号が生じると直ちに、または、巻取駆動装置の動作電流がスイッチオフされたときに能動的に停止される。
【0011】
この場合、供給スプールは、糸、糸供給装置および供給スプールの機械的な負荷を低く保つために、調整可能な減速度で停止状態に適切にもたらされる。
【0012】
巻取駆動装置をスイッチオンするとき、供給スプールの回転抵抗の減少は、スイッチオン時または幾分早目に制御されてもよい。
【0013】
供給スプールのための滑り回転駆動装置は、完全な同期性を調節せずに、糸のリリースの間に巻取駆動装置を支援することができ、供給スプールを停止状態にまで減速させるのにさらに有利である。その機能のために、滑り回転駆動装置は、搬送動作モードおよび制動動作モードの間で切り替え可能であるべきである。
【0014】
システムの特に簡単な実施の形態は、その回転抵抗を変えるための装置として、供給スプールに対し制御されて係合および係合解除可能なブレーキ装置を使用している。係合解除状態においてのみ、供給スプールの自然な回転抵抗およびその慣性質量が有効である。ブレーキ装置が係合すると、供給スプールは,好ましくは停止状態まで制動され、その結果、巻取駆動装置が止まらなければならない場合、その後走行が防止される。
【0015】
ブレーキ装置を適切に係合させるために、糸センサの最大信号、あるいはモータの停止信号、あるいは、それぞれ、動作電流のスイッチオフから派生された信号が使用される。
【0016】
ブレーキ装置は、巻取駆動装置をスイッチオンする最小サイズ信号、あるいはモータの電流動作の開始を表わすモータの走行信号が生成されると直ちに、係合解除され得る。しかしながら、ブレーキ装置を著しく早目に、すなわち、巻取駆動装置および供給スプールが完全に止まったら直ちに、係合解除することも可能である。
【0017】
便宜的に、ブレーキ装置は、巻取駆動装置がまだ後走行運動を実行している場合に、糸のあまりにも早期の停止による過度の機械的負荷を防ぐために、調整可能な減速度で係合される。
【0018】
構造的に簡単なのは、供給スプールのブレーキ要素に作用する摩擦要素を含むブレーキ装置であり、その摩擦要素は制御された駆動装置によって調整可能である。この機能のために、スプリング・アキュムレーター、磁気ブレーキ、渦電流ブレーキ等を備えた、あるいは備えない空圧シリンダが使用されてもよい。
【0019】
特に好都合には、巻取駆動装置のモータの走行信号あるいは停止信号が、糸供給装置のハウジングに位置された外部ピックアップヘッドによって、ガルヴァーニ接続なしにおよび非接触的に検出される。それは、例えば、現在の動作すなわち電流なし状態または回転モータの磁界の存在を、放出している電磁界に対してかかる糸供給装置における普通の不十分な遮蔽を用いることにより、検出することができる。
【0020】
システムは、好ましくは、機能的な強化繊維の生産のために処理される、カーボンファイバ等のような高抗張力を有する糸素材の処理のため使用される。
【0021】
本発明の主題の実施の形態は、図面の助けを借りて説明される。
【0022】
糸処理システムS、特に、カーボンファイバ等のような高抗張力を有する糸素材を処理するシステムは、糸Yを消費する繊維機械L、例えば、織機、繊維機械Lの上流の糸供給装置F、および糸供給装置Fの上流で糸供給装置Fから構造的に分離されている、糸Yの供給スプールBを備えている(図1)。繊維機械Lに織杼口1が設けられ、これに挿入装置2により間欠的に緯糸が挿入される。前記緯糸は、糸Yの所定の長さの区分である。
【0023】
糸供給装置Fは、ハウジング3内の電動機を含む巻取駆動装置4を有し、電動機の回転速度、加速および減速、あるいは停止維持は、走行および停止信号を、それぞれ、電動機に送信している制御装置Cによって制御されている。糸供給装置Fには、好ましくは最小サイズ糸センサおよび最大サイズ糸センサであって、その各々が貯留体8上に形成された貯留糸7のサイズを検査する少なくとも一つの糸センサ6が設けられている。糸センサは、貯留糸7が最大サイズあるいは最小サイズに達すると直ちに制御装置Cに信号を送信する。最大サイズに達することは、最大サイズ糸センサの応答信号に帰着し、この信号により制御装置Cが巻取駆動装置4の停止信号を発し、巻取駆動装置4の動作電流がスイッチオフされる。最小糸サイズ糸センサの応答信号は、最小の貯留糸サイズを示す。それらの信号によって、制御装置Cは、巻取駆動装置4のモータへの走行信号を発し、巻取駆動装置4が加速するまで動作電流がスイッチされる。糸供給装置Fの軸がZによって示され、糸供給装置Fが供給スプールBから糸Yを引出している方向と一致している。
【0024】
供給スプールBのスプール本体9は、対応する供給糸10を担持している。図示の実施の形態では、スプール本体9がベアリング11により自由な回転のために支持されている。スプール本体9の軸Xは、糸供給装置Fの軸Zに関して本質的に直交して配列され、スプール本体9から糸を接線的に解放することを可能にしている。この実施の形態では、フランジ形のブレーキ要素12がスプール本体9に固く連結されている。供給スプールBの回転抵抗を調節するための装置Dの摩擦要素14が、ブレーキ要素12に整列されている。装置Dは、摩擦要素14のための駆動装置15を含む、調整可能なブレーキ13によって構成されている。ブレーキ13は、係合および係合解除位置間で調節することができる。駆動装置15は、両方の調節方向へ空圧的に作用され得る空圧シリンダでもよく、または、リターン・スプリングによって一つの調節方向へ負荷されている空圧シリンダ(スプリング畜圧シリンダ)でもよい。示された例では、駆動装置15(空圧シリンダ)が、ソレノイド・バルブ16を介して圧力源18に接続されている。圧力調節装置17が設けられてもよい。ソレノイド・バルブ16は、開位置と通気位置との間で切り替えられ、制御装置C2あるいは装置Dに接続されている。遅延部材V’が間に配列されてもよく、これにより制御装置C2によって発された信号、例えば、ブレーキ装置を係合させる信号が選択可能な期間遅らされ得る。
【0025】
センサ17(例えば、誘導センサ)が、供給スプールBのフランジ形ブレーキ要素12に整列されている。センサ17は、供給スプールBが回転しているか停止したかを検出する。センサ17は、例えば、供給スプールBの少なくとも停止状態を確認するために制御装置C2に接続されている。さらに、制御装置C2は信号ライン18を介して、例えば、糸供給装置Fの制御装置Cに接続されている。このラインに沿って、糸センサ6の信号が制御装置Cに送られるか、あるいは停止または走行信号がそれぞれ巻取駆動装置4の電気駆動モータ用に発される。
【0026】
例えば、図1の処理システムSは、図4に示されたダイアグラムに従って制御される。最初に、供給スプールBが止められている。ブレーキ装置は未だに係合されているか、あるいは既に係合解除されている。巻取駆動装置4も同様に止められている。貯留糸7はその最大サイズを有している。繊維機械Lは糸Yを消費し始めている。消費により、貯留糸7がその最小サイズに達すると直ちに、あるいはより以前に、最小サイズ糸センサ6が、制御装置Cに信号を送り、これは次いで、巻取駆動装置4の電気駆動モータに走行信号を送信し、且つ、駆動モータ用の動作電流を切り替える。前に既になされていなければ、ブレーキ装置は係合解除される。巻取駆動装置4は、貯留糸7を補充するために速く加速する。同時に、糸の引張力が糸Y内で上昇する。糸の引張力は、接線的にリリースされる糸Yが糸の速度または巻取駆動装置4の速度にそれぞれ同期して供給スプールBを回転させるような、供給スプールBに戻る効果を有している。貯留糸7のサイズが最大のサイズに到達するや否や、糸センサ6は、制御装置Cが駆動モータに停止信号を送信するまで、制御装置Cへの信号を発する。同じ停止信号は、さらにブレーキ装置を係合させるべく制御装置C2で処理される。ブレーキ装置の応答性および減速部材V’の遅延は、供給スプールBが巻取駆動装置4の停止後少なくとも可及的速やかに停止状態になるように、調節されている。好ましくは、巻取駆動装置4でさえも、供給スプールBにブレーキをかけることにより生成された糸引張力により停止される。
【0027】
供給スプールBおよび巻取駆動装置4の両方が停止されたら直ちに、ブレーキ装置は再び解放されてもよい。
【0028】
図1では、制御ライン19は、供給スプールBと糸供給装置Fとの間で、引張計Tによって、糸Y内の糸引張力をモニターする役目をしている。測定された糸引張力は、二者択一的に、あるいは付加的に、ブレーキ装置を係合させるか係合解除させるためのパラメータとして用いられてもよい。この場合、制御装置Cへの個別の接続は必要でない。さらなる代案として、ピックアップヘッドが破線で示されており、ライン18によって制御装置Cに接続されている。ピックアップヘッドPは、駆動モータの電流がないか電流のある動作状態を検出し、それぞれの状態を表わす信号を発する。ピックアップヘッドは、駆動モータの電流がないか電流のある動作状態を非接触で、糸供給装置Fのハウジング3の外部から、例えば、磁界による破壊の助けでもって検出する。
【0029】
図4における上側のダイアグラムは、時間tに亘る巻取装置4の速度Vの進展を示している。実線で示されているカーブ25は、最小サイズ信号、すなわち、駆動モータの走行信号S1の発生のときに駆動モータが走行開始し、且つ、駆動モータ用のそれぞれ最大サイズ信号、すなわち、停止信号の発生で、駆動モータの速度が0に減速することを示している。
【0030】
図4の下側のダイアグラムは、ブレーキ装置の制御信号、すなわち、それぞれの異なる電圧レベルによって形成され得るオン信号26およびオフ信号28を表わしている。下側のダイアグラムは、ブレーキ装置の制御信号が走行信号S1が発されると直ちに、オン信号28からオフ信号26に変わることを示している。駆動モータ用の停止信号S2がその後生じると直ちに、オフ信号は、再びオン信号28へ切り替わるが、しかしながら、巻取装置4がその停止状態に到達するよりも早く供給スプールBが停止状態に到達するように供給スプールBを止めるべく、適切な遅延V’を有している。27において、ブレーキ装置用のオフ信号26が、短時間後、すなわち、新しい走行信号S1の発生に先立って既に存在することが、破線で示されている。供給スプールおよび巻取駆動装置が信頼性をもって停止したときには、これは都合良く起こる。時折、新しい走行信号S1が発生したときに初めて、オフ信号26に切り替えても充分であるかもしれない。ブレーキ装置用にオフ信号26からオン信号28への次の切り替えは、駆動モータ用の停止信号S2の発生時に正確に、あるいは動作遅延V’後に再び実行される。
【0031】
図2における詳細な変形例は、供給スプールBの装置Dが、供給スプールBの回転抵抗を積極的および/または消極的意味で変えるように構成されているという点で、図1のものと異なっている。巻取駆動装置4が、接線的に糸Yをリリースするためには、この回転抵抗に打勝たねばならない。装置Dはここでは、供給スプールBのための滑り回転駆動装置、すなわち、好ましくは回転滑り体と共に作動する駆動装置、例えば、逆転可能な回転駆動装置5,摩擦ローラ20およびフランジ形ブレーキ要素12を備え、この場合、駆動要素またはブレーキ要素として機能する滑り回転駆動装置として形成されている。装置Dは巻取駆動装置4を能動的に補助する。例えば、制限されたトルクが、糸の搬送方向で供給スプールBに加えられ、その結果、供給スプールBを回転させ、および/または、加速するのに必要であるトルクを巻取駆動装置4が全て独自に発生する必要がないようにする。この場合、装置Dの搬送トルクは所定のレベルに一定に維持されるか、あるいは糸供給装置Fの作動中の巻取駆動装置4の速度プロフィールまたはトルクプロフィールに恒久的に適応されてもよい。供給スプールBにブレーキをかけるためには、回転駆動装置5が止められるか、あるいは、回転の方向が逆にされ、そして、供給スプールBがそれぞれ減速または制動され、または、停止状態にあるべく制動される。制御装置Cは、制御ライン18を介して、制御装置CあるいはピックアップヘッドPあるいはさらに引張計Tに接続され得る。滑り駆動装置の作用によって、例えば、比較的一定の糸引張力プロフィールが生成され、且つ、巻取駆動装置4への能動的補助が実行され得る。
【0032】
図3のダイアグラムにおける実線カーブ21は、糸供給装置Fにおけるトルクの進展を示している。破線のカーブ22は、装置Dが供給スプールBを最初に所定のトルクレベルまで加速し、前記トルクレベルが維持され、そしてトルクが減少され、制動トルクさえ巻取駆動装置の駆動モータ用の停止信号S2の発生で制御されることを示している。破線のカーブ22は、装置Dのトルクの進展がカーブ21のトルクの進展に適応されているが、しかしながら、結果として、巻取駆動装置4が、便宜的にゼロにまで落ちることのない決められた糸引張力を恒久的に発生することを示している。更に、供給スプールBの速度、加速度および減速度をも、各場合に、決められた最小の糸引張力を維持し、且つ、常時糸を完全には弛緩させることのないようにわずかな違いをもって、巻取駆動装置4の速度、加速度および減速度に正確に適応させることが可能である。基本的に、そこで軸Xが軸Zに関して本質的に直交して位置されている配列が好ましい。糸Yが供給スプールBと糸供給装置Fとの間で幾らか撓まされている場合、2つの軸の他の相対的関係も可能かもしれない。いずれの場合にも、糸Yが供給スプールBから接線的に取出されることが保証されねばならない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 糸処理システムの概略的な側面図である。
【図2】 図1の糸処理システムの詳細な変形例である。
【図3】 トルク/時間のダイアグラムである。
【図4】 スイッチオンおよびスイッチオフ状態を示すダイアグラムと関連された速度/時間のダイアグラムである。
Claims (8)
- 糸を消費する繊維機械(L)、繊維機械(L)の上流の糸供給装置(F)、および糸供給装置(F)の上流の供給スプール(B)を備え、前記糸供給装置(F)は、前記糸供給装置内の制御された巻取駆動モータ(4)により、前記供給スプール(B)から変化する速度で糸(Y)を接線的に搬送方向に引き離して所定のサイズ範囲の中間貯留糸を形成且つ維持し、該中間貯留糸のサイズ範囲が繊維機械の糸消費を常時賄うべく予め定められている糸処理システムを制御する方法において、
糸(Y)を供給スプール(B)から接線的にリリースするとき、巻取駆動モータ(4)によって克服されるべき供給スプール(B)の回転抵抗は、供給スプール(B)と糸供給装置(F)との間の糸(Y)に一定の糸引張力を生成させるべく、前記巻取駆動モータ(4)の制御された速度変化に実質的に同期して、該供給スプール(B)を搬送方向に能動的に駆動するか、又は該供給スプール(B)を能動的に制動することにより、調節され、
前記供給スプール(B)の回転抵抗は、前記巻取駆動モータ(4)がスイッチオフされたときに、停止状態へ能動的に制動されることを特徴とする方法。 - 糸を消費する繊維機械(L)、繊維機械の上流に設けられた糸供給装置(F)、および糸供給装置(F)の上流に設けられた供給スプール(B)を備え、該供給スプール(B)は、搬送方向への接線的な糸(Y)のリリースのために前記糸供給装置(F)に関して回転可能に位置され、且つ、糸供給装置(F)の巻取駆動モータ(4)による糸リリースの際に発生された糸引張力により回転可能であり、前記巻取駆動モータ(4)は、前記糸(Y)を前記供給スプール(B)から接線的にリリースし搬送することによる所定のサイズ範囲の中間貯留糸(7)の形成のために糸供給装置の制御装置(C)により制御され、該中間貯留糸のサイズ範囲は、繊維機械(L)による消費を賄うが消費に応じて変化するべく予め定められている糸処理システム(S)において、
前記供給スプール(B)の糸リリースのための回転抵抗を、該供給スプール(B)の回転を搬送方向に能動的に駆動するか、又は搬送方向と逆に該供給スプール(B)の回転を能動的に制動することにより、それぞれ変える装置(D)が供給スプール(B)に設けられ、且つ、該装置(D)は、供給スプール(B)と糸供給装置(F)との間の糸(Y)に一定の糸引張力を生成させるべく装置(D)を制御装置(C)により制御するために、糸供給装置(F)の制御装置(C)に接続され、
前記装置(D)は、前記供給スプールに対する滑り回転駆動装置(5、20)を含み、該滑り回転駆動装置(5、20)は、制御装置(C)に接続されて、供給スプール(B)を回転させるべく糸供給装置(F)の巻取駆動モータ(4)により生成されるような、供給スプール(B)と糸供給装置(F)との間の糸(Y)の糸引張力によって供給スプール(B)で生成されるトルクより小さい駆動トルクを供給スプール(B)で生成する搬送動作モードと、糸引張力により供給スプール(B)で生成されるトルクと逆方向の制動トルクを生成する制動動作モードとの間で、切替えられるように適合されていることを特徴とする糸処理システム。 - 前記装置(D)は、前記糸供給装置(F)の制御装置(C)により制御された方法で、係合および係合解除され得るブレーキ装置(12、14、15)を含むことを特徴とする請求項2のシステム。
- 前記中間貯留糸(7)の前記サイズ範囲内で最大サイズをモニターし信号を発する糸センサ(6)が前記糸供給装置(F)に設けられ、前記糸センサ(6)は、該信号の助けを借りて前記巻取駆動モータ(4)を停止するべく該巻取駆動モータ(4)の動作電流をスイッチオフするために,前記制御装置(C)に接続され、且つ、前記ブレーキ装置(12、14、15)は、前記糸センサ(6)の前記巻取駆動モータ(4)のために生成される前記信号発生時に係合されるべく前記制御装置(C)に接続されていることを特徴とする請求項3のシステム。
- 前記中間貯留糸(7)の前記サイズ範囲内で最小サイズをモニターし信号を発する糸センサ(6)が前記糸供給装置(F)に設けられ、前記糸センサ(6)は、前記巻取駆動モータ(4)の動作電流を制御するための該信号を伝送すべく前記制御装置(C)に接続され、且つ、前記ブレーキ装置(12、14、15)は、前記信号発生時に係合解除されるべく前記制御装置(C)に接続されていることを特徴とする請求項3のシステム。
- 前記ブレーキ装置は、前記供給スプール(B)のブレーキ要素(12)と共に作用する摩擦要素(14)を備え、該摩擦要素(14)は、前記糸供給装置(F)の制御装置(C)により制御される駆動装置(15)により、係合および係合解除の位置の間で、調節可能であることを特徴とする請求項3のシステム。
- 前記駆動装置(15)は、空圧シリンダであることを特徴とする請求項6のシステム。
- 前記駆動装置(15)は、スプリング畜圧シリンダであることを特徴とする請求項6のシステム。
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