KR101403802B1

KR101403802B1 - 방적기용 롤러 드래프팅 장치의 편향 레일 선정방법

Info

Publication number: KR101403802B1
Application number: KR1020087024639A
Authority: KR
Inventors: 아츠트 페터; 뮐러 하인츠
Original assignee: 도이체 인스티튜테 퓌어 텍스틸-운트 파저포슝 스튜트가르트
Priority date: 2006-03-08
Filing date: 2007-01-24
Publication date: 2014-06-03
Also published as: EP1991725B1; DE102006011128A1; US8099835B2; CN101395309A; BRPI0708749A2; US20090144942A1; JP2009529105A; JP5112341B2; KR20080102424A; CN101395309B; EP1991725A1; WO2007101742A1; DE102006011128B4

Abstract

방적기용 드로잉 롤러 프레임의 압력 롤러(3)의 코팅은 외부층과 상기 압력 롤러의 코어에 고정되는 내부층을 포함한다. 상기 외부층은 상기 내부층보다 더 얇고 더 단단하며, 순환 벨트(1)로 구체화된다. 상기 순환 벨트(1)는 상기 내부층을 느슨하게 둘러싸므로 상기 벨트는 상기 내부층에 대하여 상대적으로 배치될 수 있다. 벨트의 작동을 향상시키기 위하여, 상기 벨트는 편향 레일(2) 위에서 가이드되고, 상기 레일의 단면 주변부(u)는 상기 드로잉 롤러 프레임에서 추출되는 섬유 재료(F)의 평균적인 기본 길이보다 길다. 또한 벨트는 이중 실 중간층을 구비하고, 제1실 중간층은 제2실 중간층에 반대 방향으로 감겨지므로, 제1실 중간층의 실들은 제2실 중간층의 실들과 교차한다.

Description

방적기용 롤러 드래프팅 장치의 편향 레일 선정방법{METHOD FOR SELECTING DEFLECTION RAIL OF A ROLLER DRAFTING APPARATUS FOR SPINNING MACHINE}

본 발명은 방적기의 롤러 드로잉 장치에 관한 것으로, 특히 드래프팅 필드의 출력단에서 압력 롤러의 커버가 외부층과, 압력 롤러의 코어에 고정된 내부층으로 구성되며, 외부층은 내부층보다 얇고 단단하다. 또한 외부층은 내부층을 느슨하게 둘러싸고 있어서 외부층은 내부층에 대하여 상대적으로 회전 가능하다.

그러한 장치는 DE 102 60 025.02에 기술되어 있다. 인출 실린더(withdrawal cylinder) 상의 에이프론 커버(apron covering)는 일반적인 드래프팅 에이프론(drafting apron)의 경우보다 약 40배 더 빠르게 작동하기 때문에, 에이프론 커버는 잘 가이드되고 편향 레일(deflection rail) 상에서 가능한 적은 마찰을 일으키는 것이 매우 중요하다. 그러므로 에이프론 커버의 가이드를 위해 필요한 장력은 매우 작고, 에이프론 커버가 무부하 상태에서 원주 방향으로 대략적으로 원형 형상인 경우 유리하게 생성된다(DE 10348453 A1). 에이프론 커버가 편향 롤러 상에서 미끄러지도록 하는 이러한 작은 장력 환경 하에서, 이 장치의 다소 긴 동작 동안 섬유는 편향 롤러 상에 모인다. 그 결과 편향 레일 상에서 쉽게 미끄러지는 것을 방지하는 중첩부가 편향 레일 주위에 형성되고, 점점 더 큰 장력을 생성하여 결국에는 편향 레일을 고장낸다.

또한 종방향으로의 팽창을 방지하는데 적용되는 방적사 인서트(yarn insert)는 방적사(yarn)를 첫번째 내부층 상에 감음으로써 주로 생성되고 이후 다른 층에 의해 덮힌다는 점에서, 편향 레일 상의 에이프론 커버의 동작 특성들은 불리하게 영향받는다. 결과적으로, 높은 작동 속도에서 에이프론 커버는 감기는 것에 대응하여 비대칭적으로 동작하고, 한 측으로 벗어나는 경향을 가진다. 이러한 점들은 편향 레일 상에서 에지들의 위치를 잡는데 있어서 방해된다. 그러나 에이프론 커버의 경계부들은 압력을 받으며, 에지에 대하여 동작함으로써 닳게 된다.

종래 발명은 상술한 불리한 점들과 편향 레일 상에서 아주 빨리 동작하는 에이프론 커버가 미끄러지는 동안 발생하는 역효과들을 회피하는데 있어서 문제점을 가진다.

이러한 문제점은 클레임 1, 16 및 17의 특징들 그리고 종속 클레임들의 특징들에 의해 해결된다. 편향 레일의 단면의 둘레를 충분히 큰 치수로 한다면 이러한 중첩부의 문제는 해결될 수 있다는 것이 놀랍게도 밝혀졌다. 편향 레일의 단면의 둘레는 드래프팅 장치(drafting apparatus)에서 수행되는 섬유 재료의 가장 긴 섬유의 길이보다 긴 것이 바람직하다. 한계 에지들에 대하여 빠르게 작동하는 에이프론 커버의 작동은, 에이프론의 작동 방향에 대하여 수평 방향으로 편향 롤러의 에이프론 미끄러짐 표면(apron gliding surface)의 곡률에 의해 방해된다. 특히 순환 에이프론(endless apron)으로 제작된 커버에는 이중 방적사 인서트(double yarn insert)가 마련되고 방적사 인서트들이 서로 반대 방향으로 감겨진다면, 에지들에 의한 제한은 전체적으로 제거될 수 있다.

방적사 인서트들이 각각 서로 반대 방향으로 감기는 것은 높은 작동 속도에서 에이프론 커버의 비대칭적인 동작을 방지한다. 또한 견고한 홀더를 사용할 때 에이프론 커버는 교체될 수 있다. 에이프론 커버의 견고한 홀더는 자유롭게 회전 가능한 방식으로 압력 롤러(pressure roller) 상에 결합되고, 드래프팅 장치의 상부 롤러 이송 암 상의 멈춤부를 통해 지지되는 것이 바람직하다. 이와 같은 방식으로 특히 간단하고 작동상 믿을 수 있는 에이프론 커버의 가이드가 이루어진다.

본 발명의 더욱 상세한 사항은 도면들을 이용하며 설명될 것이다.

도 1은 드래프팅 장치를 절단한 단면도이다.

도 2 내지 도 4는 편향 레일의 서로 다른 단면 프로파일들이다.

도 5는 홀더를 갖춘 편향 레일의 일체형 디자인이다.

도 6은 홀더를 갖춘 교체 가능한 편향 레일이다.

도 7은 서로 반대 방향으로 감긴 방적사 인서트들을 갖춘 에이프론 커버이다.

도 8은 에이프론 커버 홀더의 다른 실시예의 평면도이다.

도 9는 도 8의 에이프론 커버 홀더의 삽입 상태 및 단면을 나타내는 도면이다.

도 1의 드래프팅 장치는 하부 실린더(31, 61, 71)을 갖춘 이중 에이프론 드래프팅 시스템의 일반적인 구성을 보여준다. 상기 장치에 의해 섬유 구조체(F)는 방적사(F')(yarn)로 추출된다. 미들 압력 롤러(6)(middle pressure roller)는 에이프론 케이지(63)(apron cage)에 의해 가이드되고 인장되는 드래프팅 에이프론(60)(drafting apron)에 의해 둘러싸인다. 하부 실린더(61)는 편향 레일(64) 위로 작동하는 드래프팅 에이프론(62)에 의해 둘러싸이고, 상부 에이프론(60)에 의해 압력이 가해진다. 컴프레셔(8,9)는 섬유 구조체의 압축을 위한 드래프팅 필드(drafting field)의 전방 및 드래프팅 필드에 마련된다.

이송 실린더쌍(delivery cylinder pair)은 하부 실린더(31) 및 압력 롤러(3)로 구성되고, 편향 레일(2) 위로 동작하는 에이프론 커버(1)에 의해 둘러싸인다. 압력 롤러(3)는 다른 압력 롤러(6,7)들보다 약 40 또는 60배 빠른 속도를 가지므로, 에이프론 커버(1)는 매우 빨리 작동해야 한다. 그러므로 편향 레일(2)에는 부드럽고 마찰이 작은 에이프론 슬라이딩 표면(27)(apron sliding surface)이 마련되고, 에이프론으로 디자인된 압력 롤러(3)의 커버(1)는 아주 조금 인장된다. 장력이 작용하지 않은 상태에서 원형 형상을 취하는 에이프론 커버(1)의 고유의 장력은 이를 위해 충분하다. 에이프론 커버(1)는 편향 레일(2)의 배열에 의해 늘어난다. 결과적으로 생성되는 장력은 에이프론 커버(1)의 지장없는 작동을 위해 충분하다.

클리어러 롤러(5)(clearer roller)는 일반적으로 압력 롤러(3) 및 에이프론 커버(1)의 상측에 배치되는데, 에이프론 커버(1)를 섬유 없이 유지하기 위함이다. 그러나 드래프팅 장치의 다소 긴 동작 시간 동안 섬유는, 에이프론 커버(1)와 편향 레일(2)의 에이프론 슬라이딩 표면(27) 사이에서, 에이프론 커버(1)의 내부에 축적되는데, 그 섬유는 클리어러 롤러에 의해 제거되지 않고 클리어러 롤러에 의해 방지될 수도 없다. 이러한 섬유는 단단히 고정되어서, 섬유들의 점점 더 큰 축적물은 편향 레일(2)의 슬라이딩 표면(27) 상에서 성장하고, 에이프론 커버(1)의 장력은 용납할 수 없을 정도로 증가한다. 그러한 장력은 커져서 에이프론 커버(1)에는 상당한 제동이 걸리고, 공정은 불리하게 영향받으며, 편향 레일(2)은 손상된다. 에이프론 커버(1)와 편향 레일(2)의 에이프론 슬라이딩 표면(27) 사이에서의 섬유의 축적은 편향 레일(2), 특히 단면의 주변부(u)의 형상에 의해 방해를 받는다. 주변부(u)의 크기가 중요하다는 것이 밝혀졌으며, 어떠한 경우에 있어서도 드래프팅 장치에서 추출되는 섬유 재료의 평균적인 기본 길이보다 커야 한다. 예를 들면, 편향 레일(2)의 단면 주변부(u)가 평균적인 섬유 길이의 적어도 1.5배일 때 좋은 결과가 얻어졌다. 섬유의 출발부과 끝단부는 편향 레일(2)의 주변부(u) 둘레의 링에서 마감될 수 없다는 것은 명백하게 중요하므로, 편향 레일(2)의 단면 둘레(u)는 롤러 드래프팅 장치에서 추출되는 섬유 재료의 가장 긴 섬유보다 다소 긴 것이 바람직하다.

심지어 단면의 형상조차도 일정 역할을 수행한다. 도 2에 따르면 단면의 형상은 원형일 수 있다. 그러나 도 1 또는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같은 단면의 형상은 에이프론 커버(1)에 섬유가 축적되는 것을 가장 잘 방지한다. 그러나 섬유들이 편향 레일(2)의 둘레에서 링을 형성할 수 없을 정도로 단면 주변부(u)가 충분히 크다는 사실은 중요하다. 예를 들면, 도 3에서 에이프론 슬라이딩 표면(27)의 단면은 원형 원호의 형상을 가지지만, 측면(flank)들은 평평하다. 도 1에 따르면 편향 레일(2)에서 편향 레일(2)의 단면은 직사각형이다. 그러나 짧은 측면들은 아치 형상으로 둥글게 형성되어서, 에이프론 슬라이딩 표면(27)은 둥글게 형성된다. 도 4에 따른 실시예에 있어서, 편향 레일(22)의 에이프론 슬라이딩 표면(27) 또한 둥글게 형성된다. 그러나 측면들은 직선 형태를 유지한다. 이러한 단면 형상은 압력 부하에 특히 잘 견디며 더 작은 에이프론 슬라이딩 표면(27)을 제공하므로 에이프론 커버(1)에는 더 적은 마찰력이 가해진다. 도 1을 통해 알 수 있듯이, 클리어러 롤러(5)는 압력 실린더(3) 상측에 배열되는 것이 유리한데, 에이프론 커버(1)의 외측에 섬유가 없도록 하기 위함이다.

도 5는 한 쌍으로 배열된 2개의 편향 레일(23)을 갖춘 홀더(4)(holder)를 보여준다. 홀더(4)는 치크(41)(cheek)들을 포함하는데, 홀더(4)는 치크(41)들을 이용하여 압력 롤러(3)의 축(65)에 얹혀 있다. 치크(41)들은 2개의 편향 레일(23)들과 일체형으로 설계된다. 편향 레일(23)은 원통형의 에이프론 슬라이딩 표면(27)과 측면 플랜지(24)들을 포함하는데, 이는 에이프론 커버(1)의 미끄러짐을 방지한다. 편향 레일(23)들을 갖춘 홀더(4)의 일체형 설계의 결과로, 이 부재는 특히 유리하게 단 하나의 부재로 생산될 수 있고 설치될 수 있다.

도 6은 도 5의 홀더와 유사한 실시예를 보여주는데, 여기서는 편향 레일(200)이 나사산에 의해 홀더의 치크(41)들에 나사결합되고, 홀더(4)를 통채로 교체하지 않고 편향 레일(200)이 교체될 수 있다. 이와 같은 방식에서 서로 다른 스핀들 피치로의 개조가 가능하다. 또한 편향 레일(200)들에는 약간의 곡선 형상의 에이프론 슬라이딩 표면(203)이 마련된다. 에이프론 커버(1)는 에이프론의 운전 방향에 대하여 수평 방향으로 형성된 곡선에 의해 슬라이딩 표면(23)의 중앙부에 유지되는데, 이는 에이프론 커버(1)가 슬리브(204)(sleeve)에 대하여 동작하는 것을 방지한다. 플랜지는 편향 레일(200)의 자유단에서 제거될 수 있으며, 이는 에이프론 커버(1)의 제거를 간단하게 한다.

도 8은 에이프론 커버(1)를 위한 홀더(40)의 다른 실시예를 보여준다. 압력 롤러(3)의 일반적인 설계에 따르면, 편향 레일(25)들은 홀더(40)의 치크(42)들 상에 쌍으로 형성되므로 홀더(40)와 함께 일체로 형성된다. 치크(42)들은 함몰부(44)들을 포함하는데, 홀더(40)는 함몰부(44)에 의해 얹혀지고 압력 롤러(3)의 축(65) 위에 지지된다. 측면 플랜지(26)는 편향 레일(25)들의 각 자유단에 형성되고, 플랜지는 편향 레일(25)의 에이프론 슬라이딩 표면(203) 상으로 연장된다.

도 9는 도 8의 단면 AA에 대응하여 홀더(40)를 바라보면서 삽입 상태의 홀더(40)를 보여준다. 압력 롤러(3)의 축(65)은 일반적으로 상부 롤러 이송 암(51)(upper roller carrying arm)의 스프링 클램프(자세히 도시되지 않음)(spring clamp)에 지지된다. 홀더(40)는 압력 롤러 축(65) 상에서 함몰부(44)들에 의해 치크(42)들을 잡고, 압력 롤러 축(65) 둘레로 자유로이 피봇한다. 홀더(40)는 압력 롤러(3)와 에이프론 커버링(1)을 통해 작용하는 토크에 따른 작동 동안 반시계 방향으로 피봇하므로 상부 롤러 이송 암(51) 상에서 멈춤부(43)를 통해 지지되고 이 위치에서 고정된다. 이러한 경우는 약 30˚의 각도에서 발생하는 것이 유리하다. 이와 같이 잠기는 것은 매우 간단하고 특별한 잠금 수단 없이도 에이프론 커버(1)와 함께 전체 홀더(40)의 조립 및 해체를 확실하게 한다. 에이프론 커버(1)는 플랜지(26)를 통해 편향 레일(25)에 대하여 수평 방향으로 압력 롤러(3)로부터 쉽게 벗겨질 수 있다. 그럼에도 불구하고 압력 롤러(3)의 높은 회전 속도에서도 에이프론 커버(1)의 믿을만한 고정 유지 및 가이드가 확보된다.

DE 102 60 025.2에 기술된 바와 같이, 에이프론 커버(1)는 에이프론 커버(1)의 이송 방향을 따라 방적사 인서트에 의해 굳어지고, 따라서 이 방향으로 주로 비탄성이다. 방적사 인서트는 에이프론 커버(1)의 생산 동안 에이프론 커버(1)의 작동층 상에 나선형으로 감긴다. 에이프론 커버(1)의 절단 공정 동안, 투사 프린지(projecting fringe)들이 플랜지들 상에서 방적사 인서트에 의해 생산된다. 이러한 점은 불리하다. 왜냐하면 프린지들은 섬유들의 축적을 야기하기 때문이다. 에이프론 경계부(13)들에 섬유가 전혀 축적되지 않도록 하기 위해 에이프론 경계부(13)들은 완전히 매끄러워야 한다. 그러한 프린지 없는 절단은 레이저를 이용한 절단을 통해 가능하다.

나선 형상으로 적용된 방적사 인서트의 결과로서, 에이프론 커버(1)는 비대칭적인 양태를 보이며 플랜지(24)에 대하여 한 측부 상에서 작동한다. 그 결과 매끄럽게 절단된 경계부(13)는 거칠어지고, 프린지 형성 및 상술한 부정적인 영향들이 다시 발생한다. Z 형상의 방적사 인서트(11) 및 S 형상의 방적사 인서트(12)의 적용은 나선형 감김으로 방적사의 엇갈림을 야기한다. 게다가 이러한 점은 비대칭적인 양태를 방해한다. 에이프론 커버(10)는 균일하게 작동하므로, 경계부(13)들 상에서의 작동으로 인한 손상은 전혀 발생하지 않는다. 편향 레일(200)의 에이프론 슬라이딩 표면(203)이 에이프론의 진행 방향에 대하여 횡방향으로 작은 곡률을 가진다면, 플랜지(24)들조차 생략될 수 있다. 에이프론 커버(10)는 그 결과 슬라이딩 표면(203)의 중앙부에 일정하게 유지되고 가이드된다. 편향 레일(200)이 견고하게 배열되더라도, 외부 플랜지(24)들의 생략은 에이프론 커버(10)를 훨씬 쉽게 교체할 수 있는 장점을 가진다. 도 6에 따른 실시예에서, 에이프론 커버(10)는 편향 레일(200)의 측방으로 간단히 밀릴 수 있다. 플랜지 상의 상승부는 불필요하다.

상술한 모든 수단은 에이프론 커버(1, 10)의 쉽고 고장 없는 공정을 가져온다. 에이프론 커버(1, 10)는 매우 높은 속도로 작동하기 때문에 작은 교란도 크게 작용할 수 있다. 상술한 수단들은 압력 롤러(3)의 높은 회전 속도에서도 간단한 방법으로 교란들을 방지할 수 있고 에이프론 커버(1)의 거부할 수 없는 공정을 달성할 수 있다.

Claims

드래프팅 필드(drafting field)의 출력단에 배치된 압력 롤러(pressure roller)를 위한 커버는 외부층과 상기 압력 롤러의 코어에 고정되는 내부층을 포함하고, 상기 외부층은 상기 내부층보다 더 얇고 더 단단하며 상기 내부층을 느슨하게 둘러싸는 순환 에이프론(endless apron)으로 설계되며, 상기 에이프론은 상기 내부층에 대하여 상대적으로 이동 가능하며 편향 레일(2,20,21,22,25,200) 위를 슬라이딩하는, 방적기(spinning machine)용 롤러 드래프팅 장치(roller drafting apparatus)에 있어서,

상기 편향 레일(2,20,21,22,25,200)은 단면의 둘레가 상기 롤러 드래프팅 장치에서 추출되는 섬유 재료의 평균적인 기본 길이보다 긴 것을 특징으로 하는, 방적기용 롤러 드래프팅 장치의 편향 레일 선정방법.
제1항에 있어서,

상기 편향 레일(2,20,21,22,25,200)의 단면 주변부(u)는 상기 평균적인 섬유 길이의 적어도 1.5배인 것을 특징으로 하는, 방적기용 롤러 드래프팅 장치의 편향 레일 선정방법.
제1항에 있어서,

상기 편향 레일(2,20,21,22,25,200)의 단면 주변부(u)는 상기 롤러 드래프팅 장치에서 추출되는 섬유 재료의 가장 긴 섬유보다 긴 것을 특징으로 하는, 방적기용 롤러 드래프팅 장치의 편향 레일 선정방법.
제1항에 있어서,

상기 편향 레일(2,20,21,22,25,200)은 원형 원호 형상의 단면을 가지는 에이프론 슬라이딩 표면(27,203)(apron sliding surface)을 구비하는 것을 특징으로 하는, 방적기용 롤러 드래프팅 장치의 편향 레일 선정방법.
제1항에 있어서,

상기 편향 레일(2,20,21,22,25)의 단면은 원형 또는 평평한 것을 특징으로 하는, 방적기용 롤러 드래프팅 장치의 편향 레일 선정방법.
제1항에 있어서,

상기 편향 레일(2)의 단면은 짧은 측면들이 원호 형상으로 둥글게 형성된 직사각형 형상인 것을 특징으로 하는, 방적기용 롤러 드래프팅 장치의 편향 레일 선정방법.
제4항에 있어서,

상기 편향 레일(200)의 에이프론 슬라이딩 표면(203)은 에이프론 진행 방향에 대하여 수평 방향으로 곡률을 구비하는 것을 특징으로 하는, 방적기용 롤러 드래프팅 장치의 편향 레일 선정방법.
제7항에 있어서,

상기 편향 레일(200)의 에이프론 슬라이딩 표면(203)은 그 자유단에서 플랜지에 의하여 제한되지 않는 것을 특징으로 하는, 방적기용 롤러 드래프팅 장치의 편향 레일 선정방법.
제1항에 있어서,

상기 편향 레일(2,20,21,22,25,200)은 상기 에이프론(1)에 의해 둘레가 감긴 압력 롤러(3)를 마주보며 견고하게 지지되는 것을 특징으로 하는, 방적기용 롤러 드래프팅 장치의 편향 레일 선정방법.
제9항에 있어서,

상기 편향 레일(2,20,21,22,25,200)은 상기 압력 롤러(3)의 축(65)에 의해 지지된 홀더(4,40)에 고정되는 것을 특징으로 하는, 방적기용 롤러 드래프팅 장치의 편향 레일 선정방법.
제10항에 있어서,

상기 홀더(4,40)는 상기 압력 롤러의 축 상에서 자유롭게 회전 가능하게 지지되는 것을 특징으로 하는, 방적기용 롤러 드래프팅 장치의 편향 레일 선정방법.
제10항에 있어서,

상기 홀더(4,40)는 상기 압력 롤러의 축(65) 상의 함몰부(44)와 함께 연장되는 치크(41,42)들을 구비하는 것을 특징으로 하는, 방적기용 롤러 드래프팅 장치의 편향 레일 선정방법.
제10항에 있어서,

상기 홀더(40)는 바람직한 동작 위치에서 상기 홀더(40)를 고정하는 멈춤부(43)를 구비하는 것을 특징으로 하는, 방적기용 롤러 드래프팅 장치의 편향 레일 선정방법.
제1항에 있어서,

상기 에이프론(1,10)는 상기 편향 레일(2,20,21,22,25,200) 상에서 작동할 때 굽힘 강도에 의해 인장되는 것을 특징으로 하는, 방적기용 롤러 드래프팅 장치의 편향 레일 선정방법.
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