JP4800676B2 - 特に練篠フレーム、フラット・カードなどのスライバ形成用繊維機械に対するウェブ案内部材を備えた装置 - Google Patents

特に練篠フレーム、フラット・カードなどのスライバ形成用繊維機械に対するウェブ案内部材を備えた装置 Download PDF

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Description

本発明は、牽伸(けんしん)システム(drafting system)の吐出ローラ(delivery roller)から到来する繊維構造(繊維ウェブ(fibre web))が取出しローラによりウェブ案内部材とスライバ用ファネルとを通過せしめられると共に、上記ウェブ案内部材は内壁(偏向および/または案内面)を有し且つ該内壁により提供される摩擦抵抗は繊維構造に対して作用するという、特に練篠(れんじょう)フレーム(draw frame)、フラット・カード(flat card)などのスライバ形成用繊維機械(sliver−forming textile machine)に対する装置に関する。
練篠フレームの場合、引出された複数本の繊維スライバから成る繊維ウェブは、牽伸システムの吐出ローラから高速で吐出されると共に、ウェブ案内部材の入口開口内へと導入される。上記繊維ウェブは、略々漏斗状のフリース案内部材の内壁に接触し、集束されて出口開口へと進路変更される。上記出口開口はスライバ用ファネルの下流に配置されるが、これを介し、繊維スライバの形態の繊維材料が取出しローラにより引出される。
公知の装置(DE 26 23 400 A)の場合、牽伸ローラに臨む側にてウェブ案内部材は、凹状形態の摺動接触面を備えている。上記摺動接触面の幅は、その高さよりも大きい。また該摺動接触面の最大深度は、送給ローラのニップから測定して、繊維長の1.5倍を超えない様に選択される。特に作動時において、上記ウェブ案内部材の構造的形態は固定される。而して、上記牽伸システムから上記ウェブ案内部材を通り繊維が移動する経路は変化する。略々三角形である上記ウェブ案内部材の側縁部に沿う繊維ウェブの繊維、および、近傍の繊維は、ウェブの中央における繊維よりも相当に大きな距離を踏破すべきことから繊維同士の変位に繋がるので、それらの平行位置に対し、故に繊維フリースの均一性に対して悪影響があり;その縁部にては裂開が生ずることさえあり得る結果、繊維スライバは多くの場合に粗くて波状となる。これに加え、上記ウェブ案内部材を異なる動作条件および繊維材料品質に対して適合させ得ないことは不都合である。
故に本発明は、冒頭に記述された種類の装置であって、上記の不都合を回避し、且つ、特に簡素な様式にてウェブ案内部材およびスライバ品質が改善されることを可能とすると共に、繊維材料特性、動作速度などの異なる技術的パラメータに対してウェブ案内部材を適合させ得る装置を提供するという課題に基づいている。
該課題に対する解決策は、1番目の発明の特徴部分の特徴により達成される。
すなわち、1番目の発明においては、牽伸システムの吐出ローラから到来する繊維構造(繊維ウェブ)が取出しローラによりウェブ案内部材とスライバ用ファネルとを通過せしめられると共に、上記ウェブ案内部材は内壁(偏向および/または案内面)を有し且つ該内壁により提供される摩擦抵抗は繊維構造に対して作用するという、特に練篠フレーム、フラット・カードなどのスライバ形成用繊維機械に対する装置において、繊維構造(14)と上記ウェブ案内部材の内壁(7c;7d;7e、7f)との間の相互作用および/または空間的配位関係は変更可能であることを特徴とする、装置が提供される。
本発明に係る上記特徴は上記ウェブ案内部材の内側の繊維フリースによる且つそれに対する異なる動力学的かつ動的な効果を考慮している。個別に作用する夫々の力は、全ての箇所において同一程度では生じない。結果として、繊維ウェブと内壁との間の相互作用(interaction)および/または空間的配位関係(spatial co−ordination)を変更することにより、不都合なまたは破壊的な力は部分的に且つ個別に対抗され得る。この様にして、相当に改善されたウェブ案内とウェブ品質とが達成されると共に、特に練篠フレームの場合には相当に増大された1,000m/分より速いウェブ進行速度が好首尾に達成される。本発明に従い改良されたウェブ案内部材によれば、特にフラット・カードの場合には1,000m/分より遅いウェブ進行速度にてもウェブ品質が増進され得る。牽伸に関して繊維スライバは、その種々の区画もしくは領域において顕著に更に相当に均一である。上記ウェブ案内部材におけるウェブの各区画および各領域に対する部分的牽伸は、故にその効果は、更に均一であり、且つ、全体として引張り牽伸率(tensioning draft)は改善される。本発明によれば、処理されつつある繊維材料のたとえば繊維長さ(staple length)などの変更が在る場合でも同一のウェブ案内部材が適合化され得る。これに加え、連続的な製造においても、たとえば進行速度、厚みの変更などの技術的パラメータの変更に対して上記ウェブ案内部材は好適に適合化され得る。
2番目から33番目の発明は、本発明の好適な発展例を包含している。
すなわち2番目の発明によれば、1番目の発明において、前記相互作用は動作の間において変更可能である。
3番目の発明によれば、1番目または2番目の発明において、前記相互作用は非動作時に調節可能である。
4番目の発明によれば、1番目から3番目のいずれかの発明において、前記相互作用が調節可能である。
5番目の発明によれば、1番目から4番目のいずれかの発明において、前記相互作用は自動的に調節可能である。
6番目の発明によれば、1番目から5番目のいずれかの発明において、前記相互作用は事前設定可能な様式にて調節可能である。
7番目の発明によれば、1番目から6番目のいずれかの発明において、前記摩擦抵抗は、繊維構造と前記ウェブ案内部材の内壁との間の前記相互作用および/または空間的配位関係を変更することで少なくとも部分的に減少可能である。
8番目の発明によれば、1番目から7番目のいずれかの発明において、前記内壁において摩擦抵抗が部分的に減少可能である。
9番目の発明によれば、1番目から8番目のいずれかの発明において、前記内壁において摩擦抵抗がセグメント的に減少可能である。
10番目の発明によれば、1番目から9番目のいずれかの発明において、摩擦係数μが変更可能である。
11番目の発明によれば、1番目から10番目のいずれかの発明において、摩擦角αが変更可能である。
12番目の発明によれば、1番目から11番目のいずれかの発明において、曲率半径rが変更可能である。
13番目の発明によれば、1番目から12番目のいずれかの発明において、引張り牽伸率が変更可能である。
14番目の発明によれば、1番目から13番目のいずれかの発明において、前記内壁は少なくとも部分的に低摩擦材料から形成される。
15番目の発明によれば、1番目から14番目のいずれかの発明において、前記内壁は少なくとも部分的に低摩擦材料により被覆される。
16番目の発明によれば、1番目から15番目のいずれかの発明において、前記内壁は少なくとも部分的にセグメント状構造である。
17番目の発明によれば、1番目から16番目のいずれかの発明において、前記ウェブ案内部材の取入開口のサイズおよび/または位置は変更可能である。
18番目の発明によれば、1番目から17番目のいずれかの発明において、繊維構造に対して作用する力は、前記内壁に対して該繊維構造により付与される圧力(P1、P2)と同一であるかまたはそれより大きい。
19番目の発明によれば、1番目から18番目のいずれかの発明において、前記内壁に対する前記繊維構造の最大の圧力付与点もしくは摩擦抵抗点にて摩擦抵抗は減少可能である。
20番目の発明によれば、1番目から19番目のいずれかの発明において、前記内壁は、搬送方向において可変である摩擦係数を有する被覆部、箔などを有する。
21番目の発明によれば、1番目から20番目のいずれかの発明において、前記ウェブ案内部材は、繊維ウェブの全ての繊維が組み合わされて繊維スライバを形成するまで該全ての繊維が当該内壁面上において略々等しい経路を踏破すべき様式にて空間的に形成された内壁面を有する。
22番目の発明によれば、1番目から21番目のいずれかの発明において、側面の設定角度が変更可能である。
23番目の発明によれば、1番目から22番目のいずれかの発明において、側面の外郭形状が変更可能である。
24番目の発明によれば、1番目から23番目のいずれかの発明において、前記内壁面は弾性構造から成る。
25番目の発明によれば、1番目から24番目のいずれかの発明において、前記内壁面は少なくとも部分的に、凹状、平面状および凸状の間で変更可能である。
26番目の発明によれば、1番目から25番目のいずれかの発明において、前記内壁面に対しては移動可能な外郭形状要素が組合される。
27番目の発明によれば、1番目から26番目のいずれかの発明において、前記外郭形状要素は変位可能である。
28番目の発明によれば、1番目から27番目のいずれかの発明において、摩耗に対する前記内壁の耐性は変更可能である。
29番目の発明によれば、1番目から28番目のいずれかの発明において、前記繊維構造に対する引張り牽伸率はたとえば駆動制御により変更可能である。
30番目の発明によれば、1番目から29番目のいずれかの発明において、前記ウェブ案内部材に対しては、繊維ウェブに対するたとえば電子カメラ、ビデオ・カメラなどの測定/観察デバイスが組合される。
31番目の発明によれば、1番目から30番目のいずれかの発明において、前記内壁は側方内壁面を含む。
32番目の発明によれば、1番目から31番目のいずれかの発明において、前記内壁は頂面(ウェブ案内部材の上側枢動カバー)を含む。
33番目の発明によれば、1番目から32番目のいずれかの発明において、前記内壁は底面(ウェブ案内部材の下側枢動カバー)を含む。
本発明は以下において、図面中に示された好適実施例に関して詳細に説明される。
図1を参照すると、たとえばTruetzschler練篠フレームTD 03などの練篠フレームは、牽伸システム取入口および牽伸システム吐出口を備えた牽伸システム1から成る。ケンスから到来する繊維スライバ2は、スライバ案内部材に進入し、取出しローラにより引出され、測定要素(図4)を通り搬送される。上記牽伸システムは、スリー・オーバー・フォー(3−over−4)の牽伸システムとして設計され、該システムは、3個の底部ローラI、II、III(Iは底部吐出ローラ、IIは中央送給ローラ、および、IIIは底部送給ローラ)と、4個の頂部ローラ3、4、5、6とから成る。牽伸システム1においては、数本の繊維スライバから成る繊維スライバ2の牽伸が行われる。而して牽伸は、予備牽伸および主要牽伸から構成される。ローラ対6/IIIおよび5/IIは予備牽伸区域を形成し、且つ、ローラ対5/IIおよび3,4/Iは主要牽伸区域を形成する。引出された複数本の繊維スライバ(繊維ウェブ14)は、牽伸システム吐出口にてウェブ案内部材7に到達すると共に、取出しローラ8、9によりスライバ用ファネル10を通して引出され、其処でそれらは、カンコイラ12により引き続き(不図示の)ケンス内に載置されるという繊維スライバ11へと集束される。文字Aは、牽伸システム1において数本の繊維スライバから成る繊維構造14’の進行方向を表している。
図2に依ると、ウェブ案内部材7の頂面7e(図3(b)参照)および底面7fにおいては夫々、透明窓17および18が在る。頂面7eから所定距離にて外部には、窓17に対向してCCDカメラ15と2つの発光ダイオード(LED)19、20とが配置される。また底面7fから所定距離にて外部には、窓18に対向して発光ダイオード(LED)21が配置される。この様にして、ウェブ案内部材7の内部7’に進入した繊維ウェブ14は、入口開口7aと出口開口7bとの間で光学的に検出される。カメラ15の光軸は、繊維ウェブ14の進行方向に直交して位置される。頂面および底面7e、7fは夫々枢動され;記録は、頂面および底面7e、7fを閉じて窓17および18を通して行われる。発光ダイオード19、20はカメラ15と共に側部に配置され且つ発光ダイオード21はカメラ15から離間したウェブ案内部材7の側に配置されることから、反射光および透過光における記録が可能である。記録は、吐出速度(900m/分以上)と、繊維ウェブ14の速度が加速および減速されたときの両方において行われる。電子カメラ15としてCCDカメラ(荷電結合素子カメラ)が存在するが、これは、電子式制御/調整デバイス(図4参照)に接続された電子式評価回路16(画像処理ユニット)と通信する。
図3(a)に依ればウェブ案内部材7は、漏斗状形態であると共に、開放側7a(進入側開口)および貫通開口7bを有する。ウェブ案内部材7の内部7’は、凹状的に収束する2つの側面7c、7dと、夫々平面状である頂面7eおよび底面7f(図3(b)を参照)とにより形成される。頂面7eおよび底面7fは枢動される。進入側開口7aは、貫通開口7bよりも大寸である。貫通開口7bに対しては、集束された繊維ウェブ14をウェブ用ファネル10(図1および図4を参照)へと案内する移送管22および23が隣接する。側部内壁面7cおよび7d上には交換可能な被覆部40aおよび40bが夫々配置され、各々は夫々の動作方向CおよびDにおいて変化する摩擦係数を有する。
作動時において、ローラ対3/Iを離脱する繊維ウェブ14は、入口開口7aを通過して内部7’へと入り、被覆された内側面7cおよび7dに接触し、該被覆された内側面により収束され、矢印CおよびDの方向において出口開口7bへと導向される。これが行われるにつれて繊維ウェブ14は集束され、空気は、進行方向Bの逆となる矢印EおよびFの方向へと排出され、入口開口7aを通り大気へと離脱する。
図4に依れば、牽伸システム吐出口25にて、引出された繊維スライバはウェブ案内部材7に到達すると共に取出しローラ8、9によりスライバ用ファネル10を通して引出されて集束されることで繊維スライバ11とされ、引き続きケンスへと投入される。たとえばマイクロコンピュータおよびマイクロプロセッサなどの中央処理ユニット38(制御/調整デバイス)は、内壁面7cおよび7dを変化させる起動要素30に対する所望変数の設定を提供する。起動要素30に対する制御値は中央処理ユニット38において、カメラ15の測定値から、且つ/又は、出射する繊維スライバ11の断面に対する所望値から決定される。
カメラ15は画像処理デバイス16により、電子式制御/調整デバイス38に対して接続される。この様にして、画像分析の結果は閉ループにて使用されることで、ウェブ案内部材7が最適化され得る。繊維ウェブ14の画像分析の結果は、メモリ39内に保管され得る。
上記好適実施例に依れば、ウェブ14の画像を撮るためにCCDカメラ15が使用され得る。ウェブ14の画像は、デジタル化された光ダイオードによっても撮られ得る。デジタル画像情報の評価は、画像分析ソフトウェアによりオンラインで行われる。カメラ軸心は好適には、ウェブ14に対して直交する。練篠フレームの作用幅の全体に亙り画像を記録するために、カメラ15は上記機械の内側フレーム幅(IW)に沿い移動され得る。好適には、カメラ15は自動的にウェブ14から離間移動され得るか、または、一度にウェブの全幅を記録するために上記カメラに関する広角設定が使用され得る。また、上記練篠フレームの作用幅の全体に亙り画像を記録するために、カメラ15は枢動可能ともされ得る。ウェブ案内部材の枢動部材7e、7fは透明であることから、ウェブ14の記録はウェブ案内部材7を閉じて生成される。上記記録は、反射光および透過光から作成される。その目的のために、カメラ側と練篠フレーム側との夫々に対してLEDが配置される。上記ウェブの画像は、吐出速度において且つ加速および減速が行われたときに記録され得る。好適には記録は、不均一な断片に関してウェブを検証すべく該ウェブの中央領域において行われる。この不均一性に対する理由としては、短寸繊維に対する不十分な案内、ウェブに対する不十分な把持、牽伸システムの誤った設定が挙げられる。更に、このウェブ領域の記録は、繊維の平行度、ネップ(nep)の個数およびサイズ、材料の構造影響、および、生ずる塵埃形成を分析すべく使用され得る。これらの影響の全てを使用し、牽伸プロセスの品質が決定され得る。好適には記録はまた特に、牽伸プロセスにおける縁部繊維の案内状態(縁部における更に密なまたは不完全なウェブ構造)を分析し得るべく縁部領域においても行われる。故に、ウェブを取出すときに、作用幅に亙り(繊維に沿い)条痕が在るか否かを決定し得る。これが生ずるのは、スライバがウェブ案内部材に適切に進入しないからであり、すなわち、スライバが相互に重なる様に又は相互から離間し過ぎて進入するからである。ウェブ幅の全体を分析することにより、この領域における引張り牽伸も行われ得る。更なる利点は、スライバもしくは繊維の整列が分析されることである。傾斜して進行し又は直線状に進行するスライバの本数および位置は、効率的な引張り牽伸の尺度である。上記取出しローラによる引張り牽伸率は、吐出速度、牽伸、摩擦、スライバの本数、材料、汚染などのパラメータに依存する。故に、実際の取出しローラによる引張り牽伸率が客観的に決定される。制御器38においては、最適な引張り牽伸率における繊維配向に関する画像が記憶され得る。特に閉ループ・システムによれば、取出しローラによる引張り牽伸は、全自動的に又は(手動によるギヤ変更で)半自動的に詳細に最適化され得る。
LEDライン走査カメラ15、X線および赤外線ラインカメラなどの全ての利用可能なライン走査センサが設置され得る。
本発明は、オートレベラ練篠フレーム(autoleveller draw frame)の例に基づき説明された。但し、非調整式の練篠フレームも包含される。
図5に依ればウェブ案内部材7が提供されるが、その場合に出口7bの領域において側壁7cおよび7dの各々には旋回継手41a、41bが夫々組合わされることから、側壁7c、7dは夫々矢印G、HおよびI、Kの方向に枢動可能である。
図6に依れば、ウェブ案内部材7においては入口7aの領域に旋回継手42aおよび42bが在り、その効果は、側壁7c、7dが矢印L、MおよびN、Oの方向に枢動可能なことである。
図7(a)乃至図7(c)に依れば、側壁7c、7dの外郭形状は、故に繊維ウェブ14に対する偏向表面もしくは案内表面の外郭形状は、凸状(図7(a))から平面状(図7(b))を通して凹状(図7(c))へと変更可能である。側壁7c、7dは、図7(d)に示された如くたとえば板バネなどの形態の弾性構造とされ得る。板バネ7cの外郭形状を、故に上記偏向表面もしくは案内表面の外郭形状を変更するために、上記板バネは一端7’にて固定取付けされ得るが、その他端7”の領域には調節デバイス43が作用する。調節デバイス43はたとえば、調節ネジなどによりもしくはモータにより手動的に調節され得るか、または、空気圧シリンダ49の形態とされ得る。空気圧シリンダ49のプッシュ・ロッド49aは矢印X、X’の方向に変位可能であると共に、一端を以て、上記板バネの端部領域7”に対して回動可能に係合する。シリンダ本体49bは、たとえば摺動ブロックなどの案内要素50により湾曲案内部51内で矢印Y、Y’の方向に変位可能とされるべく取付けられる。圧力シリンダ49の位置に依存し、すなわち該シリンダが板バネ7cの中立軸心の一側上であるか他側上であるかに依存し、繊維スライバ14に関し、板バネ7cは、故にその偏向表面および案内表面は、矢印Zの方向(図7(c)、図7(d))に凹状に、又は、矢印Z’の方向(図7(a))に凸状に湾曲される。調節デバイス43は、制御/調整デバイス38(図4参照)に接続されたアクチュエータ30の形態とされ得る。
図8を参照すると側壁7cおよび7dの表面上には、方向P、QおよびR、Sにおいて変位可能な外郭形状要素44aおよび44bが夫々配置される。
図9に依ると、側壁7cおよび7dの表面の夫々に対しては、巻取り/巻出しロール46a、46b、47a、47bの回りにて矢印T、UおよびV、Wの方向に変位可能な箔もしくは類似物45a、45bが組合わされる。箔45a、45bは、矢印T、U、V、Wの方向において繊維ウェブ14とは異なる摩擦係数、粗度もしくは摩擦抵抗を有する。箔45a、45bは代替的に、連携すべく駆動されるベルト案内ローラの回りの(不図示の)無端ベルトの形態とされ得る。
図10を参照すると、側壁7cおよび7dの表面は各々、表面構造および/または表面摩擦抵抗に関して異なる3個の区域もしくは領域a、bおよびcの形態である。上記区域もしくは領域は、交換可能もしくは変位可能な領域の形態とされ得る。
図11に依ると、電子式制御/調整デバイス38に接続された別体の駆動モータ32および48は夫々、牽伸システム1の吐出ローラ3、4/Iと、取出しローラ8、9とに対して組合わされる。この様にして、繊維構造の引張り牽伸率は、牽伸システム1の吐出口と取出しローラ8、9との間において調節可能である。
作動時に繊維構造14と内壁(側壁7c、7dおよび/または頂壁7eおよび/または底壁7f)との間の相互作用および/または空間的配位関係は好適には、たとえば図4に示された配置構成の如く自動的に変更され得る。それはまた、たとえば調節要素(調節ネジなど)などにより動作の間において又は非動作時に手動的にも変更され得る。
当該牽伸システムの吐出ローラの下流におけるウェブ案内部材の入口開口と、スライバ用ファネルおよび取出しローラとを備えた本発明に係る牽伸システムの概略的側面図である。 上記ウェブ案内部材に対して電子カメラが組合わされた図1の牽伸システムを示す図である。 (a)上記ウェブ案内部材の平断面図である。(b)上記ウェブ案内部材の前面図である。 図1および図2に示された牽伸システムを本発明に係る電子式制御/調整デバイスおよび付属装置と共に示すブロック図である。 回動の中心を出口領域内として枢動可能な側壁を備えたウェブ案内部材の平面図である。 回動の中心を入口領域内として枢動可能な側壁を備えたウェブ案内部材を示す図である。 (a)凸状に変化する側壁の外郭形状を示す図である。(b)平面状に変化する側壁の外郭形状を示す図である。(c)凹状に変化する側壁の外郭形状を示す図である。(d)図7(a)乃至図7(c)に示されたウェブ案内部材に対する調節デバイスを示す図である。 変位可能な外郭形状要素を備えたウェブ案内部材を示す図である。 異なる摩擦抵抗を有するたとえば箔などの変位可能カバーを備えたウェブ案内部材を示す図である。 変更可能な区域もしくはセグメント領域を備えたウェブ案内部材を示す図である。 図4と同様であるが、吐出ローラと取出しローラとに対する別体の駆動モータを備えた牽伸システムのブロック図である。
符号の説明
1 牽伸システム
2 繊維スライバ
I、II、III 底部ローラ
3、4、5、6 頂部ローラ
7 ウェブ案内部材
7a 入口開口
7b 出口開口
7c、7d 側面
7e 頂面
7f 底面
7e 頂面
8、9 取出しローラ
10 スライバ用ファネル
11 繊維スライバ
12 カンコイラ
14 繊維ウェブ
14’ 繊維構造
15 カメラ
16 電子式評価回路
17 窓
18 窓
19、20 発光ダイオード
21 発光ダイオード
22 移送管
25 牽伸システム吐出口
30 起動要素
38 電子式制御/調整デバイス、中央処理ユニット
39 メモリ
40a 被覆部
41a、41b 旋回継手
42a、42b 旋回継手
43 調節デバイス
45a、45b 箔
46a、46b、47a、47b 巻取り/巻出しロール
49 空気圧シリンダ
49a ロッド
49b シリンダ本体
50 案内要素
51 湾曲案内部
μ 摩擦係数
α 摩擦角
r 曲率半径

Claims (4)

  1. 牽伸システムの吐出ローラから到来する繊維ウェブが取出しローラによりウェブ案内部材とスライバ用ファネルとを通過せしめられると共に、上記ウェブ案内部材は内壁を有し且つ該内壁により提供される摩擦抵抗は繊維構造に対して作用するという、スライバ形成用繊維機械に対する装置において、
    前記ウェブ案内部材は収束する二つの内壁と、透明窓を部分的に有する頂面および底面とから形成された漏斗状形態であって、前記二つの内壁の間に貫通孔が形成されており、
    前記装置は、
    前記ウェブ案内部材の前記頂面の透明窓に対向して配置されていて、前記ウェブ案内部材を通過する前記繊維ウェブの画像を取得するカメラと、
    該カメラと通信する制御調整デバイスと、を具備し、
    前記制御調整デバイスは、前記ウェブ案内部材を通る前記繊維ウェブの画像に応じて、前記内壁の外郭形状を調整するようになっている、装置。
  2. 前記装置は、
    前記内壁の一端に接続されたロッドと、
    該ロッドを前記内壁の長さ方向に摺動させるシリンダと、
    該シリンダに接続されたブロックと、
    該ブロックを案内していて湾曲する湾曲案内部とを具備し、それにより、前記内壁はその他端に対して回動されるようにした、請求項1に記載の装置。
  3. 前記内壁が板バネから形成されている、請求項2に記載の装置。
  4. 前記内壁のそれぞれには内方に向かって凸な球面を有する外郭形状要素が配置されており、
    前記外郭形状要素をそれぞれの前記内壁に沿って摺動させられるようにした、請求項1に記載の装置。
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