KR20180008323A - 케이블링 또는 투-포-원 연사 기계의 스핀들 시동 방법 - Google Patents

케이블링 또는 투-포-원 연사 기계의 스핀들 시동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 케이블링 또는 투-포-원 연사 기계에서 스핀들의 행정 시작시에 스핀들(2)을 시동하는 방법에 관한 것으로, 예비 실이 와인딩 영역 외부의 빈 감김 패키지(19)에 형성되고, 상기 케이블링 또는 투-포-원 연사 기계는 하나 이상의 워크스테이션을 구비하며, 각 워크스테이션은 연사 중에 제1 피드 패키지(4)를 지지하는 스핀들 포트(5) 및 스핀들 중공 샤프트(13)로부터 이격되어 스핀들 포트(5) 하부에 배치된 측면 배출 개구를 가진 회전하는 중공 스핀들 로터를 구비하고, 제2 피드 패키지(11)로부터 당겨진 외부 실(12)은 제1 피드 패키지(4)로부터 당겨지는 내부 실(6) 둘레에 감기고, 상기 외부 실(12)은 스핀들 중공 샤프트(13) 및 측면 배출 개구를 통해 가이드되며, 스핀들 포트(5) 둘레를 회전하는 실 벌룬(B)으로 스핀들 샤프트의 연장부에서 스핀들(2) 상부에 배치되고 두 개의 실 공급을 병합하는 실 가이드 장치(9)를 향해 가이드되며, 실 가이드를 가지는 와인딩 장치(22)가 존재하여, 생성된 연사 실(18)이 상기 와인딩 장치(22)에서 감김 패키지(19)에 감기게 된다.
본 발명에 따르면, 예비 실의 생성 중 생산 데이터와 비교하여 증가된 스핀들 로터의 회전 속도에 대한 연사된 실의 감김 속도의 비율이 적용된다.

Description

케이블링 또는 투-포-원 연사 기계의 스핀들 시동 방법{METHOD FOR STARTING A SPINDLE OF A CABLING OR TWO-FOR-ONE TWISTING MACHINE}
본 발명은, 케이블링 또는 투-포-원 연사 기계에서 스핀들의 행정 시작시에 스핀들을 시동하는 방법에 관한 것으로, 예비 실이 와인딩 영역 외부의 빈 감김 패키지에 형성되고, 케이블링 또는 투-포-원 연사 기계는 하나 이상의 워크스테이션을 구비하며, 각 워크스테이션은 연사 중에 제1 피드 패키지를 지지하는 정지 스핀들 포트 및 스핀들 중공 샤프트로부터 이격되어 스핀들 포트 하부에 배치된 측면 배출 개구부를 가진 회전하는 중공 스핀들 로터를 구비하고, 제2 피드 패키지로부터 당겨진 외부 실은 제1 피드 패키지로부터 당겨진 내부 실 둘레에 감기고, 상기 외부 실은 스핀들 중공 샤프트 및 측면 배출 개구부를 통해 가이드되며, 스핀들 포트 둘레를 회전하는 실 벌룬으로 스핀들 샤프트의 연장부에서 스핀들 상부에 배치되고 두 개의 실 공급을 병합하는 실 가이드 장치를 향해 가이드되고, 실 가이드를 가지는 와인딩 장치가 존재하고, 생산된 연사 실이 상기 와인딩 장치에서 감김 패키지에 감기게 되는, 스핀들 시동 방법에 관한 것이다.
연사, 케이블링, 또는 코딩은 연사된 실의 특정한 사용 특징을 만들기 위한 기계적인 얀(yarn) 피니싱 방법이다. 투-포-원 연사 방법에서는 둘 이상의 실이 연사됨으로써 연사된 실로 병합되는 반면, 케이블링은 각각의 실 자체는 회전됨이 없이 두 실이 서로 연사되는 특정한 연사 방법이다. 연사의 이점은 각 필라멘트가 항상 하중 방향으로 정확하게 놓이기 때문에 높은 인장 강도를 가진다는 데 있다.
본 명세서에서, "실"이라는 용어는 얀, 필름 밴드, 튜브형 및 스트립형 섬유와 같은 모든 선형 구조를 포함한다. 간략화를 위해, 용어 "실"은 본 출원의 명세서에서 가능한 대안을 포함하는 의미로 사용된다.
예를 들어, 케이블링 기계는 일반적으로 기계의 길이 방향으로 서로 인접하게 배치된 복수의 워크스테이션을 구비한다. 상기 각 워크스테이션은 피드 패키지가 미끄러지는 스핀들과 기계 프레임에 배치되고 제2 피드 패키지를 지지하는 역할을 하는 슬라이드-온 장치를 포함한다. 실은 피드 패키지로부터 당겨지고, 실 브레이크에 의해 일정한 힘으로 유지되며, 케이블되고, 와인딩 유닛의 패키지에 감긴다. 연사의 경우, 일반적으로 끝처리된 연사 실이 더 많이 연사될수록 특정 스핀들 회전 속도에서 감김 속도가 더 낮아진다.
새로운 배치의 초기에서, 연사는 시작되어야 한다; 즉, 새로운 피드 패키지가 각 워크스테이션의 크릴 및 스핀들 포트에 배치된다. 실은 실 가이드 요소로 적절히 결합되고 와인딩 유닛으로 가이드되어 빈 튜브의 단부에 고정된다. 이 영역에서, 후속 공정을 위해 필요한 예비 실이 실제 와인딩 영역 외부에서 생성된다.
케이블링 스핀들의 작동 중에, 제1 피드 패키지는 스핀들 포트의 회전 스핀들에 배치된다. 그러나, 상기 스핀들 포트 및 피드 패키지 자체는 회전하지 않고 고정되어있다. 소위 내부 실은 상기 제1 피드 패키지로부터 축방향으로 위를 향해 당겨지고, 케이블링 포인트 또는 외부 실과의 결합 포인트로 가는 길에서 내부 실 브레이크를 통하여 안내된다.
제2 피드 패키지는 크릴에 배치되고, 외부 실은 상기 제2 피드 패키지로부터 당겨진다. 외부 실이 외부 실 브레이크, 선택적으로 편향 장치를 통과한 후에, 상기 외부 실은 중공 스핀들 축방향으로 아래로부터 들어와 저장 디스크에서 스핀들을 빠져나간다. 외부 실은 스핀들 포트를 중심으로 회전하고 실 벌룬이 형성되며, 벌룬 실 가이드로 안내된다. 이 위치에서 상기 외부 실은 내부 실에 감기므로 케이블링 포인트라고도 불린다.
DE 10 2007 043 352 A1은 케이블링 기계 및 상기 케이블링 기계를 작동시키는 방법을 개시한다. 특정 중량을 갖는 패키지를 생산하기 위하여, 스핀들 포트에 삽입된 제1 피드 패키지는 제1 피드 패키지의 중량이 생산될 패키지의 절반이 되는 방식으로 선택된다. 크릴에 배치된 제2 피드 패키지는 제2 피드 패키지는 제2 피드 패키지의 중량이 적어도 생산될 패키지의 총 중량에 해당하는 방식으로 선택된다. 이러한 절차에 의하여, 작동 노력 및 잔여 피드 패키지의 수가 감소된다. 실제로, 모든 워크스테이션이 동시에 시작되므로 그에 따라 거의 동시에 끝나는 것이 일반적이다.
그러나, 종래 기술에 따른 상기 방법의 단점은 케이블링 스핀들이 작동 회전 속도까지 상승할 때 실이 자주 끊어진다는 것이다. 이는 특히 다수의 필라멘트를 구비하거나 및/또는 폴리프로필렌 또는 폴리에스테르와 같은 마찰에 민감한 재료로 구성된 실이 연사에 사용될 때 더 큰 빈도로 발생한다.
케이블링 스핀들에 대한 기계 길이의 드라이브로 인하여, 워크스테이션에서 실 끊어짐이 자주 발생할 때, 케이블링 기계의 효율성에 전반적으로 부정적인 영향을 미친다.
따라서, 전술한 종래 기술에서 기인하여, 본 발명이 해결하고자 하는 문제는 속도 상승 중에 실 끊어짐의 수를 감소시키는 것이다.
본 발명에 따르면, 상기 문제는 청구항 1의 특징부에 의하여 해결된다.
본 발명의 유리한 실시형태들은 종속항에 기재되어 있다.
상기한 문제를 해결하기 위하여, 청구항 1은 예비 실의 생성 중 생산 데이터와 비교하여 증가된 스핀들 로터의 회전 속도에 대한 연사 실의 감김 속도의 비율이 사용되는 것을 제시한다.
이러한 절차로 인하여, 실 벌룬이 형성될 때까지 외부 실이 포트에 접촉하는 시간이 단축된다. 스핀들의 시동 중에 스핀들 로터가 생산 속도에 도달하고, 외부 실이 스핀들 포트 둘레에 실 벌룬을 형성할 수 있도록 충분히 빠른 속도로 스핀들 로터를 빠져나올 때까지, 상기 외부 실은 일반적으로 낮은 속도로 스핀들 포트와 접촉한다. 시동 중에, 스핀들 포트의 접촉은 일반적으로 초기에 비교적 먼 거리에 걸쳐 발생하고, 외부 실이 편향되는 포인트, 즉 스핀들 포트의 상부 및/또는 하부 모서리가 가장 중요한 지점이며, 상기 하부 모서리는 바닥에서 원추형으로 당겨지는 스핀들 포트의 경우에만 해당한다. 케이블링 후드와의 접촉 또한 발생할 수 있다.
연사 공정에서, 마감된 연사 실이 가져야 하는 비틀림 수와 연사 실이 감김 패키지에 감기는 속도 사이에는 직접적인 관계가 있다. 스핀들 회전 속도를 증가시킬 수 없으므로, 전달 속도는 낮게 설정되어야 한다.
회전 스핀들 로터에 대한 감김 속도의 비율이 생산 조건과 비교하여 증가되면, 스핀들 포트에서의 외부 실의 마찰 시간이 감소된다. 특정 스핀들 포트 모서리에서의 외부 실의 마찰 부하가 짧은 시간 동안 발생하기 때문에, 외부 실은 덜 손상되고 스핀들의 시동 중에 실 끊어짐이 줄어든다.
이는 다수의 개별 필라멘트 및/또는 마찰에 민감한 재료를 가진 실로부터 생산된 연사 실에 특히 유리하다. 실에 더 많은 개별 필라멘트가 포함될수록, 실 조각에 대한 실의 표면이 커지고 마찰이 더 많이 발생한다. 예비 실은 일반적으로 실제 생산 영역 외부의 감김 패키지에 감기고, 추가 감김 공정에서 크릴의 선행 패키지에 후속 패키지를 연결하는데 사용되므로, 패키지의 시작 또는 끝 영역은 이후의 처리 공정의 생산에 관여하지 않는다. 이러한 이유로, 예비 실이 생산 조건하에서 실제 연사보다 상당히 적은 연사를 갖는다면 바람직하다.
본 발명에 따른 방법은 기계 길이방향으로 서로 인접하게 배치된 복수의 워크스테이션을 구비한 케이블링 기계, 투-포-원 연사 기계, 및 소위 단일 스핀들 유닛 모두에 적용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 방법은 기계 길이로 구동되는 스핀들/와인딩 장치 및 개별 드라이브를 구비한 스핀들/와인딩 장치 모두에 적용 가능하다.
청구항 2에 기재된 바와 같이, 감김 속도는 유리하게는 예비 실의 생성 중에 생산 조건하에서 감김 속도와 비교하여 증가된다.
특히 간단한 방식으로, 스핀들 로터의 회전 속도에 대한 감김 속도의 비율은 스핀들 회전 속도가 일정하게 유지되면서 예비 실을 감김 스핀들에 빠른 속도로 감는 것을 통해 증가될 수 있다. 스핀들의 시동 중에 스핀들이 목표 회전 속도의 100%로 가속되는 동안, 감김 속도는 100 + x %이다. 그에 따라 선택될 수 있는 시간이 지난 후, 감김 속도는 목표 속도의 100%로 낮아지게 된다.
회전 수는 감김 속도를 증가시키는 요소에 의하여 대략적으로 감소된다.
청구항 3에 따라, 본 발명의 바람직한 일 실시형태에서, 스핀들 로터의 가속은 예비 실의 생성 중 적어도 1.2배 증가된 가속도로 발생한다.
고정 스핀들 또는 스핀들 로터는 정지 상태에서 생산 속도까지 가속되어야 한다. 이러한 소위 가속은 특정 가속도로 수행된다. 지금까지, 이에 기인한 가속 및 가속 램프는 서로 다른 상황에서 동일하게 수행되었다. 즉, 배치의 새로운 시작 또는 재시작인지 여부에 관계없이, 예를 들어 실 끊어짐 이후에, 상기 스핀들 로터는 동일한 매개변수를 가진 작동 회전 속도로 가속화되었다.
스핀들 로터의 빨라진 가속도 및 짧아진 가속 램프로 인하여, 스핀들 포트 둘레의 외부 실의 실 벌룬이 매우 빠르게 형성되어 중요 지점에서의 외부 실의 마찰이 줄어든다.
이하에서는 본 발명을 첨부된 도면을 참조한 실시예에 기초하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 케이블링 기계의 워크스테이션의 개략도,
도 2는 연사 실의 감김 속도에 따른 연사 그래프,
도 3은 가속도에 따른 스핀들 로터의 가속 램프의 그래프,
도 4는 예비 실의 생성 중 연사 그래프이다.
도 1은 케이블링 기계의 워크스테이션 구조를 개략도이다. 케이블링 스핀들(2)은 스핀들 레일(3) 상에 지지된다. 제1 피드 패키지(4)가 케이블링 스핀들(2)의 스핀들 포트(5) 내에 위치한다. 상측에서, 내부 실(6)이 제1 피드 패키지(4)로부터 당겨지고, 케이블링 후드(1) 내에 배치된 실 브레이크(7)를 통하여 안내된다. 실 브레이크(7) 이후에, 내부 실(6)은 실 가이드 눈구멍(8)을 통하여 케이블링 후드(1)를 빠져나가고, 마지막으로 실 안내 장치의 하류, 여기서는 벌룬 실 가이드 눈구멍(9)을 통과한다. 벌룬 실 가이드 눈구멍(9)은 리테이너(10)에 의하여 일부만이 도시되어 있는 기계 프레임에 고정된다. 벌룬 실 가이드 눈구멍(9) 대신에, 예를 들어 소위 코드 조절기가 또한 존재할 수 있다.
제2 피드 패키지(11)는 일반적으로 기계 프레임상에 배치된 슬라이드-온 장치에 지지되고, 케이블링 스핀들(2)에 인접하여 개략적으로만 도시된다. 제2 피드 패키지(11)로부터 당겨진 외부 실(12)은 스핀들 중공 샤프트(13)를 아래로부터 통과하고, 방사상 방향으로 편향되어, 실 저장 디스크(14)에서 방사상으로 빠져나온다. 실 저장 디스크(14)는 스핀들 소용돌이(15)에 의하여 구동 벨트(16)로 회전 구동된다.
상기 외부 실(12)은 실 저장 디스크(14)로부터 빠져나와 실 벌룬(B)를 형성하면서 스핀들 포트(5)의 외부에서 상부의 벌룬 실 가이드 눈구멍(9)으로 안내된다. 여기서, 외부 실(12)은 내부 실(6) 둘레에 감기고, 이와 같이 생성된 연사 실(18)은 다시 감김 패키지(19)에 감긴다. 즉, 내부 실(6)과 외부 실(12)이 병합되어 얀 또는 코드 실(18)을 형성하는 케이블링 포인트가 벌룬 실 가이드 눈구멍(9) 또는 평형 시스템에 위치한다.
풀림 장치(20)가 케이블링 포인트 위에 배치되고, 이 풀림 장치(20)에 의해 연사 실(18)이 풀리며, 댄서(dancer)(21)와 같은 평형 요소를 통하여 와인딩 장치(22)로 공급된다. 와인딩 장치(22)는 구동 롤러(23) 및 구동 롤러(23)에 의해 마찰 구동되는 감김 패키지(19)를 구비한다.
도 2는 스핀들(2) 시동 중 생산 스핀들 회전 속도에 대한 실제 스핀들 회전 속도의 비율과 생산 감김 속도에 대한 실제 감김 속도의 비율을 도시한다. 세로좌표는 비율을, 가로좌표는 시간 축을 나타낸다. 첫 번째 시간 범위는 예비 실이 생성되는 동안 커브를 도시하고, 이어서 생산 시간이 나타난다. 스핀들 회전 속도 및 감김 속도 모두 일정 값에 도달한다.
도면 부호 26은 생산 스핀들 회전 속도에 대한 실제 스핀들 회전 속도를 나타낸다. 스핀들(2)은 일정 시간동안 생산 회전 속도로 가속된 후 비율 1에 해당하는 일정 값을 유지한다. 도면 부호 27은 생산 감김 속도에 대한 실제 감김 속도의 비율을 나타낸다. 상기 감김 속도는 증가하여 생산 감김 속도보다 높은 값에 도달한다. 본 실시예에서, 비율은 대략 1.5에 해당한다. 실제 감김 속도가 증가하는 동안 예비 실이 감기게 된다. 일정 시간 이후에, 실제 감김 속도는 생산 감김 속도로 낮아지고, 실 가이드는 연사 실(18)을 생산 조건하에서 감기 위하여 연사 실(18)과 함께 생산 영역 내로 회전한다.
도 3은 스핀들 로터의 가속 램프를 그래프로 나타낸다. 스핀들 주파수는 세로 좌표에 도시되어 있다. 가로좌표는 초 단위 시간을 나타낸다. 도면 부호 24는 배치의 초기 또는 재개된 이후, 예를 들어 실 끊어짐 이후에 케이블링 스핀들(2)의 시동 단계 동안에 사전 수행된 가속도를 도시한다. 스핀들 로터가 작동 회전 속도에 도달하는데 대략 11.7초가 필요하다.
대조적으로, 도면 부호 25는 새로운 배치의 초기에 스핀들 로터의 가속도를 도시하고, 본 실시예에서는 이전 가속도보다 2 Hz*s-1 더 빠르다. 따라서, 스핀들 로터는 대략 8.7초 후에 작동 회전 속도에 도달하고 따라서 약 3초가 빨라진다. 스핀들 로터가 작동 회전 속도로 더 빨라질수록, 외부 실(12)이 실 벌룬(B)을 더 빠르게 형성하고, 외부 실(12)이 스핀들 로터(5)의 하부 및/또는 상부 모서리에 쓸리는 시간이 단축된다.
도 4는 생산 조건하에서 연사 실(18)이 생산되고 감기기 전에 대략 5m 길이의 예비 실의 생산을 도시한다. 와인딩 공정의 초기에, 꼬임수는 대략 80 T*m-1로 상승하고, 연사 실(18)은 높은 감김 속도로 감긴다. 약 4 미터 이후에, 감김 속도는 감소하고 꼬임수는 280 T*m-1의 지정 값으로 상승한다. 지정된 꼬임수 및 그에 따른 생산 속도에 도달한 이후에, 상기 실 가이드는 생산 조건하에서 감김 패키지(19)의 생산 영역에 감길 연사 실(18)과 함께 회전하여 연사 실(18)을 감는다.

Claims (3)

  1. 케이블링 또는 투-포-원 연사 기계에서 스핀들의 행정 시작시에 스핀들(2)을 시동하는 방법으로서,
    예비 실이 와인딩 영역 외부의 빈 감김 패키지(19)에 형성되고, 상기 케이블링 또는 투-포-원 연사 기계는 하나 이상의 워크스테이션을 구비하며, 각 워크스테이션은 연사 중에 제1 피드 패키지(4)를 지지하는 정지 스핀들 포트(5) 및 스핀들 중공 샤프트(13)로부터 이격되어 스핀들 포트(5) 하부에 배치된 측면 배출 개구를 가진 회전하는 중공 스핀들 로터를 구비하고, 제2 피드 패키지(11)로부터 당겨진 외부 실(12)은 제1 피드 패키지(4)로부터 당겨진 내부 실(6) 둘레에 감기고, 상기 외부 실(12)은 스핀들 중공 샤프트(13) 및 측면 배출 개구부를 통해 가이드되며, 스핀들 포트(5) 둘레를 회전하는 실 벌룬(B)으로 스핀들 샤프트의 연장부에서 스핀들(2) 상부에 배치되고 두 개의 실 공급을 병합하는 실 가이드 장치(9)를 향해 가이드되고, 실 가이드를 가지는 와인딩 장치(22)가 존재하고, 생산된 연사 실(18)이 상기 와인딩 장치(22)에서 감김 패키지(19)에 감기는, 스핀들 시동 방법에 있어서,
    예비 실의 생성 중, 생산 데이터와 비교하여 증가된 스핀들 로터의 회전 속도에 대한 연사 실(18)의 감김 속도의 비율이 사용되는 것을 특징으로 하는, 스핀들 시동 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 감김 속도는, 예비 실의 생성 중, 생산 조건하의 감김 속도와 비교하여 증가되는 것을 특징으로 하는, 스핀들 시동 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스핀들 로터의 가속은, 예비 실의 생성 중 적어도 1.2배 증가된 가속도로 발생하는 것을 특징으로 하는, 스핀들 시동 방법.
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