KR20130018171A - 권취장치 및 그 제어방법 - Google Patents

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게오르그 샴 게젤샤프트 미트 베슈랭크터 하프퉁 운트 콤파니 코만디트 게젤샤프트
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Abstract

본 발명은 연속적으로 공급되는 권취재(2a, 2b)가 공통의 스핀들(18)상에 지지되는 적어도 2개의 릴(3a, 3b)에 평행하게 감기는 권취장치(1)를 제어하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 제어신호가 생성되고, 제어신호를 이용하여 작동기(20, 21)가 영향을 받는다. 작동기(20, 21)는 제어신호에 따라 적어도 하나의 릴(3a, 3b)에 미치는 가압롤러(13)의 가압력을 변경한다.
본 발명에 따르면, 제어신호, 및 이로 인하여 릴(3a, 3b)에 미치는 가압롤러(13)의 가압력은 권취재(2a, 2b)의 장력에 의존하거나 댄서롤(8a, 8b)의 편향에 의존함으로써, 권취재(2a, 2b)의 장력의 변화 또는 댄서롤(8a, 8b)의 편향에 의해 가압력의 변화가 발생한다. 이를 통해 (스핀들 18의 회전수 제어에 대해 부가적으로) 권취재(2a, 2b)의 장력이 영향을 받을 수 있다.

Description

권취장치 및 그 제어방법{WINDING MACHINE AND METHOD FOR CONTROLLING THEREOF}
본 발명은 권취장치의 제어방법에 관한 것으로, 이러한 방법에서는 연속적으로 공급되는 예를 들어 실, 밴드, 와이어, 연사 등의 권취재(捲取材)가 공통의 스핀들 상에서 지지되는 2개 이상의 릴(reels)에 감겨진다. 또한 본 발명은 권취장치에 관한 것이기도 하며, 이러한 권취장치를 이용하여 연속적으로 공급되는 권취재가 복수 개의 릴에 평행하게 권취된다.
공지된 권취장치에서는, 특히 직접적으로 권취재를 위한 제조장치 또는 권취재를 위한 저장장치를 포함하여 형성되는 준비단으로부터, 연속적인 권취재는 권취장치 내의 공급경로를 거쳐 권취단에 공급되고, 권취단에서 권취재는 슬리이브를 포함하거나 포함하지 않는 상태에서 스핀들 상에 지지되는 하나의 릴이 되도록 가공된다. 권취과정중에 권취재는 공급경로 상에서 횡방향운동장치에 의해 스핀들에 대해 평행하게 왕복 운동을 하고, 이를 통해 입체적인 릴이 형성된다. 릴의 직경이 증대될 때에도 릴의 권취외면과 횡방향운동장치 사이의 균일한 간격을 보장하기 위해, 횡방향운동장치는 릴의 권취외면에서 가압롤러에 의해 지지된다. 릴의 직경이 변경되면, 릴의 회전축과 가압롤러 사이의 필요한 상대적 동작이 야기될 수 있는데, 가압롤러가 횡방향운동장치와 함께, 릴의 위치 고정적 회전축과 함께 움지이거나, 가압롤러는 횡방향운동장치와 함께 위치 고정적으로 배치되나 릴의 회전축은 옮겨짐으로써 야기될 수 있다. 릴의 권취외면의 전체 종방향 연장부에 걸쳐 가압롤러의 균일한 가압력을 이끌어내기 위해, 가압롤러는 스핀들에 대해 평행하게 배향된다. 가압롤러는 새로 공급되는 권취재를 릴의 권취외면으로 가압하는 역할을 한다. 이와 같이 제조된 릴의 권취물의 패킹 밀도는 가압롤러의 가압력에 의존한다. 릴은 완성 이후에 예를 들어 권취재의 수송, 보관 및/또는 재가공을 위해 역할한다.
준비단으로부터의 권취재가, 릴의 영역에서 권취장치에 의해 상기 권취재가 감겨지거나 제거될 때와 다른 속도로 공급되면, 이는 공급경로내에서 권취재의 길이 변화를 야기한다. 예를 들어, 공급속도와 이송속도가 상이한 이유로는, 예를 들어 생산과 관련하여 편차를 가지는 권취재 제조공정으로 인하여 준비단으로부터의 권취재 공급속도가 변경되는 것, 그리고/또는 예를 들어 권취재의 감김 오류, 권취물의 직경 편차 및 권취재 자체의 직경 편차로 인하여 릴에서의 이송속도가 변경되는 것을 들 수 있다. 공급경로 내에서 권취재의 길이가 변경되면, 권취재 내에서 장력이 달라지는 결과를 초래할 수 있다. 특히 민감한 권취재를 감기 위해 그리고/또는 양호하게 풀려나가도록 하는 균일한 릴들의 구성을 위해, 가능한 한 균일한 장력을 가진 권취재를 감는 것이 필요하다. 다른 응용물에 있어서, 권취 공정 동안 권취재의 장력 변화는 소정의 장력 흐름에 상응해야 한다. 이러한 점은, 권취재의 변경된 장력 또는 소정의 장력 흐름에 대한 권취재의 장력 편차에 반작용하기 위해, 적합한 조처들을 필요로 한다.
권취재내의 장력에 영향을 미치기 위한 공지된 조처는 특허문헌 EP 1 190 974 B1으로부터 공지되어 있다. 이 특허문헌에서 설명된 권취장치에서는, 권취재는 공급경로상에서 실질적으로 위치 고정적인 방향 전환 롤을 경유하여 안내되며, 방향전환롤은 기계 프레임에서 지지장치에 의해 지지된다. 지지장치는 기준 굽휨영역을 제공하고, 이 영역에서는 스트레인 게이지 스트립(strain gauge strip)으로서 형성된 센서가 권취재의 장력을 감지한다. 센서의 출력 신호는 제어유닛에 공급되고, 제어유닛은 스핀들을 위한 구동부를 조정한다. 제어유닛 내에 표 또는 특성 다이어그램이 저장될 수 있고, 이는 권취재의 장력 감소 또는 증가에 따라 스핀들의 구동부를 위한 제어신호의 변경을 모사한다. 구동부의 제어는, 릴의 회전수 변화로 인하여 릴에서 권취재의 이송속도가 변경됨에 따라 권취재의 변경된 장력에 반작용하는 방식으로 이루어진다. 권취장치를 이용하여, 각각 스핀들에 의해 기계프레임에서 지지되는 5개의 릴들의 병렬 감김이 이루어진다. 이 특허는 센서가 집적된 지지 장치의 구성적 형성을 위해, 그리고 센서의 측정 정확도에 영향을 미치기 위해 서로 다른 다양한 가능성들을 설명한다.
권취재 내에서 장력에 영향을 미치기 위한 대안적 또는 누적적인(cumulative) 가능성은 특허문헌 DE 37 23 593 C1으로부터 공지되어 있다. 이 특허문헌은 교차형 권취장치를 설명하는데, 이러한 권취장치에서 권취 공정의 진행 중에 권취재의 장력은 권취물의 직경이 증가함에 따라 자동으로 증대되어야 한다. 이를 위해, 릴의 권취외면의 직경 증대에 따라, 스위블 프레임(swivel frame)을 포함한 가압롤러가 선회한다. 스위블 프레임의 선회 동작은 레버 구동부를 작동시키고, 레버 구동부에 의해 스프링의 스프링 저부가 위치 조절될 수 있으며, 다른 스프링 저부는 댄서롤(dancer roll)의 선회 가능한 댄서암(dancer arm)과 결합되어 있다. 센서에 의해 댄서암의 선회각이 감지되고, 이 때 센서는 비접촉식으로 작동하는 근접 스위치(proximity switch)로서 형성되며, 근접 스위치는 댄서암에 의해 선회하는 캠 디스크와의 이격거리를 감지한다. 제어유닛에 의해, 여기서는 차동 부재 및 필수 부재를 포함하는 제어유닛에 의해, 스핀들의 구동부를 제어할 때 이용하는 장력이 제어됨으로써, 댄서암은 가능한 한 일정한 선회 위치를 유지한다. 최종적으로, 이러한 제어의 결과로, 권취물의 권취외면의 직경 확대, 스위블 프레임의 선회, 레버 구동부의 작동 및 스프링 저부의 위치 조절에 따라, 권취재 내에서 장력이 목적에 맞게 변경되게 할 수 있고, 이 때 변경 특성은 스위블 프레임, 레버 구동부 및 스프링에 의한 댄서암과의 결합에 따른 운동학에 의존한다.
특허문헌 EP 1 190 974 B1에 따르면, 릴의 구동 회전수 제어가 너무 느리거나 부정확하면, 준비단을 경유하는 권취재의 공급 속도와 릴에 의한 권취재의 제거 속도간의 차이에 상응하여, 공급경로 내에서 권취재의 길이 변화 및 이와 결부된 권취재의 연신(strain) 변화가 발생한다. 연신 변화는 권취재의 종방향 강성도(longitudinal stiffness)에 의존하여 직접적으로, 권취재 내에서 장력 변화를 야기함으로써, 이러한 실시 형태를 위해 권취재 내에서 장력의 편차는 스핀들의 회전수의 제어 품질에 직접적으로 의존한다. 반면 특허문헌 DE 37 23 593 C1으로부터 공지된 실시 형태는, 릴의 구동 회전수가 부정확하게 제어될 때에도, 공급경로 내에서 권취재의 길이의 특정한 변화를 수용하고 균등화(equalization)하는 것은 댄서롤의 균등화 동작에 의해 가능해지며, 이를 통해 원하지 않는 장력 변화는 적어도 줄어든다.
언급한 문헌들에서, 권취재 내의 장력에 영향을 미치기 위해 앞에 언급한 조처들은 스핀들상에서 지지된 단일의 릴에 의해 권취재가 제거되는 것을 위해 설명된다. 스핀들 상에 공통적으로 2개의 (또는 그 이상의) 릴들이 지지되고 이러한 릴들이 다함께 회전하며 평행하게 권취되는 경우에, 릴의 구동 회전수 제어에 의해 장력을 일정하게 유지하는 것은 불가능하거나 제한적으로만 가능하다. 이 경우, 권취재의 변경된 장력의 균등화는 릴의 구동 회전수 제어에 의해 가능하되, 릴들로 향하는 두 공급경로에 있어서, 수치와 방향과 관련하여 권취재의 장력의 동일한 변화가 일어날 때에만 가능하다. 그러나 실제로, 두 병렬 공급경로들상에는 전적으로, 서로 다른 장력 및 장력 변화가 발생할 수 있다. 이 경우, 이러한 릴로 향하는 공급경로 내에서 권취재의 변화에 반작용하기 위해, 릴의 회전수 정합이 이루어지면, 직접적으로, 다른 릴로 향하는 공급경로상에서 권취재 내의 장력이 변경되는데, 이는 원하지 않는 경우일 수 있다. 여기서, 댄서롤의 사용은 각각, 릴들로 가는 권취재의 공급경로상에서 제한적으로 유용한데, 이러한 릴들은 개별적으로 공급경로들에서 권취재의 길이 변화를 수용할 수 있다. 물론 스프링의 영향에 반하여 댄서암이 선회하는 것은, 상황에 따라, 권취재의 장력 변화도 야기한다. 이러한 원하지 않는 효과는 예를 들어, 댄서롤이 공압실린더(pneumatic cylinder)에 의해 공압실린더의 작용 방향에서의 자유도를 포함하여 지지됨으로써, 제거될 수 있다. 공압실린더는 일정한 압력으로 조정될 수 있고, 이러한 압력은 댄서롤의 편향과 무관하게 권취재의 일정한 장력을 야기한다. 그러나, 어떠한 경우에도, 댄서롤에 의해 수용 가능한 권취재의 최대 길이가 초과되고 댄서롤이 스토퍼(stopper)에 도달하면, 권취재의 장력 변화가 일어나며, 이로써 부가적인 균등화 동작이 더 이상 가능하지 않다.
특허문헌 DE 27 21 972 A1으로부터, 릴에 실을 감기 위한 방법 및 장치가 공지되어 있으며, 이때 실이 릴에 감길 때의 감김 속도는 조절 가능하다. 릴은 이 문헌에서 구동 롤러라고도 하는 가압롤러에 의해 구동하며, 이때 릴 또는 가압롤러는 실린더형이거나, 그 반대로 가압롤러 또는 릴은 원추형으로 형성된다. 릴은 가압롤러에 대해 상대적으로 선회 가능하다. 이를 통해, 평균적인 전체 가압력의 변화 없이, 릴과 구동 롤러 사이의 접촉 압력 흐름이 달라질 수 있어서, 접촉 압력 흐름에 따라 감김 속도는 증대되거나 감소되어야 한다. 선회의 정도 및 방향에 대한 조정값으로서, 여기서는 공급된 실의 실 장력이 기능할 수 있다. 단일의 가압롤러에 의해 복수 개의 릴들을 구동할 때, 각각의 릴의 독립적인 선회가 필요하다.
특허문헌 DE 25 13 981 A1에는 릴에 실을 감을 때 실 장력의 제어 및/또는 조정을 위한 방법 및 장치가 공개되어 있다. 실 장력은 연속적으로 탐지되고, 기준값 편차를 전제로 하여 조정되되, 이 문헌에서 감김 롤러라고 칭하는 가압롤러에 대해 릴이 상대적으로 선회함으로써 조정된다. 이러한 가압롤러는 접촉 라인을 따라 릴과 접촉하고 이러한 가압롤러에 의해 릴이 구동한다. 이때 가압롤러는 원추형으로 형성됨으로써, 선회에 의해, 접촉 라인의 일측 말단 또는 다른 말단쪽으로 가면서 가압롤러에 미치는 릴의 접촉 압력이 증대된다. 릴은 더 큰 접촉 압력의 영역에서 가압롤러에 의해 구동하므로, 선회에 의해 릴의 원주 속도 및 이로 인한 실의 감김 속도도 변경됨으로써, 실 장력은 다시 기준값에 근접한다.
특허문헌 US 4,184,646으로부터 공지된 권취장치에서, 공급되는 실의 실 장력 변화는 연신 게이지 스트립에 의해 인지된다. 연신 게이지 스트립의 신호에 근거하여, 가압롤러에 대해 상대적으로 릴을 선회시키는 작동기를 위한 제어신호가 생성된다. 릴이 선회함으로써, 가압롤러에 의해 구동하는 릴이 가압롤러에 미치는 접촉 압력이 변경됨으로써, 감김 속도는 증대되거나 감소하고, 실 장력은 소정의 값만큼 조정될 수 있다.
특허문헌 DE 27 21 972 A1, DE 25 13 981 A1, US 4,184,646에 따르면, 실 장력에 영향을 미치는 것은 릴의 회전수를 간접적으로 조정함으로써 이루어진다. 가압롤러의 구동부는 구동 회전수(n1)를 가진 모터에 의해 이루어지며, 이때 가압롤러는 변속비(i)를 가진 마찰 구동부에 의해 릴을 회전수 (n2 = i x n1 )로 구동시킨다. 변속비는 구동 롤러의 권취외면과 릴의 권취외면 사이의 마찰 접촉에 의해 형성된다. 이때, 릴의 회전수(n2)는 마찰 구동부의 변속비(i)의 변화에 의해 조정된다. 마찰 구동부의 변속비(i)의 변화는 2개의 서로 다른 메카니즘에 의해 이루어질 수 있다:
a) 가압롤러와 릴 사이의 가압력 변화에 의해, 가압롤러와 릴 사이의 슬리피지(slippage)는 변경될 수 있다. 슬리피지 변화는 상황에 따라 원하지 않기도 하는데, 특히 슬리피지의 증대는 예기치 않은 릴의 구동 상태를 야기할 수 있으며, 이는 예를 들어 제조된 권취물의 정확도를 감소시키는 결과를 초래하기 때문이다.
b) 릴 또는 가압롤러의 원추형 형성 시, 릴 또는 가압롤러의 선회는, 릴과 가압롤러 사이의 마찰 접촉이 최소의 슬리피지 또는 소멸성 슬리피지를 포함하여, 원추형 릴 또는 원추형 가압롤러의 변경된 직경으로 바뀌도록 할 수 있다. 그러나, 이러한 점은 원추형 릴 또는 가압롤러의 사용을 반드시 전제로 한다.
짧게 요약하자면, 마지막에 언급한 종래 기술은 실 장력의 제어를 위해, 특히 릴의 회전수의 직접적 제어, 또는 구동된 구동 롤러와 이로부터 마찰 구동부에 의해 구동된 릴 사이에서 마찰 구동부의 변속비(i)가 변경됨에 따라 릴의 회전수의 간접적 제어를 개시한다.
본 발명이 기초로 하는 과제는 권취장치를 제어하기 위한 방법을 제안하는 것으로, 상기 방법은, 공통의 스핀들상에 지지된 적어도 2개의 릴에 연속적으로 공급되는 권취재를 병행식으로 감을 때, 권취재 내에서 장력에 영향을 미치거나/미치고 댄서롤의 편향에 영향을 미치기 위해 확대되거나 대안적인 가능성들을 제공한다. 또한, 본 발명이 기초로 하는 과제는 권취장치를 제안하는 것이기도 하며, 이러한 권취장치는 연속적으로 공급되는 권취재를 릴에 평행하게 감을 때 댄서롤의 편향 및/또는 권취재의 장력의 제어를 개선할 수 있다.
본 발명에 따르면, 본 발명의 과제는 독립적인 청구항들의 특징들에 의하여 해결된다. 본 발명에 따른 바람직한 또 다른 형성방식은 종속적 청구항들로부터 추론할 수 있다.
본 발명은, 권취재의 장력을 제어하기 위해 종래 기술로부터 공지되어 있는 조처들은, 댄서롤이 투입되거나/투입되고 릴의 회전수가 제어됨으로써만 권취재의 장력에 영향을 미칠 수 있다는 선입견을 따른다는 인식을 기초로 한다. 본 발명은 이러한 선입견과 다르게, 권취재의 장력에 영향을 미치기 위해 또 다른 대안적이거나 누적적인 조처를 활용할 것을 제안한다:
본 발명에 따른 제안에 상응하여, 연속적으로 공급되는 권취재는, 공통의 스핀들상에 지지되며 스핀들에 의해 다함께 구동하며 공통적으로 동일한 '회전수'로 회전하는 2개(또는 그 이상의)의 릴들에 평행하게 권취된다. 이때, "평행권취"란 릴들이 동시에 감기는 것을 의미하며, 이때 반드시 권취재가 기하학적으로 평행한 릴들에 공급된다는 것을 의미하지는 않는다.
본 발명에 따른 방법에서, 적어도 하나의 제어신호가 생성되며, 이러한 제어신호가 적어도 하나의 작동기에 인가된다. 이때, 임의적 작동기, 특히 전기적 조절 어셈블리, 공기압식 또는 유압식 작동기를 가리킬 수 있다. 작동기는 적어도 하나의 제어신호에 따라 적어도 하나의 릴에 미치는 적어도 하나의 가압롤러의 가압력을 변경한다. 이때 하나의 릴에서 가압롤러의 가압력만 변경될 수 있는 반면, 다른 가압롤러의 가압력은 변경되지 않은 채로 유지된다. 마찬가지로, 복수 개의 릴들에서 적어도 하나의 가압롤러의 가압력은 공통적으로 변경될 수 있다. 당업자에게는, 가압력이 릴의 권취물의 패킹 밀도 및 방사방향 강성도(radial stiffness)에 상응하여, 릴의 회전축에 대한 가압롤러의 간격과 상관관계가 있다는 점이 분명할 수 있다. 또한, 작동기가 제어되되, 릴에 가해지는 가압롤러의 가압력이 증대 또는 감소하는 대신에, 릴의 회전축과 가압롤러의 간격이 증대 또는 감소하는 것으로 제어되는 실시형태도 본 발명에 포함된다. 또한, 적어도 하나의 작동기의 힘은 직접적으로 가압력에 영향을 미칠 수 있거나, 가압력에 상응할 수 있다. 마찬가지로, 작동기는 가압력의 하나의 구성요소를 제공하고, 다른 구성 요소는 다른 조처에 의해 제공되는, 즉 예를 들어 다른 작동기 및/또는 가압롤러와 실 가이드 장치의 중량력(weight force)에 의해 제공되는 경우도 가능하다. 특별한 형성 방식에 있어서, 작동기는 소정의 (평균적 또는 정상적인) 가압력 흐름에 비해 적어도 하나의 릴의 각각의 감김을 위한 가압력의 개별적 변화를 관할하는 반면, 이러한 소정의 (평균적 또는 정상적인) 가압력 흐름은 실 가이드 장치 및 가압롤러의 중량력 및/또는 다른 작동기에 의해 보장된다. 마지막으로, 또한, 적어도 하나의 작동기에 의해, 가압력 흐름만 변경되고 전체의 가압력은 변경되지 않게 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 직접적 또는 간접적으로 감지된 권취재의 장력은, (단독적으로) 댄서롤의 포지션을 변경하거나/변경하고 릴의 구동 회전수를 제어하기 위해 활용되지 않는다. 오히려, 본 발명에 따르면, 적어도 하나의 제어신호는 권취재의 장력, 특히 하나의 릴 또는 두 개의 릴들로 가는 공급경로 내에서 권취재의 장력에 의존하여 산출된다. 이러한 제어신호에 의해 작동기가 작동하고, 즉 가압력이 영향을 받는다. 대안적 또는 부가적으로, 적어도 하나의 제어신호는 댄서롤의 적어도 하나의 편향에 의존하여 산출된다.
본 발명에 따르면, 권취재의 장력 변화에 따라 또는 댄서롤의 편향에 따라, 변경된 제어신호가 작동기에 영향을 미침으로써 가압력이 변경된다. 일 예를 들자면, 권취재의 장력 증대와 함께 가압력이 증대될 수 있다. 가압력의 증대는, 권취물의 패킹 밀도를 (근소한 정도로) 변경시키고, 그 결과, 적어도 권취재가 릴에 감겨지는 지점에서 릴의 권취외면의 반경(R)이 줄어든다. 따라서 (단순히 릴의 감김 속도(ω)가 유지된다고 간주하면) 권취재는 줄어든 제거 속도(ωR) 로 제거되며, 이로써 권취재의 장력 증대에 반작용하게 될 수 있다. 이러한 점은 반대로, 권취재 장력의 감소 및 이로 인하여 가압력의 제어된 감소에 대해서도 상응하게 적용된다. 마찬가지로, 가압롤러의 가압력이 증대되면서, 댄서롤의 증대된 편향에 반작용하게 될 수 있다.
권취재의 장력 및/또는 댄서롤의 편향에 대해 본 발명에 따라 영향을 미치는 것은, 설명된 가압력 변화에 의해서만 이루어질 수 있거나, 대안적 또는 누적적으로 릴의 회전수에 영향을 미침으로써도 이루어질 수 있다. 이때, 평행하게 권취되는 릴들에 미치는 서로 다른 가압력은 조절될 수 있어서, 권취재의 서로 다른 장력 또는 댄서롤의 서로 다른 편향은 평행한 두 공급경로들 상에서 균등화될 수 있다.
본 발명에 따르면, 권취재 내에서의 장력 및/또는 댄서롤의 편향은 하나의 릴을 향하거나 또는 별도로 복수 개의 릴들을 향하는 권취재의 공급경로상에서 감지 및 처리된다. 권취재 내에서 댄서롤의 편향 및/또는 장력을 감지하기 위해, 당업자에게 공지된 임의적이고 다양하며 상이한 가능성들이 존재한다.
본 발명의 특별한 형성방식에 있어서, 권취재 내의 장력 감지는 지지 장치에 의해 방향전환롤이 지지됨으로써 이루어진다. 권취재 내의 장력으로 인하여 지지장치의 부하가 발생하고, 이러한 부하는 적합한 센서에 의해 감지된다. 예를 들어, 본 발명의 범위 내에서 권취재 내의 장력을 감지하기 위해, EP 1 190 974 B1에 설명된 바와 같은 지지 장치가 사용될 수 있으며, 이러한 지지 장치에서 상기 부하는 스트레인 게이지 스트립에 의해 감지된다. 본 발명의 범위 내에서 권취재 내의 장력을 감지하기 위해 투입될 수 있는 대안적 지지장치는 특허문헌 DE 10 2008 032 643 B3에 설명된다. 물론, 본 발명에 따른 지지 장치 및 투입된 센서는 언급된 예시들에만 한정되지 않는다.
댄서롤의 편향을 감지하기 위한 센서는 예를 들자면 댄서롤의 병진운동 자유도 또는 댄서암의 선회각을 감지할 수 있다. 서로 다른 릴들로 가는 공급경로들에서 동일하거나 서로 다른 센서들, 즉 예를 들어 방향 전환 롤의 지지 장치 및 댄서롤이 사용될 수 있음은 당연하다. 또한, 공급경로 내에서 부속 센서를 구비한 서로 다른 방향전환 유닛들이 나란히 배치될 수 있다.
전적으로, 릴의 회전수는 일정하거나 소정의 곡선 흐름에 상응할 수 있다. 또한 릴의 회전수는 임의적 구동 파라미터에 의존하여, 예를 들어 준비 스테이션의 영역에서 권취재의 공급 속도에 의존하여 제어될 수 있다. 바람직한 형성방식에서, 릴의 회전수는 또한 권취재의 장력 및/또는 적어도 하나의 댄서롤의 편향에 의존하여 제어될 수 있어서, 가압력의 제어로 인한 댄서롤의 편향 및/또는 권취재 내의 장력 변화에 대해 대안적 또는 누적적으로 릴의 회전수에 의한 제어가 활용될 수 있다. 이때, 평행하게 권취되는 릴들의 구동은 동일하게 제어된 회전수에 의해 이루어진다. 본 발명의 범위내에서 스핀들에 의한 릴의 구동이 이루어진다.
본 발명의 바람직한 형성방식에서, 릴들의 회전수는, 스핀들로 향하는 권취재의 병렬 공급경로들 상에서 각각 감지되는 복수 개의 장력들 또는 편차들에 의존하여 제어된다.
본 발명의 다른 실시 형태에 있어서, 릴의 회전수는, 릴로 향하는 권취재의 병렬 공급경로 상에서 각각 감지되는 장력들 또는 편향들의 평균값에 의존하여 제어된다. 이러한 점은 간단하면서 비한정적인 예시에 의거하여 설명될 것이다. 두 개의 공급경로들 내에서 댄서암들이 위치하고, 댄서암들이 이러한 공급경로들 내에서 권취재의 장력 또는 길이에 상응하여 편향되면, 릴들을 위한 공통적 구동부의 회전수가 순수하게 변화함으로써, 댄서암들의 공통적 선회가 균등화될 수 있다. 반면 두 댄서롤들의 댄서암들이 상대적으로 선회하면, 댄서암들의 이러한 상대적 선회는, 부속한 두 릴들에서 가압롤러의 가압력이 상대적으로 변경됨에 따라 균등화될 수 있다. 실제 구동 시, 두 댄서롤들의 공통적인 운동 요소뿐만 아니라 두 댄서롤들의 상대적 운동도 이루어지면, 이에 대해,
- 공급경로들에서 댄서암들의 선회각들 또는 장력 변화들의 "동일 비율"에 반작용하기 위해 장력들의 평균값에 상응하여 릴들의 회전수를 누적적으로 제어하고, 그리고
- 공급경로들 내에서 상대적인 장력 변화에 반작용하기 위해 적어도 하나의 가압롤러의 가압력을 누적적으로 제어함으로써
반작용할 수 있다.
본 발명의 바람직한 형성방식에 있어서, 2개(또는 그 이상의)의 릴들을 위해 별도의 가압롤러들이 사용된다. 공급경로 내에서 권취재 내의 장력 균등화를 야기할 수 있기 위해, 가압롤러를 릴의 회전축에 대해 방사방향으로 이동시킴으로써, 부속한 릴에 미치는 가압롤러의 가압력의 개별적 변화가 야기될 수 있다. 이때 다른 가압롤러는 스핀들에 대한 상대적 위치를 반드시 변경하지 않아도 되거나, 또는 다른 가압롤러의 부가적인 개별적 이동이 발생할 수 있다. 이러한 방식으로, 개별적으로, 이동한 가압롤러에 부속하는 릴의 제거 속도 및 이로 인하여 상기 릴에 공급되는 권취재 내의 장력, 그리고/또는 적어도 하나의 댄서롤의 편향에 영향을 미칠 수 있다.
본 발명의 형성방식은 특허문헌 DE 100 03 513 A1에 따른 종래 기술로부터 공지된 구성적 형성방식을 다른 사용 목적 및 제어 목적에 전용한다. 특허문헌 DE 100 03 513 A1은 단일의 스핀들상에 복수 개의 릴들을 감을 때 감김 공정이 진행되면서 스핀들에 걸쳐 분포하는 중량이 증가하고, 이러한 중량이 권취공정의 진행 중에 스핀들의 휨 증가를 초래한다는 문제점을 설명한다. 이러한 휨의 결과, 전체 릴들을 관할하는 가압롤러가 개별 릴들에 미치는 가압력은 상기 발생하는 굽휨 라인에 상응하여 달라진다. 이러한 굽휨 라인 생성에도 불구하고 릴에 미치는 가압력을 가능한 한 균일하게 하기 위해, 특허문헌 DE 100 03 513 A1은 하나의 연속적 가압롤러 대신에 각각 하나의 릴에 부속하는 복수 개의 개별적 가압롤러들을 사용할 것을 제안하며, 이러한 가압롤러들은 각각 작동기에 의해 스핀들의 종축에 대해 방사방향으로 위치 조절 가능하며 영향을 받을 수 있어서, 각각의 가압롤러는 동일한 가압력으로 릴에 가압될 수 있다. 본 발명에 따르면, 특허문헌 DE 100 03 513 A1에 따른 복수 개의 가압롤러들을 구비하는 이러한 형성 방식이 활용될 수 있는데, 이 때 본 발명에 따르면 특허문헌 DE 100 03 513 A1에 비해 변경된 제어 전략이 개별적 가압롤러들에 부속한 작동기들의 제어를 위해 활용된다. 본 발명에 따르면, 릴들의 권취외면에 미치는 가압롤러들의 가압력이 가능한 한 단일하도록 조절되지 않는다. 오히려, 본 발명에 따르면, 목적에 따라, 가압력의 개별적 증대 또는 감소가 이루어져, 권취재 내의 변경된 장력 또는 댄서롤의 편향에 반작용한다.
복수 개의 가압롤러들을 사용하는 해결 아이디어의 특별한 형성방식에서, 릴들로 가는 권취재의 공급경로들에서 서로 다른 장력들이 있을 때, 장력들의 맞춤은, 하나의 가압롤러가 가압력의 증대를 위해 그리고 권취재의 장력 감소 및/또는 댄서롤의 편향 감소를 위해, 스핀들의 회전축에 대해 방사방향인 부속 공급경로 내에서, 상기 스핀들의 방향으로 움직이고, 다른 가압롤러는 가압력의 감소를 위해 그리고 권취재의 장력 증대 및/또는 댄서롤의 편향 증대를 위해, 스핀들의 회전축에 대해 방사방향인 부속 공급경로 내에서, 상기 스핀들로부터 멀어지는 방향으로 움직임으로써 이루어진다. 물론, 이러한 조처에 대해 부가적으로, 릴의 회전수 조정이 더 이루어질 수 있다.
본 발명의 대안적인 해결 아이디어에 있어서, 가압력의 변화는, 적어도 하나의 작동기에 의해 스핀들의 회전축에 대해 가압롤러의 회전축의 각도 변화가 일어남으로써 유도될 수 있다. 스핀들의 회전축에 비해 가압롤러의 회전축의 각도가 달라짐으로써, 권취물의 권취외면은 적어도 가압롤러의 안착 영역 내에서, 원추형의 권취외면에 상응하여 변형된다. 이러한 원추형의 권취외면에서 권취재의 안착 위치에 따라, 직경 변화가 나타난다. 그 결과, 권취재를 위한 이송속도가 변경된다. 원추형의 각도는 릴의 회전축에 대한 가압롤러의 회전축의 각도에 의존한다. 또한, 이러한 조처는 릴을 위한 별도의 가압롤러를 사용할 때에도 적용될 수 있다. 바람직하게는, 이러한 형성방식은 물론, 적어도 2개의 릴들의 권취외면에 놓이는 가압롤러를 위해서도 적용된다. 이때 예를 들어 가압롤러의 각도 변화가 발생하되, 하나의 릴의 원추형의 최대 직경은 다른 릴의 원추형의 최저 직경보다 더 작도록 발생함으로써, 릴들의 서로 다른 직경 및 이로 인하여 서로 다른 공급경로 상에서 권취재를 위한 이송속도가 목적에 맞게 달성될 수 있다. 이러한 점은 권취재료의 서로 다른 장력들 및/또는 공급경로들 내에서 댄서롤들의 편향들의 균등화를 위해 활용될 수 있다.
본 발명의 기초를 이루는 과제의 또 다른 해결방안은, 적어도 2개의 릴들에 연속적으로 공급되는 권취재가 평행하게 권취될 때 이용하는 권취장치에 의해 제공된다. 권취장치는, 적어도 2개의 권취단을 구비하며 릴들을 구동시키는 스핀들을 포함하고, 상기 권취단의 영역에서는 각각 적어도 하나의 릴이 배치되어 있다. 권취단의 영역에서 권취재가 감긴다. 권취장치는 복수 개의 릴들을 관할하는 가압롤러 또는 복수 개의 가압롤러들을 포함하고, 가압롤러는 하나의 릴에만 부속하거나 릴들의 그룹에 부속할 수 있다. 또한, 권취장치는 제어신호에 의해 제어 가능한 적어도 하나의 작동기를 제공한다. 적어도 하나의 작동기에 의해, 가압롤러들 중 하나 또는 복수 개의 가압롤러들과 스핀들과의 간격 또는 간격들이 변경될 수 있거나/변경될 수 있고 릴들에 미치는 적어도 하나의 가압롤러의 가압력들이 변경될 수 있다. 본 발명에 따르면 센서가 제공되고, 센서에 의해 권취재 내의 장력이 감지되거나/감지되고 부속한 릴로 향하는 공급경로 내에서 댄서롤의 편향이 감지되며, 이 때 복수 개의 센서들은 서로 다른 공급경로들에 투입될 수 있다. 본 발명에 따른 권취장치는 제어유닛을 더 포함하고, 제어유닛은 권취재 내의 장력을 제어하거나/제어하고 댄서롤의 편향을 제어하기 위해 제어 로직(control logic)을 구비한다. 본 발명에 따르면, 제어 로직은, 이를 이용하여 권취재 내의 장력 및/또는 댄서롤의 편향에 종속적인 제어신호가 결정될 수 있도록 형성되며, 제어신호는 작동기의 제어에 의해 권취재 내의 장력 변화 및/또는 댄서롤의 편향에 반작용하며, 이는 앞서 설명된 바와 같다.
본 발명에 따른 권취장치의 다른 형성 방식에서, 권취재 내의 장력 및/또는 댄서롤의 편향을 감지하기 위해, 권취단으로 향하는 권취재의 평행한 공급경로에는 각각 하나의 센서가 배치되어 있다.
기본적으로 센서의 임의적 형성이 가능한 동안, 이때 바람직하게는 방향전환롤을 위한 지지 장치의 부하를 감지하는 센서를 가리킨다. 특히, 센서는 권취재 내의 장력에 따른 부하로 인한, 지지장치 내에서의 연신, 장력 또는 힘을 감지한다. 마찬가지로, 댄서롤의 편향을 감지하는 센서가 사용될 수 있다.
본 발명의 유리한 발전방식은 특허청구범위, 상세한 설명 및 도면으로부터 도출된다. 상세한 설명 도입부에 언급한, 특징들 및 복수 개의 특징들의 조합에 관한 이점은 예시적일 뿐이며, 대안적 또는 누적적으로 그 효과를 발휘할 수 있고, 이러한 이점이 반드시 본 발명에 따른 실시 형태에 의해서 달성되지 않아도 된다. 부가적 특징들은 도면으로부터, 특히 복수 개의 부품들의 도시된 기하학 및 상호간의 상대적 치수 그리고 이들의 상대적 배치 및 상호 작용으로부터 추론할 수 있다. 본 발명의 서로 다른 실시 형태의 특징들의 조합 또는 서로 다른 특허청구범위의 특징들의 조합도 마찬가지로, 특허청구범위의 선택된 참조와 다를 수 있고, 이로써 자극이 된다. 이러한 점은, 별도의 도면들에 도시되거나 이에 대한 설명에서 언급한 특징들에 관련한다. 이러한 특징들은 서로 다른 특허청구범위의 특징들과 조합될 수 있다. 마찬가지로, 특허청구범위에서 상술한 특징들은 본 발명의 부가적 실시 형태들을 위해 생략할 수 있다.
특허청구범위 및 상세한 설명에 언급한 특징들은, 그 개수와 관련하여, 정확히 이러한 개수가 존재하거나 언급한 개수보다 더 많은 수가 존재한다는 것은 자명하며, "적어도"라는 부사의 명백한 사용을 필요로 하지 않는다. 즉 예를 들어 작동기, 가압롤러 또는 댄서롤의 편향에 대해 거론할 때, 이는, 정확히 하나의 작동기, 가압롤러 또는 댄서롤의 편향, 2개의 작동기들, 가압롤러들 또는 댄서롤들의 편향들 또는 복수 개의 작동기들, 가압롤러들 또는 댄서롤들의 편향들을 의미할 수 있음이 자명하다.
이하, 본 발명은 도면에 도시된 바람직한 실시형태들에 의거하여 더욱 상세히 논의 및 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 권취장치의 개략 전면도.
도 2는 도 1에 따른 권취장치를 방향 II에서 본 개략 부분도면.
도 3은 도 1 및 2에 따른 권취장치의 평면도.
도 4는 본 발명에 따른 방법의 개략 블록도.
도 1은 권취장치(1)를 보이고 있다. 도 2 및 3에서 상세히 보인 바와 같이, 권취장치(1) 내에서 공급경로(4a, 4b)를 통하여 릴(3a, 3b)에 예를 들어 실과 같은 권취재(2a, 2b)가 평행하게 공급되며, 공급경로는 도 1의 도면의 평면에 대해 수직인 방향으로 배치되어 있다. 공급경로(4a, 4b)와 이러한 공급경로상에 배치된 구성요소에 대하여서는 동일한 도면부호에 알파벳(a 또는 b)을 첨가하여 표시하였다. 도면에서는 2개의 공급경로(4a, 4b)가 평행하게 배치된 것으로 도시되어 있으나 권취장치(1)에는 보다 많은 공급경로가 배치될 수 있다.
공급경로(4a, 4b)를 경유하는 권취재(2a, 2b)의 경로에 대하여서는 우선적으로 공급경로(4a)를 경유하는 권취재(2a)에 대하여서 설명할 것이다. 그러나, 이러한 설명은 평행한 다른 공급경로(4b)의 권취재(2b)에 대해서도 상응하게 적용된다.
권취재(2a)는 공급방향(5a, 5b)을 따라 준비단(6)(상세히 도시하지 않았음)을 떠난다. 위치가 고정된 제1의 방향전환롤(7a)에 의하여 권취재(2a)는 이동형 댄서롤(8a)의 방향으로 방향전환된다. 댄서롤(8a)은 권취재(2a)를 다시 위치가 고정되어 있고 대략적으로 방향전환롤(7a)의 높이에 배치된 방향전환롤(9a)의 방향으로 전환되도록 한다. 방향전환롤(9a)은 권취재(2a)를 횡방향 가이드(도시하지 않았음)측으로 방향이 전환되도록 한다. 도시된 실시형태에 있어서, 댄서롤(8a)은 선회방향(10a)으로 선회가능한 방식으로 착설된 댄서암(11a)에 배치되어 있다. 공급경로(4a) 내에서 권취재(2a)의 길이가 짧아지면 이는 반시계방향으로 댄서암(11a)이 선회하도록 하고, 이때 이러한 선회운동은 공급경로(4a) 내에서 권취재(2a)의 길이가 짧아져 권취재(2a)의 장력이 증가함으로서 그 반작용에 의하여 이루어지는 것을 의미한다(서두에 언급한 바와 같이, 댄서암(11a)이 스프링에 의해 지지되지 않고 일정한 압력으로 조정된 공압실린더에 의해 지지되는 경우에, 댄서암(11a)의 편향 변화는 권취재의 장력변화와 관계가 없고, 공급경로(4a) 내에서 권취재(2a)의 길이변화에만 관계가 있다). 반대로, 공급경로(4a) 내에서 권취재(2a)의 길이가 증가하면 도 1에서 시계방향으로 댄서암(11a)이 선회하도록 한다.
도시하지 않은 횡방향운동장치는 횡향전환롤(9a)과 횡방향 실가이드 사이에서 삼각형으로 횡방향의 진동운동(12a)이 이루어지도록 한다. 횡방향 실가이드로부터 권취재(2a)는 가압롤러(13)의 표면에 도달하고, 이러한 가압롤러는 릴(3a, 3b)에 권취재가 권취되면서 형성되는 권취외면(14a, 14b) 측으로 가압된다. 가압롤러(13)에 의해 권취재(2a)가 일부 원주영역으로 이동한 후에, 권취재(2a)는 바람직하게는 가압롤러(13)와 릴(3a)의 접촉 영역에서 릴(3a)의 권취표면(14a)에 놓인다.
횡방향운동장치는 공통의 실가이드 가압유닛(33)의 일부로서 가압롤러(13)에 의하여 릴(3a, 3b)에 지지되는 것이 좋다. 릴(3a, 3b)은 공통의 스핀들(18) 상에서 지지되고, 스핀들은 도 1의 도면 평면에 대해 수직으로 연장된 기계프레임(19)에 지지되며, 대향된 기계프레임에 방향전환롤(7, 9) 및 댄서암(11)이 지지된다. 스핀들(18)은 제어유닛(28)에 의해 제어되는 구동부에 의하여 구동될 수 있고, 스핀들(18)의 구동작동은 예를 들어 스핀들(18)과 릴(3a, 3b)의 슬리이브 사이의 형상결합에 의하여 릴(3a, 3b)에 전달될 수 있다. 회전축선(17)과 실가이드 가압유닛(33) 사이의 간격은 권취공정의 진행 중에 가이드 레일을 따라 이루어지는 운동과 함께 증가된다. 실가이드 가압 유닛(33)은 이들의 고유중량과 도시하지 않은 적어도 하나의 작동기에 의하여 가하여지는 가압력을 가지며, 이러한 가압력은 가압롤러(13)와 릴(3a, 3b)의 권취외면(14a, 14b) 사이에서 작용한다. 릴(3a, 3b)의 권취외면(14a, 14b)의 직경이 증가함에 따라 릴(3a, 3b)의 회전축선(17)과 가압롤러(13)의 회전축선(16) 사이의 방사상 간격(15)이 증가한다.
댄서암(11a, 11b)은 서로 독립적으로 선회가능하다. 특히 도 2 및 도 3으로부터 횡방향운동장치들이 동시에 구동하여 이들이 이들의 전환점(reversal point)에 동시에 도달하는 것을 알 수 있다.
도 2에서는 가압롤러(13)의 회전축선(16)이 화살표로 보인 바와 같이 조절작동(22, 23)이 이루어질 수 있도록 하는 작동기(20, 21)에 의하여 그 위치가 조절가능함을 알 수 있다. 도시된 실시형태에 있어서, 작동기(20, 21)는 유체작동형의 조절실린더로 구성된 것이나, 이들은 전기조절구동부와 같은 다른 형태의 작동기가 사용될 수 있다. 서로 다른 제어신호들에 의하여 작동기(20, 21)가 제어되어 조절작동(22, 23)이 서로 상이하게 이루어지는 경우, 스핀들(18)의 회전축선(17)에 대한 가압롤러(13)의 회전축선(16)의 각도(24)가 달라진다. 도 2에서 구체적인 설명을 위하여 각도(24) 만큼 선회한 회전축을 현저하게 과장된 큰 각도로 도시하였다. 도 2에서, 조절작동(23)이 조절작동작(22)보다 큰 경우에, 시계방향으로의 선회와 함께 구동 롤러(13)의 종방향 중심점의 둘레에서 도면 평면에 대해 수직인 축선을 중심으로 하는 선회가 이루어진다. 그러나, 조절작동(22, 23)은 동일한 값을 가질 수 있고 방향이 반대일 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 각도(24) 만큼 선회하면 릴(3b)의 권취외면(14b)은 릴(3a)의 권취외면(14a) 보다 더 강하게 압축된다. 가압롤러(13)와 권취외면(14a, 14b)과의 접촉선은 회전축선(17)에 대하여 기울어져 있어서, 권취외면(14a, 14b)의 표면은 원추면을 이루거나 또는 적어도 가압롤러(13)와 릴(3a, 3b) 사이의 접촉선이 원추면에 위치한다. 이때, 도시된 각도(24)에서 릴(3b)의 원추면의 최대직경은 릴(3a)의 원추면의 최소직경보다 더 작다. 그 결과, 권취재(2b)가 릴(3b)에 권취될 때의 반경(25b)은 권취재(2a)가 릴(3a)에 권취될 때의 반경(25a)보다 더 작다. 따라서, 각도(24)가 0 이 될 때까지 릴(3b)에 권취되는 권취재(2b)는 릴(3a)에 권취되는 권취재료(3a) 보다 권취량이 적을 것이다. 그 결과, 공급경로(4b) 내에서 권취재의 길이가 증가될 수 있는데, 연속적으로 계속, 특히 속도증가 없이 권취재(2b)가 준비단(6b)으로부터 준비되기 때문이다. 따라서, 댄서암(11b)에 의해 권취재(2b)의 장력이 증가되거나, 댄서암(11b)의 편향에 의해 감지되는, 공급경로(4b) 내에서의 권취재(2b)의 길이가 감소하면, 균등화를 위해, 도 2에 도시된, 각도(24)를 중심으로 하는 회전축선(16)의 선회가 이루어져, 권취재(2b)의 장력이 다시 정상 수준으로 감소하거나, 댄서롤(8b)의 편향 변화에 반작용하도록 이루어질 수 있다. 이는 바람직하게는 복수 개의 권취재에 걸쳐 지속될 수 있다. 이에 상응하는 것은, 반대 방향에서, 공급경로(4a) 내에서 권취재(2a)의 길이 및 장력을 위해서도 적용되는데, 이때 반경(25a)의 증대로 인하여 권취재(2a)의 장력 증대가 일어나거나, 다른 방향으로 댄서롤(8a)의 편향이 변경된다.
다양한 변형 실시형태들이 가능하다. 예를 들어, 작동기(21)는 생략할 수 있는 반면, 이러한 말단 영역에서 가압롤러(13)는 스위블 베어링(swivel bearing) 내에서 지지되고, 이 베어링의 포지션은 실가이드 가압유닛(33)에서 확실히 정해지며, 이는 스위블 베어링을 중심으로 회전축선(16)이 선회하는 것을 가능하게 한다. 이러한 형성방식에 있어서, 단일의 작동기(20) 및 조절작동(22)의 제어에 따라, 스위블 베어링을 중심으로 하는 가압롤러(13)의 선회 및 이와 결부되는 각도(24)의 변화가 이루어지며, 물론 상기 각도는 스위블 베어링 둘레에서 측정가능하다.
이러한 실시형태 및 다른 실시형태에 있어서, 권취재(2a, 2b) 내의 장력 또는 댄서롤(8a, 8b)의 편향에 미치는 보완적인 영향은 릴(3) 또는 스핀들(18)의 회전수를 제어함으로써 이루어질 수 있다. 따라서, 예를 들어, 설명된 바와 같은 작동기(20)만 사용되는 경우에, 가압롤러(13)의 회전축선(16)의 선회는 두 공급경로(4a, 4b) 내에서 권취재(2a, 2b)의 장력의 증대 또는 감소가 이루어지는 것과 결부되며, 물론 스위블 베어링과 횡방향운동장치 사이의 간격에 따라 서로 다른 규모로 이루어진다. 이 경우, 릴(3a, 3b)의 변경된 회전수에 의해 보완적인 영향 중첩이 이루어질 수 있다.
도시된 실시형태에 있어서, 릴(3a, 3b)은 동일한 회전수로 다 함께 회전한다는 점으로부터 시작한다.
다른 실시형태에 있어서, 각각의 릴(3a, 3b)에 단일의 가압롤러(13a, 13b)가 부속하고, 이때 두 가압롤러(13a, 13b)는 각각 2개의 작동기(20a, 21a 와 20b, 21b)에 의해 별도로 제어될 수 있다. 이 경우, 가압롤러(13a, 13b)의 각도 변화가 반드시 유도되지 않아도 되며, 이는 마찬가지로 전적으로 가능할 수도 있다. 오히려, 바람직하게는, 공급경로(4a, 4b) 내에서 서로 다른 장력을 균등화하기 위해, 회전축선(17)과 가압롤러(13a, 13b)의 간격(15a, 15b)이 서로 상이한 상태로, 가압롤러(13a, 13b)의 병렬 이동이 이루어진다. 그 외의 상세사항과 관련하여, 가압롤러, 작동기, 자유도 및 베어링 그리고 지지부에 관한 구성적 형성방식은 DE 100 03 513 A1을 참조하며, 이는 전체적으로 본 발명에 통합될 수 있다(종래 기술에 비해 변경된 제어방식을 포함한다).
도 4는 본 발명에 따른 방법을 상당히 개략화하여 도시한다. 센서(26a, 26b)에 의하여 공급경로(4a, 4b)에서 댄서롤(8a, 8b)의 편향 또는 권취재(2a, 2b)의 장력이 각각 감지된다. 이때, 센서(26a, 26b)는 예를 들어 댄서암(11a, 11b)의 선회각을 감지할 수 있다. 대안적으로, 권취재(2a, 2b)의 장력 감지는 EP 1 190 974 B1 또는 DE 10 2008 032 643 B3에 상응하는 DMS 또는 센서가 통합된 지지장치에 의해 이루어질 수 있다.
측정신호(27a, 27b)는 제어유닛(28)에 공급되고, 제어유닛은 공급경로(4a, 4b) 내에서 권취재(2a, 2b)의 장력이 기준장력과 가지는 편차 또는 댄서롤(8a, 8b)의 편향변화에 대해 반작용하기 위해 적합한 제어신호를 생성한다. 예를 들어, 제어유닛(28)은 제어신호(29, 30)를 생성하고, 제어신호는 작동기(20, 21)(또는 작동기 20a, 21a, 20b, 21b)를 제어하여, 간격(15)의 변화 및/또는 각도(24)의 변화를 조정한다. 도 4에서 스핀들(18) 또는 릴(3a, 3b)을 위한 구동부(32)를 제어하기 위해, 제어유닛(28)에 의한 제어신호(31)의 보완적인 선택적 생성은 파선으로 도시되어 있다.
서두에 언급한 종래 기술로부터 공지된 해결방안은, 단일의 스핀들(18) 상에서 복수 개의 릴(3a, 3b)에 권취재(2a, 2b)를 동시에 감을 때, 공정중에 존재하는 권취재의 길이 또는 장력을 조정하기 위해 제한적으로만 적합하다. 권취재의 진행 길이차가 너무 크면, 개별적 릴(3a, 3b) 상에서 반드시 권취재(2a, 2b)의 다양한 장력들이 나타나고, 이로 인하여 서로 다른 릴 특성이 발생한다. 극단적 경우에, 권취 동안 이미 공정오류가 발생하는데, 특히, 장력이 너무 낮은 이유로 권취재(2a, 2b)가 더 이상 안내될 수 없기 때문이다. 또는, 너무 높은 장력에 의해 권취재료(2a, 2b)가 손상된다. 본 발명에 따르면, 가압롤러(13)와 스핀들(18) 사이의 병행성(parallelism) 외에, 권취재를 위한 진입 평면에서 각도(24)의 능동적 제어가 이루어짐으로써, 다양한 릴(3a, 3b)에서 권취재의 수용되는 질량이 조정된다. 각도(24)의 변화로 인하여 하나 이상의 릴(3a, 3b)에 미치는 가압롤러(13)의 가압력이 줄어드므로, 그 밀도가 감소하고, 따라서 릴(3a, 3b)의 직경이 확대되며, 이러한 점은 다시, 릴(3a, 3b)의 감김 속도가 동일할 때 권취재(2a, 2b)의 수용된 길이가 조정 가능한 결과를 가져온다. 반대로, 증대된 접촉 압력에 노출되는 릴에 대해서도 이에 상응하는 점이 적용된다.
필요한 권취속도를 결정하기 위해, 각각의 공급되는 권취재(2a, 2b)에서 계속하여 권취재(2a, 2b)의 현재 길이, 즉 댄서롤(8a, 8b)의 포지션이 산출되며, 제어유닛(28)에 공급된다. 이러한 유닛에서 상기 값들은 비교되며, 산출된 상이점에 따라, 스핀들(18)과 관련하는 가압롤러(13)의 각도(24) 변화가 산정된다. 이어서, 이러한 산정된 각도(24)는 하나 이상의 작동기(20, 21)를 이용하여 직접적 또는 간접적으로 예를 들어 레버 장치에 의해 권취장치(1)에서 변환된다. 이를 통해, 릴들(3a, 3b)에 대한 가압롤러(13)의 간격은 권취재(2a, 2b)의 길이 증대에 따라 증대되며, 이에 상응하여 릴들(3a, 3b)과의 상기 간격은 권취재(2a, 2b)의 길이 감소에 따라 감소한다. 또한, 각각의 개별적 릴(3a, 3b)를 위해 별도의 가압롤러(13a, 13b)가 제공되는 방법도 고려할 수 있다. 이 경우, 개별적 가압롤러들(13a, 13b)은 스핀들(18)과 제어 가능한 간격을 가지면서 스핀들(18)에 대해 각각 평행하게 배향되어 있다. 가압롤러(13) 또는 가압롤러들(13a, 13b)의 조정과 동시에, 권취재(2a, 2b)의 측정된 장력으로부터, 평균값 형성, 다른 방식으로 평균을 낸 평균값 형성 또는 장력의 임의적인 기능적 종속성에 의해, 또는 장력들의 차이를 평가하여, 스핀들(18)을 위한 기준 회전수 또는 그 변화가 산정될 수 있어서, 구동부(32)는 적절하게 제어될 수 있다.
본 발명의 범위 내에서, "가압력의 변화"는 릴의 권취외면과 가압롤러의 접촉선 또는 접촉면에 의한, 가압력의 진로 변화 및/또는 가압력 값의 변화를 포함한다.
도시된 실시형태에 있어서, 작동기들(20, 21)은 일측 말단영역에서 가압롤러(13)에서 지지되는 반면, 다른 말단영역은 실가이드 및 가압유닛(33)에서 지지된다. 이러한 실시형태에 있어서, 릴(3a, 3b)에 작용하는 전체 발생 가압력은 조절작동(22, 23)과 무관하다. 그러나, 각도(24)에 따라 두 릴(3a, 3b)에서 가압력의 분배가 영향을 받을 수는 있다. 발생하는 가압력은 실가이드 가압유닛(33)의 중량에 의존하거나 또는 의존하며 실가이드 가압유닛(33)에 영향을 미치는 부가적인 작동기들에 의존하며, 이러한 작동기들은 도면들에 도시되어 있지 않다.
또한, 이론적으로, 작동기들(20, 21) 또는 부가적인 작동기들이 실가이드 및 가압유닛(33)에 작용하는 것을 고려할 수 있다. 이 경우, 동일한 값 및 동일한 방향성을 가진 조절작동(22, 23)이 있을 때, 회전축선(16, 17)의 병렬성이 유지될 때 간격(15)은 변경될 수 있고, 릴(3a, 3b)의 패킹밀도는 변경될 수 있으며, 두 공급경로(4a, 4b)을 위해 동시에 장력이 변경될 수 있거나, 댄서암(11a, 11b)의 선회각(10a, 10b)의 공통적 변화가 이루어질 수 있다. 적절한 자유도가 구성적으로 정해진 경우, 가압롤러(13)와 함께 실가이드 및 가압유닛(33)이 앞서 설명한 바와 같은 각도(24)만큼 기울어짐에 따라, 릴(3a, 3b)에 가압력의 분포가 변경될 수 있다. 한편으로는 간격(15)의 중첩된 변화 및 각도(24)의 변화에 의해, 변경된 선회각(10a, 10b)의 동일 비율 및 선회각(10a, 10b)의 상대적 변화가 균등화될 수 있다.
앞서 언급한 바와 같이, 2개의 별도의 상기 거론한 롤러들(13a, 13b)이 작동기들의 쌍(22a, 23a 또는 22b, 23b)에 의해 영향을 받을 수 있고, 이러한 작동기들은 각각 릴(3a, 3b)를 관할한다는 점은 자명하다. 이 경우, 작동기들(22a, 22b, 23a, 23b)은 바람직하게는 실 가이드 및 가압유닛(33)에서 지지된다. 여기서, 회전축선(17)과 가압롤러(13a, 13b)가 이루는 간격(15a, 15b)의 별도 조절이 이루어질 수 있으며, 이때 여기서도, 대안적 또는 부가적으로, 가압롤러(13a, 13b)의 각도(24a, 24b)는 영향을 받을 수 있다.
1 권취장치
2 권취재
3 릴
4 공급경로
5 공급방향
6 준비단
7 방향전환롤
8 댄서롤
9 방향전환롤
10 선회방향
11 댄서암
12 횡방향 운동
13 가압롤러
14 권취외면
15 간격
16 회전축선
17 회전축선
18 스핀들
19 기계프레임
20 작동기
21 작동기
22 조절작동
23 조절작동
24 각도
25 반경
26 센서
27 측정신호
28 제어유닛
29 제어신호
30 제어신호
31 제어신호
32 구동부
33 실가이드 및 가압유닛

Claims (16)

  1. 권취장치(1)의 제어방법에 있어서,
    a) 공통의 스핀들(18) 상에 지지되며 상기 스핀들(18)에 의해 구동하는 2개의 릴(3a, 3b)에 연속적으로 공급되는 권취재(2a, 2b)를 평행하게 권취하는 단계와;
    b) 제어신호(29, 30, 31)의 생성 단계와;
    c) 작동기(20, 21)에 상기 제어신호(29, 30)를 인가하고, 이때 상기 작동기(20, 21)가 상기 제어신호(29, 30)에 의존하여 적어도 하나의 릴(3a, 3b)에 미치는 가압롤러(13)의 가압력을 변경하도록 하는 단계를 포함하고,
    d) 상기 제어신호(29, 30, 31)는 상기 권취재(2a, 2b)의 장력 및 댄서롤(8a, 8b)의 적어도 하나의 편향 중에서의 하나 이상에 의존하되, 가압력의 변화로 인하여 적어도 하나의 릴(3a, 3b)의 권취외면의 반경이 상기 권취재(2a, 2b)가 상기 릴(3a, 3b)에 감길 때의 적어도 일측 지점에서 변경되는 결과를 가져옴으로써 상기 권취재(2a, 2b)의 장력 변화 및 적어도 하나의 댄서롤(8a, 8b)의 편향 중에서의 하나 이상에 반작용하도록 의존하는 것을 특징으로 하는 권취장치의 제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 권취재(2a, 2b) 내의 장력이 상기 권취재(2a, 2b) 내의 장력으로 인하여 상기 권취재(2a, 2b)를 위한 방향전환롤(7a, 7b; 9a, 9b)의 지지장치가 받는 부하를 감지함으로써 산출되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 권취재(2a, 2b) 내의 장력 및 댄서롤(8a, 8b)의 편향 중에서의 하나 이상은 각각 상기 릴(3a, 3b)을 향하는 평행한 공급경로(4a, 4b)에서 감지되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 릴(3a, 3b)의 회전수는 상기 권취재(2a, 2b)의 장력과 댄서롤(8a, 8b)의 적어도 하나의 편향 중에서의 하나 이상에 의존하여 제어가능한 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 릴(3a, 3b)의 회전수는 상기 릴(3a, 3b)로 향하는 상기 권취재(2a, 2b)의 평행한 공급경로(4a, 4b) 상에서 각각 감지되는 상기 권취재(2a, 2b) 내의 장력 및 댄서롤(8a, 8b)의 편향 중의 하나 이상에 의존하여 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 릴(3a, 3b)의 회전수는 상기 릴(3a, 3b)로 향하는 상기 권취재(2a, 2b)의 평행한 공급경로(4a, 4b) 상에서 각각 감지되는 장력 또는 댄서롤(8a, 8b)의 편향의 평균값에 의존하여 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,
    적어도 2개의 가압롤러들(13a, 13b)이 제공되고, 이때 가압력의 변화는 상기 작동기(20, 21)에 의해 가압롤러(13a; 13b)가 상기 릴(3a, 3b) 또는 스핀들(18)의 회전축선(17)에 대해 방사방향으로 움직임에 따라 야기되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 릴(3a, 3b)로 향하는 상기 권취재(2a, 2b)의 공급경로(4a, 4b)에서 댄서롤(8a, 8b)의 편향 및 권취재(2a, 2b)의 장력 중의 하나 이상이 상이할 때 장력 및 편향 중의 하나 이상의 균등화는,
    a) 하나의 가압롤러(13a)가 가압력의 증대를 위해 그리고 장력 감소 및 댄서롤(8a)의 편향 감소 중의 하나 이상을 위해 상기 스핀들(18) 또는 릴(3a)의 회전축선(17)에 대해 방사방향인 부속 공급경로(4a) 내에서 상기 스핀들(18)의 방향으로 움직이고,
    b) 반면 다른 가압롤러(13b)는 가압력의 감소를 위해 그리고 장력 증대 및 댄서롤(8b)의 편향 증대 중의 하나 이상을 위해 상기 스핀들(18) 또는 릴(3a)의 회전축선(17)에 대해 방사방향인 부속 공급경로(4b) 내에서 상기 스핀들(18)로부터 멀어지는 방향으로 움직임으로써,
    이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,
    가압력의 변화는 상기 릴(3a) 또는 스핀들(18)의 회전축선(17)에 대한 상기 가압롤러(13)의 회전축(16)의 각도(24)가 상기 작동기(20, 21)에 의해 변경됨으로써 일어나는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 연속적으로 공급되는 권취재(2a, 2b)를 릴(3a, 3b)에 평행하게 권취하기 위한 권취장치(1)에 있어서,
    a) 적어도 2개의 권취단을 포함하며 상기 릴(3a, 3b)을 구동시키는 스핀들(18)을 포함하고,
    b) 적어도 하나의 가압롤러(13)를 포함하며,
    c) 적어도 하나의 작동기(20, 21)를 포함하고,
    ca) 상기 작동기는 제어신호(29, 30)에 의해 제어가능하고,
    cb) 상기 작동기에 의해 상기 스핀들(18)과 하나의 가압롤러 또는 상기 가압롤러(13)가 갖는 간격(13)과, 상기 가압롤러(13)의 각도(24)와, 적어도 하나의 릴(3a, 3b)에 미치는 하나의 가압롤러 또는 상기 가압롤러(13)의 가압력 중에서의 하나 이상이 변경될 수 있고, 그 결과 상기 릴의 권취외면의 반경이 적어도 상기 릴(3a, 3b)에 상기 권취재(2a, 2b)가 감길 때의 지점에서 변경되며,
    d) 권취단에서 릴(3a, 3b)로 향하는 공급경로(4a, 4b)에서 댄서롤(8a, 8b)의 편향 감지 및 권취재(2a, 2b) 내의 장력 감지 중에서의 하나 이상을 위한 적어도 하나의 센서(26a, 26b)를 포함하고,
    e) 적어도 하나의 댄서롤(8a, 8b)의 편향 및 권취재(2a, 2b) 내의 장력 중의 하나 이상을 제어하기 위한 제어논리를 구비한 제어유닛(28)을 포함하며,
    제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 따른 방법을 실시하기 위한 권취장치(1)로서, 이때
    f) 상기 제어유닛(28)은 제어논리를 구비하고, 제어논리를 이용하여 댄서롤(8a, 8b)의 편향 및 권취재(2a, 2b) 내의 장력 중에서의 하나 이상에 의존하는 제어신호(29, 30)가 결정될 수 있으며, 제어신호는 상기 작동기(20, 21)의 제어에 따라 상기 권취재(2a, 2b) 내의 장력 변화 및 댄서롤(8a; 8b)의 편향 중에서의 하나 이상에 대해 반작용하는 것을 특징으로 하는 권취장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 권취단으로 향하는 권취재(2a, 2b)의 평행한 공급경로(4a, 4b) 내에는 권취재(2a, 2b) 내의 장력 감지 및 댄서롤(8a; 8b)의 편향 감지 중의 하나 이상을 위해 각각 하나의 센서(26a, 26b)가 배치되는 것을 특징으로 하는 권취장치.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    적어도 하나의 공급경로(4a, 4b) 내에서 상기 권취재(2a, 2b)를 위한 방향전환롤(7a, 7b; 9a, 9b)은 지지장치에 의해 지지되고, 상기 권취재(2a, 2b)의 장력을 감지하기 위한 센서(20, 21)로서 상기 권취재(2a, 2b) 내의 장력의 결과로 발생하는 지지장치 내의 연신, 장력 또는 힘의 형태로 부하를 감지하는 센서(20, 21)가 사용되는 것을 특징으로 하는 권취장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제어유닛(28)은 제어논리를 구비하고, 상기 제어논리는 제어신호(31)를 산출하며, 상기 제어신호는 제어라인을 경유하여 상기 릴(3a, 3b)의 구동부(32)에 공급되며, 이때 상기 제어신호(31)는 상기 장력 및 상기 댄서롤(8a; 8b)의 편향 중의 하나 이상을 각각 상기 릴들(3a, 3b)로 가는 상기 권취재(2a, 2b)의 평행한 공급경로(4a, 4b) 상에서 감지하는 상기 센서(26a, 26b)의 측정신호(27a, 27b)에 의존하는 것을 특징으로 하는 권취장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 제어유닛(28)은 제어논리를 구비하고, 상기 제어논리는 스핀들(18)의 릴(3a, 3b)로 향하는 상기 권취재(2a, 2b)의 평행한 공급경로 상에서 각각 감지되는 장력 또는 댄서롤(8a; 8b)의 편향의 평균값에 따라 상기 제어신호(31)를 결정하는 것을 특징으로 하는 권취장치.
  15. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    적어도 2개의 가압롤러(13a, 13b)이 제공되고, 상기 가압롤러는 상기 작동기(20, 21)에 의해 상기 스핀들(18) 또는 릴(3a, 3b)의 회전축에 대해 평행하게 상호 상대적으로 이동가능한 것을 특징으로 하는 권취장치.
  16. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 스핀들(18) 또는 릴(3a, 3b)의 회전축선(17)에 대한 상기 가압롤러의 회전축선(16)의 각도(24)는 상기 작동기(20, 21)에 의해 변경가능한 것을 특징으로 하는 권취장치.
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