JPS6114061B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、瞬時の巻取り回転数および瞬時の巻
取り直径を同時に取り出しかつ両方の量に対して
同じ形式のアナログ電気信号に変換した後相互に
掛算して瞬時の巻取り速度を形成し、それから前
記ステツプで生じた積と、目標量との偏差を、巻
取り回転数を制御するために調整回路に供給す
る、紡積および／またはドラフトされたばかりの
糸を、実質的に一定の速度で巻取る方法に関す
る。

溶融物から紡績されたばかりの糸を非常に高い
速度で紡糸口金からドラフトしかつ巻取ることが
切実に望まれている。溶融物紡績において得られ
る糸の配向度は引出し乃至巻取り速度が上昇する
につれて増大し、その際後ドラフトを必要としな
い完全なドラフトに対して場合によつては約
10000m/minの範囲までのドラフト速度が生じる
可能性があるので、確実に制御でき出来るだけ高
い紡績速度が一般的に望まれている。今日の公知
技術では直接駆動において約４〜5000m/minの
ドラフト速度が許容され、この速度は公知の構造
形状において機械的な装置を完全化することによ
つても十分高められるが、ドラフト速度が高めら
れ、これにより糸の前配向度が高められる場合巻
取り持続時間にわたる糸材料の一様性に関して著
しい困難が生じる。この困難の原因は次の通りで
ある。

公知の理由から、紡績したばかりの糸を所謂精
密巻取りで巻取ることは必須のことである。しか
しこの種の精密巻取りは、巻取り直径が大きくな
るにつれて糸の張力に著しい不都合を来たす。前
置されたゴデツトで巻取りを行うことにより糸張
力が低下して糸が切れる。このことが摩擦ローラ
式駆動装置の、例えば巻取り速度が非常に高速の
場合におけるあらゆる欠点にも拘らずその摩擦ロ
ーラ式駆動装置が今日まで実際に独占的にこの分
野を支配してきた重要な原因である。

しかし糸が切れるのを恐れることによる巻取り
の厚みの制限が唯一の問題点ではない。糸張力は
糸の前配向度に関しても重要な役割を演じる。例
えば1000m/minの従来の巻取り速度においては
糸は僅かにしか前配向されず、糸の配向は引続く
ドラフトによつてはじめて行なわれる。ドラフト
比はこの場合、20％の最終伸率を有するポリエス
テルに対して約４対１である。その際種々の巻取
り張力は大幅に補償される。

巻取り速度が増大するにつれて糸の配向度が高
くなり、引出し速度が十分に高い場合所望の最終
値に達するので引続くドラフト工程は省略され
る。従つて例えば5000m/minの巻取り速度にお
いて、約20％の最終伸率（破壊伸率）の糸を得る
ためには、必要な後ドラフトは1.24対１にすぎな
い。巻取り工程の間の上記の強い糸張力の変化が
この場合発生する可能性がないことは明らかであ
る。

従つて本発明の本質的な課題は、巻取り工程全
体の間巻取り張力を出来るだけ狭い限界内で一定
に保持することである。

そのために、巻取りボビンの周速を基本的には
一定になるよう修正しなければならないことが判
つた。このことは本発明によれば、巻取りの周速
を巻取りが厚くなるに従つて僅かずつ、瞬時の巻
取り直径の、巻取りスリーブの直径に対する比に
相応する以上に強く高めることによつて行なわれ
る。

しかしこのことは、公知の巻取り方法および装
置を使用して可能ではない。紡績されたばかり
の、高速度で供給される糸を巻取るために直接駆
動方式を用いる公知の方法において形成される巻
取りの周速は、揺動するように懸吊されていて、
同期モータにより駆動され、巻取りボビンの表面
に当接されているローラを介して制御される。同
期モータの回転数は、ローラの周速が巻取りボビ
ンの所望の周速と同じであるように選択されてい
る。巻取りボビンの周速とこの値との偏差が、相
応に懸吊されているローラの揺動方向を巻取り回
転数が余りに低い場合は巻取り方向に作用し、巻
取り回転数が余りに高い場合は巻取り方向とは反
対の方に作用する。この揺動運動は、巻取り回転
数に影響を与える調整値として用いられる電気信
号に変換される。即ちこの信号は揺動の方向およ
び振幅の大きさに相応するものである。

このような構造を有するように構成すると、巻
取り直径自体は調整装置に何らの影響を与えない
ことになる。このようにして生じた制御信号の大
きさと方向は、直径の増大または実効回転数の変
化に全く無関係である。即ち調整を前記のように
行うと瞬時の直径を検出することはできない。し
かしまた、直径が増大するにつれて高くなる糸張
力の低下の補償もできない。この点に関して公知
の装置において機械的な機構に存在する理由か
ら、最大の巻取り速度が紡績されたばかりの糸
の、後ドラフトを必要としない巻取りを行うこと
ができない値に制限されていることがわかつた。

本発明の基礎になつている技術的な課題は、出
来るだけ一定の巻取り速度を保持して巻取られた
糸において一定の糸張力を保持するための可能性
を提供することである。その際巻取り速度は紡績
された糸の後ドラフトを必要としない巻取り速
度、例えば約10000m/minまで、許容できない糸
張力および速度の偏差なしに使用することができ
る。

この課題は本発明によれば巻取り回転数を次の
ように修正する、すなわち実際の瞬時巻取り回転
数が、巻取り速度の目標値と瞬時の直径とから計
算される値より大きく、かつその差が、零から始
まつて、巻取り開始から巻取り終了まで上昇する
ように修正することにより解決される。

本発明の実施例において目標値と実際値との比
較から生じる信号が、巻取り回転数と巻取り直径
の瞬時の値から生じる実際の、瞬時の周速が巻取
り開始から巻取り終了まで、周速の開始値より
徐々に大きくなるように修正され、その際瞬時の
巻取り回転数は次のような式により成り立つ値を
とるように選択される。即ち、 ｎ＝ｎ_AＤ_Ａ／Ｄ〔0.2026Ｈ^２／Ｄ_Ａ ^２ｘ^２（１−Ｄ_Ａ ^２／Ｄ^２）＋１〕min^-1 ただし ｎ_A＝Ｖ_ｓ／π・Ｄ_Ａ（１−0.195Ｈ^２／Ｄ_Ａ ^２ｘ^２）mi
n^-1 および Δｎ_k＝0.2026ｎ_ＡＨ^２／Ｄ・Ｄ_Ａ・ｘ^２（１−Ｄ_Ａ ^２
／Ｄ^２）min^-1 であり、その際 ｎ−正確な瞬時の巻取り回転数（min^-1） ｎ_A−巻取り工程の開始時の巻取り回転数
（min^-1） Ｄ_A−スリーブ直径（ｍ） Ｄ−瞬時の直径（ｍ） Ｈ−綾振り行程（ｍ） ｘ−交叉比（−） Ｖ_s−前以つて決められた紡積速度（ｍ・
min^-1） Δｎ_k−回転数修正の瞬時値（min^-1） である。

本発明による方法を実施するための装置は、公
知の方法で直接速度計用発電機に接続されている
巻取りスリーブを装着するための、直接駆動され
るスピンドルと、ソフト巻取り用ローラの、スピ
ンドル軸との距離の大きさに大体比例する電気信
号を発生するための公知の装置に接続されてお
り、スピンドル軸との距離が変化可能で非常に回
転し易いソフト巻取り用ローラと、速度計用発電
機およびソフト巻取り用ローラから供給される信
号を本発明による修正値を用いて処理するための
電子掛算器と、巻取りモータの回転数に作用する
調整装置とから成つている。スピンドル軸とソフ
ト巻取り用ローラとの間の距離に相応する信号を
発生するために例えば測定増幅器に接続された誘
導的行程距離発信器を使用することができる。そ
の際誘導的行程距離発信器の特性は生じた信号の
所望の不足比例に適合できるが、相応のブリツジ
回路の選択または別の公知の装置により適合に達
することもでき、特に瞬時の巻取り直径の修正係
数が唯一の可変の値として決められる。その際綾
振り行程の長さ、スリーブの直径、交叉比および
紡績速度は具体的な実施例に対しては各々一定で
あるという、通常の作動に対して自明の事実から
出発している。

本発明の実施例においては各々の巻取り個所を
直接調整でき、その際巻取り回転数は、大きくな
つていく直径に対して連続的に適合できる。しか
し例えば１つまたは複数の機械のすべての巻取り
個所を各々順番に接続することができる。例えば
毎秒約200の異なつた測定個所の読出しに際し数
百の巻取り個所においてさえも、糸の張力を一定
に保持するために必要な、巻取り速度の修正を許
容偏差限界値内で保証できることがわかつた。

本発明の特別な実施例においてはスピンドルロ
ーラ同様にソフト巻取り用ローラともガス乃至空
気ベアリングが具備されている。

瞬時の周速を決定するための工程を、スピンド
ルの回転数の検出および有効な巻取り半径の、ス
ピンドル軸との距離の検出とに分割することによ
り、その都度測定される瞬時値が、ソフト巻取り
用ローラの実際の回転数には全く無関係であるよ
うになる。このソフト巻取り用ローラは更に、前
記のようにして行なわれる糸巻取り個所の確定の
他には有効な巻取り直径の指示をするためにだけ
用いられるので、その嵩は非常に小さく保持で
き、これにより巻取り表面の最高度の保護が保証
される。しかしソフト巻取り用ローラは巻取り表
面によつて共動するようにしなければならない
が、このことは適当なベアリングを本発明により
選択することによりその都度有効な巻取り表面が
損傷されることなしに行うことができる。

各々の巻取り個所に固有の掛算器および差−評
価装置が設けられているので、回転数変化を実際
に連続的に行うことができ、１つまたは複数の機
械に対してプロセス制御計算機が使用されるの
で、適合はしかも歩進的に行なわれるが、飛躍
は、それが原因となる可能性がある測定可能なデ
ニール番手の変動が実際に生じない程度に狭い限
界内で保持することができる。

しかし瞬時に有効な巻取り直径を別個に取出す
ことの重要な利点は、それによつて直径に依存し
て糸の張力に直接影響を与えることができるよう
になることである。

一定の巻取り張力を保持するという本発明の課
題の解決は、この巻取り張力が取出され、調整値
として調整回路に供給されるときにだけ可能であ
ることは自明である。実際にこのような装置を用
いると本発明の基礎となつている目的が実際に実
現されることが最大限保証される。従つて本発明
の特別な実施例においては糸の張力も第３の調整
値として調整回路に供給される。

だが巻取り速度の前送りの変化は与えられた公
式により検出された範囲で巻取りボビン直径に依
存して、誘導的行程距離検出器の特性を相応に選
択するかまたは相応に平衝のとられたブリツジ回
路を利用するかによつて通例設定された要求が完
全に満足されることがわかつた。多数の場合にお
いてΔｎに対する計算された値の、正確に必要と
される値に対する誤差は本発明による公式に従つ
て計算された、回転数差異に対する値の１％以下
である。

次に本発明を図面を用いて詳細に説明する。

第１図には本発明によつて作動される巻取りス
ピンドルに対する調整方式が図示されている。紡
糸口金から場合によつては直接供給される糸４６
は、モータ３６によつて直接駆動される巻取りボ
ビン４５に巻取られる。簡単に回転可能で、かつ
巻取りボビンの回転軸に対して容易に移動可能な
ソフト巻取り用ローラ４７が巻取りボビン４５に
当接されている。ソフト巻取り用ローラは接続線
４８を介して誘導的行程距離発信器３７に接続さ
れている。図示の方式においてはこの誘導的行程
距離発信器３７は、本発明による修正係数を既に
含んでいる信号を供給する。

モータ３６、この実施例においては直流一分巻
モータの回転数は速度計用発電機１３によつて取
出される。誘導的行程距離発信器３７の信号は線
３８を介して、速度計用発電機１３の信号は線３
９を介して掛算段２７に供給される。この段にお
いて２つの信号が本発明に基づいて既に修正され
た実際一回転数のために掛算される。この値は結
合点２５で、目標値発生器１６によつて発生され
る信号に重畳される。この実施例において目標値
発生器１６は基本的に定電流源１９およびポテン
シヨメータ２２とから成つている。このようにし
て生じる比較信号が増幅器２９を制御し、更に出
力信号は別の結合点３３で回転モメントに対する
規準を示すモータ電流と比較される。

これら２つの値をまとめて最終的な信号が形成
される。この信号は電力増幅器４１により増幅さ
れ、更に調節増幅器４２に送出され、次いで調整
素子４３、例えばパワサイリスター装置から、調
整素子によつて制御されるモータ電流の形で（界
磁巻線４４を有する）駆動モータ３６に送出され
る。

第２図には市販の素子を用いて原理的に公知の
方法で構成されている電流回路の実施例が示され
ている。この回路の重要な構成素子は“シモレー
グ（Simoreg）”という名称で市販されているユ
ニバーサルに使用可能な調整器回路５である。端
子の個所に使用されている文字および数字は市販
のユニツトに付されている記号に相応する。

３つの保護装置２，３および４を介して調整ユ
ニツト５の端子Ｕ，Ｖ，Ｗ，２６，２８，３０お
よび３１，３２が配電電源１に接続されている。
誘導的行程距離発信器３７は調整素子１１を有す
る、直流電圧源６から給電される２つの信号増幅
器８および９を介し、またリード線７を介して増
幅器ユニツト５の端子１２および２４に接続され
ている。目標値発生器１６は増幅器ユニツト５の
端子１２，１８および２０に接続されている。速
度計用発電機１３は図示の方法で端子１５および
１７、更に付加的に端子１２に接続されている。
接続端子１４は端子Ｐ，Ｎ，３４および３５から
出て駆動モータ３６に接続されている。

第３図および第４図は本発明による装置の実施
例が示されている。供給される糸４６は綾振り糸
ガイド装置５６を介して糸偏向ローラ５４をまわ
つて巻取りボビン４５に案内される。各各の糸の
巻取り点はソフト巻取り用ローラ４７と、巻取り
ボビン４５の表面との接触線の領域内に存在す
る。

モータ３６によつて直接駆動される巻取りボビ
ン４５は機械の架台に固定結合されているケーシ
ング４９に固定して支承されている。誘導的行程
距離検出器５０も固定部材５３を介して同様に機
械の架台に固定結合されている。巻取り装置の残
りの部分、即ち支持部材を有するソフト巻取り用
ローラ４７、糸偏向ローラ５４、綾振り糸ガイド
装置および糸偏向ローラの、ケーシングとは反対
の側の端部に対して支持部材５５を有する綾振り
糸ガイド装置５６は１つの共通のスライダ５７上
で結合されている。このスライダは巻取りが増加
するにつれて上方向に移動する。ケーシングに固
定的に装着されている誘導的行程距離検出器５０
に可動に取付けられている測定センサ（測定ピ
ン）５２がソフト巻取り用ローラの上方向運動を
検出する。ソフト巻取り用ローラの、相応の電気
信号に変換される運動は本発明により検出される
修正値に重畳され、線５１を介して増幅器回路に
送出される。

ケーシングの外側に取付けられている速度計用
発電機１３が巻取りボビンの瞬時の回転数を取出
し、それを相応の信号に変換する。この信号は線
３９を介して増幅器回路に導かれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によつて作動される巻取りスピ
ンドルに対する調整方式を示すブロツク図、第２
図は本発明による巻取り装置の調整回路の実施例
の電気回路図、第３図は本発明の方法を実施する
ための巻取り装置の実施例の正面図、第４図は第
３図の装置の側面図である。 ５……調整回路、１３……速度計用発電機、１
６……目標値発生器、２７……掛算器、３６……
駆動モータ、３７……誘導的行程距離発信器、４
５……巻取りボビン、４６……糸、４７……ソフ
ト巻取り用ローラ、４９……ケーシング、５０…
…誘導的行程距離検出器、５６……綾振り糸ガイ
ド装置、５７……スライダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 瞬時の巻取り回転数および瞬時の巻取り直径
   を同時に取り出しかつ両方の量に対して同じ形式
   のアナログ電気信号に変換した後相互に掛算して
   瞬時の巻取り速度を形成し、それから前記ステツ
   プで生じた積と、目標量との偏差を、巻取り回転
   数を制御するために調整回路に供給する、紡績お
   よび／またはドラフトされたばかりの糸を実質的
   に一定の速度で巻取る方法において、 巻取り回転数を次のように修正する、すなわち
   実際の瞬時巻取り回転数が、巻取り速度の目標値
   と瞬時の直径とから計算される値より大きく、か
   つその差が、零から始まつて、巻取り開始から巻
   取り終了まで上昇するように修正することを特徴
   とする巻取り方法。 ２ 修正される瞬時巻取り回転数を次のような
   式、即ち ｎ＝ｎ_AＤ_Ａ／Ｄ〔0.2026Ｈ^２／Ｄ_Ａ ^２ｘ^２（１−Ｄ_Ａ ^２／Ｄ^２）＋１〕min^-1 ただし ｎ_A＝Ｖ_ｓ／π・Ｄ_Ａ（１−0.195Ｈ^２／Ｄ_Ａ ^２ｘ^２）mi
   n^-1 および Δ_ok＝0.2026ｎ_ＡＨ^２／Ｄ・Ｄ_Ａ・ｘ^２（１−Ｄ_Ａ ^２／
   Ｄ^２）min^-1 により形成し、その際 ｎ−正確な瞬時巻取り回転数（min^-1） ｎ_A−巻取り工程の開始時における巻取り回転
   数（min^-1） Ｄ_A−巻取りスリーブ直径（ｍ） Ｄ−瞬時の直径（ｍ） Ｈ−綾振り行程（ｍ） ｘ−交叉比（−） Ｖ_s−予め決められた紡績速度（ｍ・min^-1） Δ_ok−回転数修正の瞬時値（min^-1） である特許請求の範囲第１項記載の巻取り方法。 ３ 糸巻取り個所の近傍で糸張力を取出し、目標
   糸張力と比較し、かつその偏差を公知の方法で電
   気信号に変換し、該信号を付加的に調整回路に供
   給する特許請求の範囲第１項記載の巻取り方法。