KR920005555B1 - 텐터 프레임내에서 플라스틱 필름을 인발하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

텐터 프레임내에서 플라스틱 필름을 인발하는 방법 및 장치

[도면의 간단한 설명]

제1도는 무단 루우프 또는 트랙 둘레로 캐리지들 또는 궤도 차량들을 추진하기 위한 본 발명의 리니어모터 추진 시스템의 등각 투영도.

제2도는 본 발명의 이중 2차측 캐리지의 등각 투영도.

제3도는 2차측이 무단 루우프 둘레를 이동할 때의 그 2차측(캐리지)의 속도 대 위치의 한 경우의 그래프.

제4도는 주어진 순간에 무단 루우프 둘레에 분포된 캐리지들을 보여주는 시스템의 예시적인 평면도.

제5도는 루우프의 일부 둘레로 캐리지들을 추진하기 이한 상부 제1 1차측의 평면도.

제6도는 루우프의 나머지 부분 둘레로 캐리지들을 추진하기 위한 하부 제2 1차측의 평면도.

제7도는 리니어 히스테리시스 모터에 대한 힘 대 슬립의 그래프.

제8도는 2차측이 무단 루우프 둘레를 이동할때 그 2차측(캐리지)의 속도 대 위치의 3가지 경우의 그래프.

제9도는 캐리지들의 마찰 변화 효과를 보여주는, 스택 형성장소에 대한 두 안정한 작동곡선들의 그래프.

제10도는 본 발명의 동시 2축 텐터 프레임의 개략 평면도.

제11도는 제10도의 11-11선을 따라 취한 대향하는 두 루우프들의 대표적인 단면도.

제12도는 제11도의 부분(12)에 도시된, 필름 처리장소내의 기다란 1차측들에 인접한 능동 캐리지의 대표적인 확대 단면도.

제13도는 제11도의 부분(13)에 도시된, 스택 형성장소내의 기다란 1차측들에 인접한 능동 캐리지의 대표적인 확대 단면도.

제14도는 전달 장소내에서 필름을 파지하고 접촉된 능동 및 수동 캐리지들의 평면도.

제15도는 일반 장소의 끝에서 필름을 파지하고 분리된 능동 및 수동 캐리지들의 평면도.

제16도는 제15도의 16-16선에서 본 능동 및 수동 캐리지를 보여주는 도면.

제17도는 제10도의 17-17선을 따라 취한, 필름 처리장소의 끝에서 캐리지들과 결합하는 마찰휘일의 단면도.

제18도는 미합중국 특허 제 4,675,582호의 제1도에 기초한, 본 발명의 제어 시스템의 대표적인 부분의 블록 다이어그램.

제19도는 간력화된 텐터의 무단 루우프 둘레를 능동 및 수동 캐리지가 이동할 때의 그 능동 및 수동 캐리지(2차측)의 속도 대 위치의 3가지 경우의 그래프.

제20도는 미합중국 특허 제 4,675,582호의 제8도에 기초한, 루우프의 캐리지 수집장소 및 작동장소내의 대표적인 제어지역에 대한 제18도에 도시된 제어지역 구동기의 확대 개략도.

제21도는 루우프의 작동장소의 기다란 1차측내의 굴곡지점의 평면도.

제22도는 제21도의 굴곡지점의 단면도.

제23도는 제20도에 도시된 제어지역 구동기 전류제어 및 게이팅 논리회로의 확대도.

제24도는 제어지역 구동기 트랜지스터들의 스위칭 속도가 어떻게 제23도의 논리 회로에 의해 제한되는가를 보여주는 전류 대 시간의 대표적인 도표.

제25도는 제19도의 도표들에 대한 간략화된 텐터 루우프의 다이어그램이다.

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명이 속하는 기술분야는 플라스틱 필름들을 인발하기 위한 텐터 프레임으로서, 더 구체적으로는 리니어 모터들을 이용하여 그러한 필름들을 인발하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

특히, 본 발명은 동기 리니어 모터들을 이용하여 능동 캐리지를 부착된 텐터 클립들과 함께 추진함에 의해 필름을 인발하는 것을 포함한다. 또한, 동일한 모터들이 이 캐리지의 스택들을 텐터 프레임으로 들어가기전에 수집장소들에서 제어된 속도로 추진하는데 사용된다. 히스테리시스 리니어 모터들은 캐리지들을 스택안으로 추진하는데 사용되고, 인발작동이 완료된 후에 텐터 프레임의 복귀측들을 따라 수동 캐리지들을 부착된 아이들러 클립들과 함께 추진하는 수단을 제공한다.

[관련 기술의 설명]

상기한 바와같이, 본 발명의 방법 및 장치는 텐터 프레임내에서 시이트 재료 또는 필름의 웨브를 연신 또는 인발하는데 사용된다. 필름은 그 필름을 파지하는 텐터 클립들을 계속 증가하는 속도들로 대향 트랙들을 따라 쌍으로 추진함에 의해 클립쌍들을 서로 이격시켜서 필름을 종방향으로 인발함으로써 기계 방향(MD)으로 인발된다. 횡방향(TD)인발은 클립들이 트랙들의 벌어지는 부분을 쫓을때 일어난다.

이러한 방식으로 필름을 인발하는 대표적인 방법이 하보지트(Habozit)의 미합중국 특허 3,890,421호; 일본 특허공보 제 48-38779호, 및 프랑스 특허 제 2,317,076호에 개시되어 있다. 그러나, 이 특허들 및 공보는 본 발명에 따라 필름을 인발하는데 있어서 요구되는 세심하게 조정된 제어수단들을 개시하지 않는다. 그러한 발명에서는, 서로 정반대인 클립쌍들은 이 정반대 위치를 유지하면서, 인접 대향 텐터 클립쌍들과의 정확한 간격들 및 동일한 속도들로 추진된다. 이 작동은 동기 리니어 모터들을 사용함에 의해 행해진다.

더 구체적으로 본 발명의 텐터 프레임 장치 및 방법에서 2개의 무단 트랙들은 서로 반대로 배열된 루우프들내의 개개의 능동 캐리지들을 그 루우프들 사이를 지나가는 필름과 더불어 안내한다. 동기 2차측들은 이 캐리지들에 부착되고, 또한 그 캐리지들에는 필름의 연부들을 파지하는 텐터 클립들이 부착된다.

기다란 1차측들은 각 루우프의 필름 인발 또는 전진측상에 서로 대향하여 배치되고, 캐리지들상의 동기 2차측들에 인접하여 그 동기 2차측들과 전자적으로 결합한다. 본 발명의 중요한 양상에서, 각 1차측은 다수의 코일 그룹들을 포함하는데, 한 1차측내의 코일 그룹은 다른 1차측내의 대향 코일 그룹들과 일치하는 크기로 되어 있고, 각각의 대향 코일 그룹들은 전기적으로 연결되어 단일 제어지역을 형성한다. 이 제어지역들에 전력이 공급되어 텐터 프레임 전체에 걸쳐서 각 제어지역을 통해 그리고 한 제어지역에서 다음 제어지역으로 대향 캐리지쌍들을 대칭으로 추진한다. 각 루우프의 트랙들은 통상의 텐터 프레임에서처럼 벌어질 수 있고, 동시에 필름의 연부들을 파지하는 캐리지들은 그 캐리지들이 트랙을 따라 이동할 때 MD 및 TD로 분리될 수 있다. 그리하여 필름은 동시에 2축방향으로 인발 또는 연신된다.

동기 2차측들은 제어 명령들에 기인하여 1차측들에 의해 발생한 전자파에 능동 캐리지들이 동기적으로 결합 또는 고정되도록 보장한다. 그러므로, 캐리지들이 바람직하게는 제어된 속도들로 추진되는 스택들로 루우프들의 전진측들에 계속 공급되고, 각 제어지역내의 대향 코일 그룹들이 인접 제어지역들의 명령들과 동시에 조정되는 동일한 소정 제어 명령들로부터 발생한 교류 전류를 동시에 수신하는 한, 캐리지들은 두 루우프들의 전진측들을 따라 연속적으로 추진될 때 대칭으로 유지된다.

상기한 종래 기술들은 위에 언급한 방법을 보여주거나 제시하지 않는다.

하보지트의 특허 및 이와 관련된 프랑스 특허는, 대향 루우프들을 따라 개별적으로 제어된 자계 권선들이 필름 클립들을 포함하는 캐리지들을 텐터 오븐을 통해 가속시키는 무단 루우프 리니어 모터 시스템을 보여줄 뿐이다. 유도 2차측들은 각각의 캐리지에 부착되어 루우프들을 통해 그 캐리지들을 추진시킨다. 그 특허들에는 어떻게 대향 클립들의 대칭 이동을 이룰것인가에 대해 나타나 있지 않고, 동기 2차측들이 부착된 다수의 캐리지들을 제어하는 독특한 문제들을 어떻게 해결할 것인가에 대해서도 나타나 있지 않다.

일본 특허 공보 제 48-38779호는 필름을 연신하기 위해 "짧은 코어형 리니어 모터"를 이용하여 대향 루우프들내에서 텐터 클립들을 추진하는 장치를 보여줄 뿐이다. 대향 클립쌍들의 대칭 이동을 보장하기 위한 어떠한 수단도 제공되어 있지 않다.

본 발명은, 이러한 제어된 대칭이동을 제공함에 의해 텐터 프레임 기술에 개선점을 제공한다.

본 발명은 리니어 모터들을 이용하여 무단 루우프들내에서 캐리지들을 캐리지 수집장소들(이 장소에서 캐리지들은 일정한 동기 속도로 스택들내에서 접촉하여 이동함)의 출구로부터 제2 또는 더 높은 속도들로 추진하여 캐리지들을 이격시키고, 그후에 그러한 캐리지들은 수집장소들의 입구에 도달하기전에 스택들안으로 다시 추진된다. 캐리지들이 스택들과 접촉한 후에 이동하는 속도는 캐리지 수집장소들내의 접촉 캐리지들의 속도에 의해 결정되고, 스택들내의 새로이 도달된 캐리지들은 접촉 캐리지들에 맞닿아 계속 압압된다. 캐리지들은 스택들과 접촉한 후에 그리고 수집장소들의 입구에 도달하기전에 비동기적으로 이동한다.

스택들안으로의 능동 캐리지들의 이동은 히스테리시스 2차측들에 의해 제어되는데, 이 히스테리시스 2차측들도 또한 캐리지들에 부착된다. 이 2차측들은 히스테리시스 2차측들에 인접 배치된 리니어 모터 1차측들의 지역들에 의해 독립적으로 발생한 전자파들에 의해 결합된다. 전자파들은 캐리지들의 가속 및 감속을 제어하도록 속도가 변할 수 있다.

더욱이, 본 발명의 다른 양상에서, 하나이상의 수동 또는 아이들러클립들이 텐터 프레임의 각 루우프내의 각 능동 캐리지들 사이에 배치되어 예컨대 상기한 미합중국 특허 제 2,317,076호에 개시된 바와같은 필름연부의 스칼로핑(scalloping)을 최소화한다. 이 수동 클립들이 부착된 캐리지들은 필름 연신작동중 전력이 제거된다. 그러한 수동 캐리지들은 동기 2차측들이 부착된 능동 캐리지들과 접촉함에 의해 초기에 추진된다. 능동 캐리지들이 분리되어 필름을 연신할때, 수동 클립들은 이동필름과 결합함에 의해서 텐터 프레임의 전진측들상에서 추진된다.

필름이 해제된 후에, 이 캐리지들은 텐터 프레임의 필름 처리 장소내로 되돌아 가기전에 루우프들의 복귀측들을 따라 그리고 캐리지들의 스택안으로 능동 캐리지들과 함께 복귀한다. 이것은 수동 캐리지들에 히스테리시스 2차측들을 부착시킴에 의해 행해진다. 이 2차측들은 능동 캐리지들의 히스테리시스 2차측들과 결합하는 동일한 일차측에 인접해 있다. 이 1차측들에 의해 발생한 전자파들은 텐터 프레임에 인접한 캐리지 수집장소내에서 캐리지들이 일정한 제어된 속도들로 추진되는 스택들의 부분들에 도달하기전에, 복귀측을 따라 그리고 스택들안으로 캐리지들을 추진하도록 작용한다. 루우프들의 복귀측들을 따라 그리고 캐리지들의 스택들안으로 캐리지들을 추진하는데 이렇게 히스테리시스 리니어 모터들을 사용하는 것은 본 발명의 중요한 특징이다.

물론, 리니어 모터들은 당기술에 공지되어 있고, 무단 루우프내에서 캐리지들 또는 궤도 차량들을 추진하는데 그러한 모터들이 사용될 수 있다.

스타키이(starkey)의 미합중국 특허 제 3,803,466호는 그러한 예의 하나로서, 루우프내에서 궤도 차량들을 독립적으로 추진하는데 리니어 동기 모터 추진 시스템을 사용하는 것을 보여준다. 차량 또는 들어오는 열차들은 선택적으로 가속된 다음, 적절한 장소에서 감속됨으로써 그들이 정거장을 통해 느린 속도 및 소정간격으로 이동하도록 허용한다.

하보지트의 미합중국 특허 제 3,890,421호는 플라스틱 필름을 2축 인발하기 위해, 무단 루우프들내에서 이동하는 캐리지들에 설치된 클램프들의 속도를 제어하는데 리니어 유도 모터를 사용하는 다른 예이다. 그리고 일본 특허 공보 제 48-38779호는 리니어 모터를 사용하여 무단 루우프들내에서 텐터 클립들을 추진시킴으로써 열가소성 합성수지 필름들을 2축 방향으로 연신하는 것을 보여준다. 그러나, 거기에는 루우프들의 복귀측들상에서 캐리지들이 어떻게 제어되는가에 대한 교시가 없다.

무단 루우프내에서 이동하는 캐리지들 또는 차량들을 포함하는 시스템에서는, 장전장소 또는 개시장소를 제공하는 것이 일반적인데, 여기에서 캐리지들은 미합중국 특허 제 3,803,466호에서처럼 승객들을 태우기 위해 또는 다른 작동들을 위해 저속도들로 이동한 다음, 작동장소에서 가속된다, 개시장소에서, 캐리지들은 예컨대 상기 특허들에 개시된 바와같이 가까이 이격되고 스택내에서 흔히 그룹을 이룬다. 필름의 연신과 같은 가속 또는 작동의 완료후에, 캐리지들은 스택 또는 장전장소로 복귀하여 작동을 재개할 준비를 갖춘다.

일반적으로, 캐리지들은 루우프내에서 그리고 루우프를 통한 그들의 이동에 있어서 항상 제어하에 있을것이 요구된다. 이것은 흔히 고속으로 이동하는 캐리지들 또는 궤도 차량들이 스택으로 복귀할 때 특히 더 요구되며, 그렇지 않으면, 손상 충돌이 발생하거나 또는 기계작동이 침해될 수 있다.

이러한 형태의 문제를 해결하기 위해 여러 기술들이 전개되었다. 한 그러한 해결책이 본 발명의 양수인이 소유한 호메스 및 키간의 미합중국 특허 제 4,675,582호에 개시되어 있다. 전체를 참조로 여기에 설명한 그 특허는 예컨대 필름을 연신하기 위해, 캐리지들에 부착된 동기 2차측들을 한쌍의 대향 루우프들의 전진측들 상에서 계속 증가하는 속도로 정확히 추진하는데 사용될 수 있는 리니어 동기 모터 제어 시스템을 개시한다. 또한 이 동일 시스템은 그러한 루우프들의 복귀측들에서 캐리지들을 제어하에 감속시키는데도 사용될 수 있다. 그러한 시스템에서 캐리지 속도 및 간격이 변하는 경우에 1차측의 전기적으로 분리된 한 코일 권선 그룹 또는 지역에는 동시에 하나 이상의 캐리지가 존재할 수 없다. 이러한 구속 조건들은 많은 1차측 지역들 및 그들의 관련 지역 제어기들을 요구한다. 그러한 시스템은 무단 루우프를 통하여 캐리지들을 연속적으로 추진하는 임무를 효과적으로 행하지만 특히, 적층이 발생하고 캐리지들의 정확한 동기 제어가 요구되지 않는 복귀측에서 하드웨어가 상당히 고가로 되고 복잡해진다.

캐리지 또는 궤도차량 추진 시스템들에서, 개시시의 캐리지들의 장소 및 속도는 흔히 가장 중요하다. 예컨대, 상기한 스타키이의 궤도 차량들은 탑재의 목적으로, 정거장에서 소정 간격으로 적절히 이동한다. 이것은 상기한 호메스 및 키간의 특허에 개시된 시스템을 포함하는 다른 시스템들에도 마찬가지이며, 여기에서 일정 속도 장소의 2차측들의 제어는 가속에 앞서 공지되는 그들의 정확한 장소들과 더불어 시스템의 작동에 있어서 중요하다.

본 발명의 캐리지의 스택들이 캐리지 수집장소내에서 제어된 일정 속도들로 접촉하여 동기적으로 이동하도록 보장함에 의해, 개시시의 캐리지들이 적절한 위치에 있고 캐리지들이 적절한 제어 속도로 이동하도록 더 보장한다. 그렇게 하는데 있어서, 본 발명은 예컨대 미합중국 특허 제 3,803,466호 및 미합중국 특허 제 4,675,582호의 발명들을 실시하는 개선된 또는 다른 방법을 제공한다.

또한 개시시의 캐리지들의 장소 및 속도는 텐터 프레임내에서 필름을 인발하는데 있어서 가장 중요하다. 예를들어, 필름의 웨브를 연신함에 있어서, 텐터 클립들이 부착된 캐리지들이 공지 간격으로 텐터 프레임으로 들어감은 중요하다. 이것은 다른 시스템들에서도 마찬가지이다.

보다 구체적으로, 본 발명을 실시하는데 있어서, 캐리지들은 제1제어지역내의 전자파와 동기되어 텐터 프레임으로 들어가야 한다. 기계의 개시에 앞서, 캐리지들은 그 캐리지 몸체들이 접촉하고 선두 캐리지가 고정되어 유지되는 상태로 서로 맞대어 압압된다. 이것은 캐리지 2차측들의 자극 피치가 1차측내의 코일들에 의해 결정된 전자파 극피치와 일치하는 공지 불변값으로 간격을 설정한다.

캐리지들의 이러한 예비 개시 배향이 설정되고, 루우프들의 전진측들의 나머지 부분에 캐리지들이 없게된 후에, 텐터 프레임이 개시될 수 있고, 캐리지들은 전자파들과 동기되어 전진측을 따라 차례로 추진되고 복귀측을 따라 복귀한다. 만일 텐터 프레임의 전진측들이 제어된 방식으로 정지되면, 캐리지들의 상대위치들이 유지될 수 있고, 재개시함에는 캐리지들을 다시 정렬시킬 필요가 없다.

본 발명은 캐리지의 스택들이 캐리지 수집 장소내에서 접촉하고, 동기적으로 이동하도록 보장함에 의해, 개시시의 캐리지들이 적절한 위치에 있고, 그 캐리지들이 적절한 제어된 속도로 이동하도록 보장한다.

또한 본 발명의 텐터 시스템은 필름을 동시에 2축 방향으로 계속 인발하면서 MD 인발비를 바꾸는 수단을 갖는다. 이것은 낮은 MD 인발비들에서 필름을 장전한 다음, 연속 작동을 위해 동시 인발비를 더 높은 레벨로 점차 변화시키도록 허용한다. 또한, 각 루우프의 복취득들의 스택 형성장소들은 감소율과 스택 길이를 점차로 변화시켜서 MD 인발비들이 증가함에 따라 필름 처리장소들로부터 스택 형성장소로의 캐리지들의 갯수의 변화를 수용하는데, 그러한 MD 인발비의 변화는 또한, 감속율의 변화를 요구하는 정점 캐리지 속도의 비례적인 증가에 의해 일반적으로 행해진다. 일반비들을 용이하고도 신속하게 변화시키는 이 독특한 특징은, 라인의 차단 및, 새로이 증가적으로 변화된 인발비들에 대한 새로운 부품들의 제조 및 설치없이, 필름인발비들의 신속하고 적은 비용의 최적화를 허용한다. 통상의 동시 2축 필름 텐터들에서, 동시 MD 인발비는 개시후에 변화될 수 없으므로, 개시시의 동시 MD 인발비와 연속 작동을 위한 동시 MD 인발비는 동일해야 한다. 그러나, 어떤 필름 중합체들에 대해서는 높은 인발비로 장전할 때 필름의 찢김이 발생하는 문제가 있다. 이 문제는 본 발명의 시스템에 의해 극복된다. 더욱이, 본 발명은 일정 피치의 기계식 스크루 및 체인들 또는 위치 및 구동 신호 궤한 시스템들이 없이, 적은 이동 부품들 및 오픈-루우프(궤환이 없음)를 가지고 캐리지 이동의 정확한 예측 제어를 제공한다. 이 동시 2축 텐터 프레임은 종래 가능했던것 보다 매우 높은 인발비 및 라인 속도로 작동될 수 있다.

따라서, 본 발명은 텐터 프레임내의 루우프들 둘레로 캐리지들을 추진시키는 개선된 방법 및 장치를 당기술에 이용할 수 있게 하며, 동기 모터들에 의해 제어된 효과적인 필름 인발 작동을 제공함에 의해 그리고, 비교적 저렴한 히스테리시스 모터들을 이용하여 캐리지들이 제어된 방식으로 캐리지 스택들안으로 되돌아 가도록 보장함에 의해, 당기술이 지금까지 직면하고 있던 여러 문제들을 해결한다. 본 발명은 캐리지 수집 장소들내의 스택 부분들의 캐리지들이 항상 접촉하도록 보장하고, 그 캐리지들이 텐터 프레임의 전진측들로 들어가기전에 적절히 제어된 일정 속도로 이동하도록 보장한다.

본 발명은 리니어 모터 시스템뿐만 아니라, 텐터 프레임내에서 필름을 2축 인발하기 위한 공지 시스템에 있어서도 기술의 중요한 진보를 나타낸다.

[발명의 요약]

간단히 기술된 본 발명은 텐터 프레임내에서 필름을 인발하는 개선된 방법 및 장치를 제공하는데, 여기에서는 그러한 텐터 프레임의 대향 루우프들을 통해 전체 제어하에서 텐터 클립들을 추진하는데 동기 및 히스테리시스 모터들이 사용된다.

[바람직한 실시예의 설명]

무단 루프 둘레로 캐리지들을 추진하기 위한 리니어 모터 추진 시스템에서, 캐리지들을 가속 및 분리시키는데는 여러 방법이 있지만, 제어된 방식으로 캐리지들은 감속시켜서 이동 스택(stack)을 재연결하는 신뢰성 있는 간단한 방법 및 장치가 아직까지는 유용하지 못하였다.

본 발명의 시스템은 캐리지들에 인접 배치된 리니어 모터 1차측을 제어하여 각 캐리지에 부착된 히스테리시스 2차측에서 작용하는 전자파를 발생시킴으로써, 이격된 캐리지들을 스택안으로 연속적으로 추진함에 의해 그러한 방법을 제공한다. 1차측은 각각 독립적으로 제어되는 지역들 또는 코일 권선 그룹들로 전기적으로 분할된다. 그 지역들은 전력을 받아서 히스테리시스 2차측을 제2속도에서 스택의 제1속도 바로위의 제3속도로 동기적으로나 비동기적으로 추진할 수 있다. 캐리지가 스택과 만날때, 스택 입구의 지역은 히스테리시스 2차측을 비동기적으로 추진하여 캐리지들을 함께 압압한다. 이것은 캐리지들의 장소를 공지 값에 고정시켜서, 캐리지 이동 및 간격의 정확한 후속제어를 가능케한다.

바람직한 형태에 있어서 본 발명은 히스테리시스와 동기 2차측들과의 조합체를 사용하여 캐리지들을 루우프둘레 및 스택을 통해 추진시킨다. 본 시스템은 캐리지 간격 및 속도가 정확히 제어되는 루우프의 작동측과, 스택내의 캐리지들의 제어된 접촉이 이루어지는 루우프의 복귀측에서 캐리지를 연속 예측가능한 제어를 하여준다. 작동측 및 복귀측에 대한 리니어 모터 제어는 작동측에서 간격 요구가 변할 때, 루우프로부터 캐리지들을 부가하거나 제거함이 없이 복귀측의 캐리지의 변화가 조절될 수 있도록 조정된다. 또한 두 측에 대한 제어는 자동측의 속도 증대(scale-up) 및 복귀측의 제동 및 적층요구의 최종 변화를 조정한다.

캐리지의 이동은 동기 2차측들에 의해 루우프의 작동측에서 세심하고 일정하게 제어되고, 스택안으로의 캐리지의 이동은 히스테리시스 2차측들에 의해 제어된다. 각 캐리지에 이중 2차측들을 이렇게 새로이 사용함은 시스템의 바람직한 실시예의 작용에 있어서 중요한 역할을 한다.

[2차측]

본 발명에서, "동기 2차측"은 자계에 존재하는 영구 자극 또는 자극들로서, 그 자극들에서 작용하는 모터 1차측의 전자계에 상관없이 동일하게 유지되는 그러한 영구 자극을 갖는 것이고, "히스테리시스 2차측"은 모터 1차측의 전자계와 같은 전자계가 히스테리시스 2차측과 정렬되지 않도록 극성이 변하지 않으면 동일하게 유지되는 일시 자극 또는 자극들을 갖는 것이다. 강한 비정렬계에 있을때, 히스테리시스 2차측 극성은 새로운 전자계의 극성에 대응하여(극성에 대향하여) 변한다.

동기 2차측은 이동 전자파(이후로는 종종 EM파라 함)가 그 2차측을 추진함에 따라 2차측이 동일속도로 동기적으로 이동할 때 즉, 슬립이 없을때와, 그의 극성이 전자파와 적절히 정렬되었을때에만 그의 정격 힘을 발생시킬 수 있다. 슬립이 발생할때, 동기 2차측 힘 및 속도는 불규칙하게 되어 2차측이 정지하게 된다.

히스테리시스 2차측은 본질상 동기적으로(미끄럼이 없거나 매우 작음) 작용할 때 적어도 제1힘을 또는, 이동 EM파와 비동기적으로(슬립이 실재함) 작용할때 제2힘을 발생시킬 수 있다. 슬립이 매우 작은 지역에서, 힘은 슬립이 없는 레벨과 슬립이 실재하는 레벨사이에 존재한다. 히스테리시스 2차측은 EM파와 동일한 또는 거의 동일한 속도로 이동하도록 대향력이 2차측의 제2힘을 초과하지 않는한 EM파와 본질상 동기적으로 추진될 수 있다. 또한, 히스테리시스 2차측은 비동기적으로 추진되어 EM파와 사실상 다른 속도로 이동하고, 슬립의 양에 상관없이 그의 제2힘을 계속 발생시킬 수 있다. 그의 제2힘이 대향력보다 클 때, 히스테리시스 2차측 속도는 본질상 EM파의 속도에 도달한다. 그의 제1힘이 대향력보다 클때, 히스테리시스 2차측 속도는 EM파의 속도에 도달하고, 그의 극성은 EM파의 극성에 대응하고(극들에 반대), 2차측은 EM파와 동기적으로 이동한다.

요약하면, 동기 2차측은 EM파와 동기적으로만 추진될 수 있는 한편, 히스테리시스 2차측은 그러한 EM파와 본질상 동기적으로도 비동기적으로도 추진될 수 있다. 본 발명에서, 그러한 원리는 캐리지들에 부착된 히스테리시스 2차측들이, 캐리지들이 스택에 접촉한 후 및 캐리지들이 캐리지 수집장소 입구에 도달하기전에 그러한 캐리지들을 항상 함께 압압할 수 있게 하며, 캐리지 수집장소에서 캐리지의 이동은 그러한 발명시스템의 작동개시전에 제어된다.

[무단 루우프]

제1도는 본 발명에 따라 추진될때의 캐리지들에 의해 이동되는 무단 루우프를 보여준다. 그러한 캐리지들(1)은 캐리지가 루우프 둘레로 진행하는 경로를 형성하는 트랙(2)에 의해 지지되고 안내된다. 상부 2차측(3)과 하부 2차측(4)은 각 캐리지 몸체에 부착된다. 트랙은 트랙에 인접 배치된 상부 및 하부 리니어 모터 1차측을(5, 6)에서 떨어진 고정된 거리들(명확함을 위해 과대 도시됨)에 그 2차측들(3, 4)을 배치시킨다.

제1도 및 제2도에 잘 도시된 바와같이, 각 캐리지(1)는 트랙(2)을 대부분 둘러싸는 대략 "C"자형 구조물이다. "C"자형의 외측은 가령, 캐리지에 의해 이동되는 물건을 장착하기에 적절한 제1면(7)이다.

바람직한 실시예에서, 동기 리니어 모터 2차측(3)은 "C"자형 캐리지(1) 상부의 제2면(8)에 부착된다. 그러한 2차측은 교번 자극들이 외향하여 상부 1차측(5)을 포함하는 자속경로(11)를 완성하는 상태로 배치된 2개의 영구자석들(9, 10)을 포함한다. 강 또는 주철과 같은 고투자율 배면 철 재료(12)에 고정된 자석들은 상부 1차측(5)의 극피치와 동일한 거리(λs)만큼 그들의 극이 떨어진 채로 이격되어 있고, 1차측(5)의 대향면의 형상과 조화되는 제3면(85)을 형성한다. 자석 재료는 알루미늄-니켈-코발트 합금(알니코), 코발트 자석강, 또는 바람직하게는 사마륨 코발트와 같은 희토류 자석들, 텅스텐 또는 크롬 자석강과 같은 통상의 영구 자석재료로 할 수 있다.

더욱이, 이 실시예에서, 히스테리시스 리니어 모터 2차측(4)은 "C"자형 캐리지(1) 바닥의 제4면(13)에 부착된다. 이 2차측은 하부 1차측(6)에 의해 생성된 전자계안에 있을 때 밑면에 자극들을 형성하는 히스테리시스 재료(15)로 구성된다. 바람직하게 이 2차측은 또한 고투자율이면 철판(14)을 포함할 수 있다. 그러나, 여러 경우에서 알루미늄과 같이 저투자율을 갖는 표면 또는 비금속 표면에 히스테리시스 재료를 장착하거나, 제동면이 없는 연부를 따라 히스테리시스 재료를 장착하는 것이 더 편리하다. 또한 때로는, 홈이 패인 고투자율 표면에 히스테리시스 재료를 장착하는 것이 바람직하다. 그러한 변화는 종종 회전 히스테리시스 모터에 사용된다. 히스테리시스 재료의 밑면은 하부 1차측의 대향면의 형상과 조화되는 제5면(86)을 형성한다. 캐리지 몸체(84)는 고투자율 철 또는 강으로 만들어질 수 있는데, 이는 또한 이면 철판들(12, 14)을 형성한다. 히스테리시스 재료의 기하형성(두께, 모양, 면적)은 EM계에서 발생한 힘을 결정하는 인자이다. 히스테리시스 재료는 고자기 히스테리시스를 갖는 것이고, 상기한 바와같은 비자화 자석재료로 할 수도 있으며, 바람직하게는 비자화된 알니코이다. 자속경로(11)와 유사한 자속 경로가 하부 1차측(6) 및 히스테리시스 2차측(4)과 더불어 형성된다. 이 새로운 캐리지(1) 및 그의 이중 2차측들(3, 4)은 본 발명의 바람직한 작동에 있어서 중요하다.

하부 1차측(6)의 극피치(λh)는 상부 1차측(6)의 극피치(λs)와 일치하지 않으며, 히스테리시스 재료가 고정 자극들을 갖지 않으므로, 하부 1차측은 임의의 편리한 피치로 할 수 있다. 그러나 바람직한 실시예에서 상부 및 하부 1차측들의 극피치는 동일하다. 즉, λh=λs.

각 캐리지의 8개의 로울러들(16)의 시스템이 장방형 트랙(2)의 4개의 기다란 표면에 배치되어 도시된 바와같이 캐리지의 배향을 유지시키고, 캐리지가 트랙을 따라 마찰방지 이동을 할 수 있게한다. 히스테리시스 재료(15)와 자석들(9, 10)의 외측면들은 제1도 및 제2도에 도시된 바와같이, 1차측들(5, 6)의 인접면들과 일정거리 간격들(82, 83)(명확함을 위해 과대 도시됨)만큼 밀접하게 이격되어 있다. 1차측, 자석, 및 히스테리시스 재료의 표면들은 도시된 바와같이 평탄할 수 있고, 또는 어떤 적용예에서는, 1차측들이 기다란 오목 또는 볼록면을 가지고, 자석과 히스테리시스 재료가 조화되게 형상을 이룰 수 있다. 가령, 자석들은 기다란 오목 1차측 표면에서 밀접 이격된 이동방향으로 기다란 볼록면을 형성할 수 있다. 만일 히스테리시스 2차측들이 하부 1차측에 인접할때 항상 반경을 따라 이동하면, 다른 표면들도 또한 환상 표면으로 할 수 있다. 일반적으로, 2차측들의 외측면들과 1차측들의 대응면들은 이동 2차측들 표면과 1차측들의 밀접 이격 표면사이의 일정 간격을 유지하도록 형상을 이룬다.

제1, 4, 5 및 6도에 잘 도시된 바와 같이, 상부 또는 제1차측(5)은 (17)에 도시된 바와같이 루우프의 부분에서 트랙(2)에 인접하여 제위치에 배치됨으로써 각 캐리지의 상부 동기 2차측(3)에서 작용한다. 하부 또는 제2 1차측(6)은 (18)에 도시된 바와 같이 트랙(2)에 인접하여 루우프와 다른 부분에 배치됨으로써 각 캐리지의 하부 히스테리시스 2차측(4)에서 작용한다. 이 1차측들은 시스템의 주요 기능 장소들, 즉 캐리지 수집장소(41), 작동장소(42) 및 스택 형성장소(43)를 통해 무단 루우프에서 이중 2차측들 및 그들이 부착된 캐리지를 추진시킨다. 그 장소들에서의 작동은 상세히 후술한다.

제4도는 무단 루우프 둘레를 이동하는 캐리지들(1) (원으로 도시된)의 "속사(snapshot)" 평면도이다. 캐리지들은 상부 및 하부 1차측들(5, 6)에서 중첩되어 도시되었다. 제5도 및 제6도는 루우프에서의 그러한 1차측들(빗금으로 도시됨)의 상대위치들(17, 18)을 나타내는 평면도이다.

[상부 1차측]

상부 리니어 모터 1차측(5)은 제5도에 도시된 것처럼 제1지역(19) 및 제2지역들(20-22)과 같은 다수의 지역으로 분할되어, 루우프에 캐리지 수집장소(41) 및 작동 장소(42)에서의 동기 2차측들(3)의 그들의 이동의 동기적 제어를 허용한다. 그러한 2차측들을 제어하기 위한 적절한 시스템이 상기한 호메스(Hommes) 및 키간(Keegan)의 미합중국 특허 제 4,675,582호에 개시되어 있다.

이 특허에서, 동기 리니어 모터 1차측은 코일 권선 그룹 또는 지역들로 전기적으로 분할되고, 각 지역은 독립적으로 전력을 받고 제어된다. 각 지역은 DC 전압을 전환시켜 각 지역의 코일들에 합성 3상 AC 전력 파형을 제공하는 스위치들을 갖는 지역 구동기에 의해 전력을 받는다. 각 지역 구동기는 안정상태 메모리 및 메모리 액세스 수단이 있는 지역 제어기를 가짐으로써 소정 작동상태에 대해 지역 구동기에 전환 명령을 한다. 각 지역의 메모리들은 동일한 수의 소정 2진 전환명령을 포함하여 두 한계 사이에서 주파수 경사질 수 있는 전환 파형을 형성한다. 안정성태 전환 명령은 모든 지역 제어기들에서 동시에 출력되고, 일체로 각 지역제어기의 각 메모리의 액세스를 개시, 단계진행, 종결, 및 재개하도록 공통 시간축에 의해 페이스가 조절된다. 본 발명 시스템의 작동장소(42)의 가속부(57)에서, 이것은 속도가 변하는 반복 EM파가 1차측을 따라 발생되도록 야기하는데 그 EM파는 시간 조정되어 가속부를 통해 동기 2차측을 차례로 독립적으로 추진시킨다. 그러한 파의 주파수 대 시간 도표는 톱니형상을 갖는다. 이 부분에서는 한 지역에서 동시에 하나 이상의 2차측이 존재하지 않는다. 작동상태를 변화시키고저 할때는, 여러 2차측들을 필요에 따라 각각 하나씩 추진하라는 명령을 갖는 각 지역제어기의 전이 메모리들이 액세스된다. 전이의 끝에서, 새로운 작동상태에서의 유지가 요망되는 한 각 2차측을 동일하게 추진하도록 다른 안정상태 메모리가 반복하여 액세스된다. 중앙 제어기는 모든 지역들에서 한 제어 메모리로부터 다른 제어 메모리로의 동시 전달을 조정한다. 시스템 컴퓨터는 전체 시스템 작용을 조정한다.

본 시스템의 캐리지 수집장소(41)와 작동장소(42)는 밀접하게 조정되고, 그러한 장소들에서의 캐리지의 이동은 이 부분의 루우프에서 상부 제1 1차측(5)의 제어하에 있다. 이 장소들에서, 제1지역(19) 및 제2지역들(20-22)을 포함하는 1차측의 각 지역은 그의 자체 독립 구동기와 제어기들(23, 24…, 25)을 갖는데, 그들은 그 지역들에 각각 전기적으로 연결되고, 시간축(40) 및 컴퓨터(51)를 포함하는 중앙 제어기(27)에 의해 조정되어 리니어 동기 모터 제어 시스템을 형성한다. 이 시스템은 지역(19)에 의해 전력을 인가받고 구동기 및 제어기(23)에 의해 제어될때, 캐리지 수집 장소(41)의 캐리지들의 접촉 스택부분에서 다수의 캐리지들을 동기적으로 제어한다. 또한 이 시스템은 각 캐리지(1)가 가속되어 루우프의 작동장소(42)를 따라 인접 캐리지들로 부터 분리될때 각 캐리지(1)를 동기적으로 독립 제어한다. 작동장소의 가속부(57)에 비록 다수의 지역들이 도시되었지만, 캐리지들이 접촉할 때 인접 캐리지들의 동기 2차측들이 넓게 분리되는 매우 간단한 경우에는, 가속부(57)가 수 람다 긴 단일지역으로 구성될 수 있다.

이 초기 넓은 간격으로 인해, 2차측들은 독립적으로 가속될 수 있고 한 가속지역에서 동시에 하나 이상의 2차측을 갖지 않는다.

[하부 1차측]

상기한 동기 리니어 모터 1차측은 캐리지들을 가속시키는데 매우 효과적이고 또한 캐리지들을 스택에 복귀키시는데 사용될 수 있는 한편, 본 발명은 특히 루우프의 복귀측에 캐리지들을 적층시키기 위한 개선된 시스템을 제공한다. 이 적층 작용은 하부 리니어 모터 1차측(6)의 제어하에 있다.

또한, 그러한 리니어 모터 1차측도 제6도에 도시된 바와같이 다수의 지역들 예컨대, 제3지역들(28, 29, 30, 31)로 분할되어, 캐리지들이 루우프의 스택 형성장소(43)를 통과할 때 그 캐리지들의 제어된 단계적 감속을 허용하고, 캐리지들이 캐리지 수집장소(41)의 캐리지들의 축적된 스택과 만나기전에 캐리지들의 제어된 충돌 및 누름 접촉을 야기한다. 각각의 하부 1차측 지역에서 EM파의 속도는 일정하고 변하지 않으며, 캐리지의 히스테리시스와의 동기 관계가 항상 존재하지 않으므로, 지역들 사이에 그러한 지역들 사이의 정확한 파형조정을 필요로 하는 중대한 위상 관계는 없다. 이러한 이유로, 1차측의 제3지역들(28, 29, 30, 31)에 각각 전기적으로 연결된 구동기/제어기들(58, 59, 60, 61)과 같은 통상의 모터 구동기 및 제어기들이 사용될 수 있다. 시스템의 이 부분에는 바람직하게 통상의 인버터 형태의 구동기들이 사용된다. 그 구동기들의 주파수는 시스템 요구에 의거하여 컴퓨터(51)에 의해 제거된다.

캐리지 수집장소(41)는 제4도에 도시된 바와같이 입구 및 출구를 갖는다. 본 발명 시스템의 작동에 있어서, 히스테리시스 2차측들(4)의 제어하에 캐리지들(1)이 수집장소의 입구에 도달하기 전에 캐리지들의 이동 스택안으로 추진되어야 함은 중요하다. 특히, 그러한 캐리지들은 스택 형성장소(43)의 이 부분의 하부 1차측(6)의 지역(31)에 의해 추진되는데, 그 지역은 각 히스테리시스 2차측(4)에서 작용하여 수집장소(41)의 입구에 도달하기전에 캐리지를 스택안으로 추진시키고 캐리지들을 함께 밀도록 계속 압압한다.

[캐리지 스택]

제4도에 도시된 바와같이, 시스템 작동중 루우프내에 이동 캐리지들의 스택(80)이 있음은 중요하다. 그러한 스택은 입구(34)와 출구(33)를 갖는다. 캐리지들의 "이동 열" 또는 "이동 스택"은, 루우프내에 위치 고정된 지역의 출구단을 가지며, 연속적으로 입구단으로 들어와서 스택을 통해 이동하여 출구단을 떠나는 이동 캐리지들을 갖는 접촉 캐리지들의 지역을 의미한다. 스택의 이 출구단에서, 캐리지들은 스프로킷, 스크루 나사, 또는 동기적으로 작용하는 리니어 모터처럼 캐리지를 결합하는 어떠한 수단에 의해 결정된 정확히 공지된 속도 및 위치에서 "동기적으로" 추진되어야 한다. 이것은 캐리지들의 분리가 요망될때, 센서 또는 다른 궤환회로의 필요없이 그 캐리지들의 위치 및 속도가 미리 정확히 알려지도록 한다. 스택(80) 자체는 루우프 둘레를 이동하지 않지만, 스택의 일단부가 스택 변화에 있어서 캐리지들의 양만큼 이동할 수 있다. 스택안의 캐리지들은 스택을 통해 이동할때 모두 동일한 속도로 이동한다. 스택안에서, 캐리지들 사이의 간격은 일정하고 캐리지들은 바람직하게 접촉한다. 루우프에서 스택의 입구단과 출구단의 위치는 캐리지 수집장소(41)의 입구 및 출구와 달리, 캐리지가 스택과 순간적으로 접촉하거나 그 스택에서 분리될 때 적어도 캐리지의 폭에 의해 변하여 스택 단부들의 위치를 재한정한다.

캐리지들의 접촉 스택(80)은 항상 캐리지 수집장소(41)를 완전히 채워야 하며, 그 수집장소에서는 그 스택 부분의 동기적인 추진이 요구된다. 제4도에 도시된 바와같이, 캐리지 수집장소는 제1동기 지역(19)에 의해 형성되며, 그 지역은 접촉된 캐리지의 다수의 동기 2차측들(3)과 결합하여 스택내의 캐리지들에 작용하는 다른 힘들을 초과하는 추진력을 점진적으로 발생시킨다. 그러한 다른 힘들은 스택 압압력(후술하는 스택 형성장소에서 발생함), 캐리지의 플러스 마찰력, 및 예컨대 본 시스템이 필름 텐터 작동에 사용될때의 필름 장력과 같이 스택내의 캐리지들에 작용하는 외부힘들이다. 만일 스택내의 캐리지의 이 모든 힘들이 작으면 캐리지 수집장소는 도시된 것보다 작아지는데, 가령 제4도의 위치(69)에서 위치(33)까지만 뻗으며, 그 곳에서 캐리지들은 작동장소내의 지역들(20, 21)에 의해 스택내에서 동기적으로 추진된다. 그러나, 별도의 지역(19)을 제공하여 스택의 일부는 동기적으로 추진하는 것이 바람직하다. 캐리지의 2차측들(3)은 항상 일정 간격으로 그곳에서 발생한 EM파와 동기되어 지역(19)으로 들어가야 한다.

캐리지를 접촉시키는 것은 루우프의 스택 형성장소내의 2차측 간격에 2차측을 정확히 고정시키는 가장 좋은 방법이며, 그 부분에서 히스테리시스 2차측들(4)은 슬립하여 예측가능한 한계내에서 EM파의 양을 변화시킬 수 있다. 히스테리시스 2차측에서 발생한 힘이 캐리지가 캐리지 수집장소(41)로 들어가기 전에 그 캐리지들을 접촉 유지시키는 전체 압압력을 결정하므로, 스택내의 추적 캐리지는 항상 하부 1차측(6)의 단부 전방에 배치되어야 한다. 하부 1차측의 단부는 지역(31)의 단부(74)에 의해 루우프에 고정된다. 스택 입구(34)는 항상 위치(52)뒤에 배치되어야 하며, 그 위치에서 캐리지들은 스택 속도보다 약간 큰 "초과속도"로 감속된다. 이 위치는 루우프내에 고정되지 않으며, 제8도 및 제9도의 설명으로부터 이해할 수 있다는 바와같이 소정 작동상태와 더불어 변한다. 이 초과속도는 스택 형성장소의 단부에 있는 히스테리시스 지역(31)내의 프리세트된 EM파에 의해 미리 결정된다. 이 속도는 동기 지역(19)내의 EM파에 의해 결정된 스택 속도보다 높은 약 5-100ft/min(1.524-30.48m/min)이다. 충돌 속도는 초과속도와 스택속도 사이의 차이에 의해 형성되며, 스택으로 들어가는 캐리지들에 손상을 주지않도록 낮게 유지되어야 한다. 히스테리시스 2차측과 결합하는 EM파에 의해 결정된 초과속도는 캐리지들을 스택의 입구단과 제어된 접촉을 하도록 추진하고 캐리지를 스택내에서 압력접촉하도록 추진하는 작용을 한다.

각 캐리지의 최소 감속거리는 초기 캐리지 속도, 캐리지의 전체 무게, 케리지상의 마찰하중, 및 히스테리시스 2차측의 EM파에 의해 발생된 힘(코일 전류, 자기 에어갭, 슬립, 및 2차측 기하형상의 함수)에 의해 결정된다. 이 인자들은 루우프의 스택 형성부의 최대허용가능한 스택의 입구단 위치를 결정하는데 고려되어야 한다. 대부분의 상황에서, 이 모든 인자들을 일정하게 유지하는 작력이 있지만, 기계적인 공차는 캐리지에서 캐리지로의 작은 변화를 야기시킨다. 그러나, 이 변화들의 랜덤(random) 성질은 많은 캐리지들에 걸쳐 "일정" 값으로 평균된다.

캐리지들의 접촉 스택의 입구단은 캐리지들이 스택 형성장소를 떠나서 지점(32)에서 캐리지 수집장소로 들어가기 전에 형성된다. 그러나, 스택의 속도는 동기 2차측들(3)에서 작용하고 슬립이 발생하지 않는 지역(19)의 EM파의 속도에 의해 세트되고, 스택은 일정한 공지속도로 추진된다. 지역(19)에서의 EM파의 극피치는 스택 캐리지들의 극피치와 동일하여, 이 지역에서의 모든 캐리지들은 공통 EM파에 의해 동시에 추진될 수 있다. 그러나, 스택의 단부에서 하부 1차 지역(31)의 단부까지(34에서 47까지), 스택 형성장소의 지역(31)의 EM파는 각 캐리지의 히스테리시스 2차측(4)에 힘을 발생시켜서 캐리지들을 접촉상태로 유지시킨다. 이 히스테리시스 2차측 스택 힘은 항상 스택내의 동기 2차측들의 전체 인출(pull-out)력 보다 작아서, 스택의 동기적인 추진이 유지되어야 한다. 스택 길이가 증가하고 더 많은 히스테리시스 2차측들이 스택내에서 추진되는 다른 작동상태에 있어서, 각각의 히스테리시스 2차측들에 의해 발생한 힘은 전체 히스테리시스 스택힘을 전체 동기 당김 스택힘 이하로 유지시키도록 감소한다. 또한, 전체 히스테리시스 스택 힘을 작게 유지하여 캐리지들 사이에 과도하게 높은 접촉력을 방지하는 것이 바람직하다.

[시스템 요약]

요약하면, 간단히 설명된 본 발명은, 리니어 모터를 사용하여 무단 트랙(2)을 따라 캐리지들을 추진함에 의해, 캐리지들을 캐리지 수집장소(41)의 스택으로 부터 이격된 상태로 그리고 다시 수집장소로 뒤로 추진하기 위한 시스템을 포함한다. 바람직한 실시예에서, 그러한 시스템은 트랙의 제1부분을 따라 배치된 제1 1차측과, 트랙의 제2부분을 따라 배치된 제2 1차측(6)을 포함한다. 트랙 둘레로 안내되는 캐리지들은 각각, 제1 1차측(5)에 인접 배치된 동기 2차측(3)과 제2 1차측(6)에 인접 배치된 히스테리시스 2차측(4)을 가지며, 각 1차측에 대해 제어수단이 제공됨으로써, 제1 1차측(5)은 수집 장소(41)를 통해 캐리지들을 추진시키고 그 캐리지들을 접촉상태에서 이격상태로 가속시키며, 제2 1차측(6)은 캐리지들을 감속시켜서 이동 스택내에 접촉상태로 추진하고, 수집장소 입구앞에서 접촉 캐리지들에 압력을 가한다.

캐리지 수집장소(41)의 입구는 제1 1차측(5)의 시작부에 배치되어 있다. 접촉 캐리지들의 이동 스택내의 추적 캐리지는 항상 제2 1차측(6)의 단부에 배치된다.

또한, 이 실시예에서, 제1 1차측(5)에는 제1지역(19) 및 다수의 제2지역들(20-22)을 포함하는 지역들로 전기적으로 그룹을 이룬 코일들이 제공된다. 제2 1차측(6)도 또한 다수의 제3지역들(28-31)로 전기적으로 군을 이룬 그의 코일들을 갖는다.

시스템의 기본 작동 유니트는 캐리지 수집장소(41), 작동장소(42), 및 스택 형성장소(43)를 포함한다. 캐리지 수집장소는 입구 및 출구를 가지며, 제1 1차측(5)의 제1지역(19)의 일단부(32)는 캐리지 수집장소(41)의 입구에 인접 배치되고 다른 단부(69)는 바람직하게 그러한 캐리지 수집장소의 출구 근처에 배치된다. 더욱이, 이 실시예에서, 제1 1차측(5)의 다수의 제2지역들(20-22)중 처음 지역의 일단부는 작동 장소(42)의 시작부에 인접 배치되고, 제1 1차측(5)의 다수의 제2지역들중 마지막 지역의 다른 단부는 작동장소의 끝부분에 인접 배치된다. 제2 1차측의 다수의 제3지역들(28-31)은 스택 형성장소에 인접 배치된다. 시스템은 모든 장소들을 통해 캐리지들(1)의 추진을 제어하도록 각 지역들내에 전자파를 독립적으로 발생시키는 수단을 갖는다.

상기한 시스템은 새로운 작동 방법 또는 방법들에 의해 캐리지들을 루우프 둘레로 그리고 스택안으로 및 그 스택을 통해 추진시키기 적합하다. 그렇게 하는데 있어서, 바람직한 실시예에서 그러한 캐리지들은 그 캐리지들(1)에 부착된 히스테리시스 및 동기 2차측들(3, 4)을 갖는 리니어 모터에 의해 추진되는데, 그 캐리지들은 안내 트랙에 의해 형성된 무단 루우프에서 연속적으로 이동하며, 트랙에 인접 배치된 리니어 모터 1차측들의 개별 지역들에 의해 추진된다. 그러한 방법은 : 동기 2차측들(3)에서 작용함에 의해 캐리지들을 제1 1차측(5)의 제1지역(19)을 따라 추진시켜서, 그 캐리지들을 제1일정속도로 캐리지 수집장소(41)의 스택에 접촉 관계로 추진시키는 단계 ; 동기 2차측들(3)에서 작용함에 의해 캐리지들을 제1차측(5)의 제2지역 또는 지역들(20-22)을 따라 하나씩 추진시켜서, 작동장소(42)에서 캐리지들을 접촉된 제1속도로부터 이격된 제2속도로 가속시키는 단계 ; 히스테리시스 2차측들(4)에서 작용함에 의해 캐리지들을 적어도 제2 1차측(6)의 제3지역을 따라 추진시켜서, 스택 형성장소(43)에서 캐리지들을 이격된 제2속도로부터 제1속도 보다 큰 함께 밀착된 제3속도로 감속시키는 단계 ; 스택 형성부(43)의 접촉 캐리지들과 접촉하기전에 캐리지들을 제3지역(31)의 일부를 따라 제3속도로 본질상 동기적으로 추진시키는 단계 ; 및 캐리지들을 제3지역(31)의 다른 부분을 따라 비동기적으로 추진시킴으로써, 캐리지들을 스택 형성장소(43)내에서 제1속도로 이동하는 접촉 캐리지들에로 압압하는 접촉력을 발생시키는 단계를 포함한다.

또한 본 발명은 다수의 이격 캐리지들을 이동 접촉 캐리지의 스택안으로 추진하는 것을 제어하는 방법을 포함하는데, 이 방법은 캐리지들의 접촉 스택을 제1속도로 추진하는 단계와, 리니어 모터를 사용하여, 캐리지가 스택내의 추적 캐리지에 도달하기전에 제1속도보다 큰 제3속도로 이격 캐리지들을 추진시킴에 의해 그 이격 캐리지들을 접촉 캐리지들의 스택과 제어된 충돌 접촉하도록 추진시키는 단계를 포함한다.

또한 본 발명은 리니어 모터를 사용하여 다수의 이격 캐리지들을 이동 접촉 캐리지들의 스택안으로 추진시키는 것을 제어하는 방법을 포함하는데, 이 방법은 제3속도보다 작은 제1속도로 이동하는 이동스택의 추적 캐리지에 도달하기전에 이격 캐리지들을 스택 형성장소(43)내에서 전자파에 대해 본질상 동기적으로 제3속도로 추진시키는 단계와, 캐리지들이 스택에 도달한 후에 스택 형성장소(43)내에서 캐리지들을 동일한 전자파에 대해 비동기적으로 추진시키는 단계를 포함한다. 이 방법에서, 리니어 모터는 적어도 각 캐리지들 및 다른 전자파에 대해 제1속도로 동기적으로 이동하는 스택내의 접촉 캐리지들에 부착된 히스테리시스 2차측과 1차측으로 구성된다.

또한, 본 발명은 캐리지들을 스택내의 일부에서 전자파에 대해 비동기적으로, 그리고 스택의 다른 부분내에서 다른 전자파에 대해 동기적으로 추진시키는 방법을 포함한다. 캐리지들은 하부 1차측(5)의 지역(31)에 의해 발행한 EM파에 대해 비동기적으로 추진되고, 상부 1차측(5)의 지역(19)에 의해 발생한 EM파에 대해 동기적으로 추진된다.

하부 1차측의 제3지역(31)은 히스테리시스 2차측들(4)에서 작용하여, 캐리지들이 캐리지 수집장소(41)로 들어가기전에 캐리지들을 스택안으로 추진시킨다. 그렇게 하는데 있어서, 그러한 2차측들 및 관련 1차측은 전체 시스템의 이 중요한 부분에서 히스테리시스 리니어 모터로서 함께 작용한다.

[히스테리시스 리니어 모터]

더 상세히 설명하면, 히스테리시스 리니어 모터는 큰 차이 속도 즉, 2차측 속도와 EM파 속도 사이의 슬립에 대해서 대략 일정한 힘을 발생시킨다. 임의의 모터에 있어서, EM파 속도는 1차측 권선의 고정 극피치(λ)와, 코일의 교류 주파수에 의해 결정된다(EM파 속도=2λf)

히스테리시스 모터 형상에 의해 발생된 힘 레벨은 히스테리시스 2차측들에서 작용하는 EM파를 발생시키는 1차측의 코일들의 전류 레벨에 의해 결정된다. 리니어 히스테리시스 모터 힘 대 슬립의 대표적인 그래프가 소정 코일 전류에 대해 제7도에 도시되었다. 힘 레벨과 곡선의 경사는 전류와 더불어 변하고, 또한 예컨대 곡선(75, 76)을 따라 슬립과 더불어 변한다.

제7도에 잘 도시된 바와같이, 히스테리시스 힘은 제로 슬립에서의 그의 제2힘 레벨(87, 88)에 유지되지 않으며, 오히려 약 +/-3λ/sec 슬립내에서 테이퍼진다. 이 지역에서의 곡선의 정확한 성질은 불확실하여 도시하지 않았다.

제로 슬립, 또는 동기속도에서, 모터는 영구자석 동기 모터와 유사하게 기능하고, 발생된 힘은 모터의 하중을 상쇄시키기에 충분하다. 이 예에서, 캐리지에 작용하는 마찰력의 존재가 비교를 위해 위치(77, 78)에 중첩 도시되었다. 도표의 왼쪽에서, 히스테리시스 모터와 마찰이 동일방향으로 작용하므로, 서로 협력하여 캐리지를 감속시키고 슬립을 감소시킨다. 도표의 오른쪽에서는 히스테리시스 모터와 마찰이 반대방향으로 작용하므로, 만일 마찰력이 제로 슬립에서의 제1모터 힘(81)보다 크면[(78)에 도시된 바와 같이], 마찰력은 캐리지가 EM파보다 느려져서 정의 슬립이 존재할때까지 캐리지를 계속 감속시킨다. 이제 시스템은 도표의 오른쪽에서 작동한다. 캐리지가 계속 느려짐에 따라, 슬립은 증가하고, 히스테리시스 모터 힘은 위치(79)에서처럼 마찰력과 동일해질 때까지 증가한다. 그다음 힘의 균형이 이루어지고 슬립이 안정되며, 마찰력은 더이상 캐리지 속도를 감속시키지 않는다. 도시된 바와같이, 캐리지 속도는 안정되거나, 또는 본질상 약 1.4λ/sec의 저슬립에서 EM파 속도에 고정된다. 이 본질상 고정(locked-on)상태는 EM파 속도와 캐리지 속도가 정확히 합치될때 반드시 발생하는 것은 아니고, 예측가능한 저슬립에서 반복적으로 발생한다. 만일 마찰력이 위치(81)에서의 제1모터 힘보다 작으면, 캐리지 속도는 EM파 속도와 정확히 합치된다. 이 안정된 본질상 고정 상태에서 그리고 특히 캐리지가 정확히 EM파 속도에서 동기적으로 이동할때, 캐리지들 사이의 랜덤 변수들의 효과는 본질상 제거되고, 모든 캐리지들은 본질상 동일 속도로 이동한다. 이것은 확실히 캐리지 충돌을 방지하는 바람직한 상테이다.

히스테리시스 2차측 리니어 모터와 더불어 가능한 작동 모드를 요약하면, 다음과 같이 작동한다 : 외부적으로 가해진 힘들이 제7도의 지점(81, 89)에서의 제1레벨보다 작고 슬립이 제로이면 "정확히 동기적으로" 또는 "동기적으로" 될 수 있고; 외부적으로 가해진 힘들이 제7도의 지점(87, 88)에서의 제2레벨들보다 작고, 슬립이 예측가능하게 작은값이고 하중에 따라 약간만 변하면 "본질상 동기적으로" 될 수 있고 ; 외부적으로 가해진 힘들이 제7도의 지점(87, 88)에서의 제2레벨들 보다 크고, 슬립이 하중에 따라 상당히 변하면 "비동기적으로" 될 수 있다.

[시스템 작동]

캐리지들은 감속시킬때, 리니어 히스테리시스 모터는 일정 거리에 걸쳐서 대향하는 본질상 일정한 힘을 발생시킴으로써 캐리지로부터 운동에너지를 제거한다. 캐리지는 에너지가 감소되어 속도가 감소한다. 감속률은 2가지 방법에 의해 각각 변할 수 있다. 제1방법은 1차측에 전류를 변화시켜, 히스테리시스 2차측 및 캐리지에 발생한 힘을 변화시키는 것이다. 제2방법은 전류를 유지하여, 힘을 일정하게 하고 그 힘이 작용하는 거리를 변화시키는 것이다. 이 제2방법은 히스테리시스 2차측이 본질상 EM파에 고정되기전에 슬립이 발생하는 거리를 변화시킴에 의해 달성된다. 또한, 이동 캐리지에 작용하는 마찰도 그 캐리지를 감속시키도록 작용하지만, 이것은 통상 제어와는 다른 힘이며 캐리지에서 캐리지로 변할 수 있다. 그러므로, 캐리지에 작용하는 전체 감속력에 마찰력 변화가 비교적 작은 상대효과를 갖도록 히스테리시스 모터를 비교적 높은 힘 레벨들에서 작동시킴에 의해 마찰력의 작은 변화 효과들을 최소화하는 것이 바람직하다. 이러한 이유로, 모터 힘이 거의 일정한 높은 레벨에서 유지될 수 있는 제2방법으로 감속을 변화시키는 것이 바람직하다. 이 방법을 제3도를 특히 참조하여 더 상세히 설명한다.

본 발명 시스템의 대표적인 작동은 제3, 4, 5 및 6도를 참조하면 잘 알 수 있다. 설명을 간단하게 하기 위해, 제로 슬립에서 최대로 이룰 수 있는 모터 힘은 마찰력보다 커서 캐리지 속도가 EM파 속도와 동일하고 캐리지는 정확히 동기적으로 이동한다고 가정한다. 제3도에서 속도 위치의 실선 도표는 캐리지 속도를 나타내고 명확함을 위해 약간 편위되어 도시된 점선 도표는 2차측에 나타나는 EM파 속도를 나타낸다. 도표의 원점위치와 끝위치는 루우프를 형성하도록 연결되고 대략 제4도의 위치(53)에 해당한다. 캐리지들은 루우프의 작동장소(42)의 위치(33)에서 뻗는 연속 접촉 스택에서 위치(35)의 이격된 상태로 추진된 다음, 루우프의 스택 형성장소(43)를 따라 함께 이동하여 대략 위치(34)에서 스택으로 들어간다. 그다음 캐리지들은 각 캐리지의 상부 동기 2차측(3)에 작용하는 지역(19)에 형성된 EM파에 의해 캐리지의 속도가 제어되면서 캐리지 수집장소(41)를 통해 접촉상태로 이동한다. 캐리지들은 상부 1차측(5)의 독립 제어된 상부 1차측 지역들(20-22)에 의해 가속 부분(57)에서 개별적으로 가속되는데, 상부 1차측(5)은 상기 동기 2차측들(3)을 개별적으로 가속시키도록 작용하는 EM파들을 발생시킨다. 도시된 실시예에서는, 위치(69)에서 위치(35)로 뻗는 작동장소에 13개의 독립적으로 제어된 지역들이 있다.

제4도에 도시된 예에는, 무단 루우프에 36개의 캐리지들이 있다. 캐리지들은 중심부들 사이의 거리가 하나의 캐리지만큼 이격되어 접촉된 채로 작동장소(42)의 가속부분(57)으로 들어가서 22.2λ/sec의 제1속도로 이동한다. 가속부분의 끝에서 캐리지들은 4개의 캐리지 길이만큼 이격되어 도시되어 있고, 작동장소(42)를 떠나기 전에 88.8λ/sec의 최종 제2속도에 도달한다. 캐리지들은 4배의 속도 및 간격변화를 하였다. EM파를 발생시키는 AC 전력 주파수는 각 지역에서 반복 톱니 패턴으로 변화하여 이 가속을 야기시킨다. 그러나, 2차측들은 톱니 파형의 지역의 리세트 부분에서는 그 지역에 있지 않는다.

제3도의 점선 도표의 경사부분에 의해 도시된 바와같이, 2차측들은 연속적으로 증가하는 EM파만을 나타낸다. 작동장소(42)내의 지역들에는 한지역에 동시에 하나이상의 캐리지가 존재하지 않는다.

작동장소(42)의 끝 부근에는, 하부 1차측이 위치(70)에서 시작되고, 각 캐리지의 하부 히스테리시스 2차측(4)에 작용하는 EM파를 발생시킨다. 최대 속도에서 지역(22)에 발생한 최후 상부 1차측 EM파는 제3도의 위치(44)에 도시된 바와 같이 88.8λ/sec로 이동하고, 각 캐리지가 그 지역의 끝에 도달할 때 동기 2차측들(3)을 그 속도로 추진시킨다. 지역(28)으로부터의 제1하부 1차측 EM파는 1차측에 파를 발생시키는 AC 전력의 일정 주파수에 의해 결정된, 약 76.9λ/sec의 속도로 위치(45)에서 이동하도록 세트된다. 캐리지의 히스테리시스 2차측은 초기에 그 파에 슬립하고, 위치(35)에서 스택 형성장소로 들어감에 따라 감속을 시작한다. 캐리지는 대략 위치(46)에서 지역(28)의 EM파 속도에 도달할 때까지 계속 감속된다. 지역(28)과 같은 단일 감속지역에는 동시에 여러개의 캐리지들이 존재할 수 있다. EM파 속도에 도달한때, 히스테리시스 2차측(4)은 슬립을 중지하고, 동기 2차측처럼 작용하며, 캐리지가 76.9λ/sec의 파 속도로 동기적으로ㅡ이동하도록 야기한다.

다음 하부 1차측 지역에서의 EM파는 점선(47)에서 59.4λ/sec의 속도로 이동하도록 세트되는데, 각 캐리지에 부착된 히스테리시스 2차측(4)을 76.9λ/sec에서 59.4λ/sec로 더 감속시키도록 작용한다. 다음 하부 1차측 지역(30)은 캐리지를 위치(48)에서 33.9λ/sec로 더 감속시키고, 그 다음 지역은 캐리지를 위치(49)에서 26.7λ/sec의 초과속도 또는 제3속도로 낮춘다.

캐리지는 대략 위치(34)에서, 지역(31)내에서 22.2λ/sec의 제1속도로 이동하는 스택과 만난다. 이 스택속도는 캐리지 수집장소(41)의 지역(19)의 점선(50)에서의 22.2λ/sec의 EM파 속도에 의해 결정된다. 충돌시 캐리지와 스택의 차이속도 또는 충돌속도는, 고무 범퍼와 같은 각 캐리지의 통상의 충격흡수 장치에 의해 흡수될 수 있는 충분히 작은 4.5λ/sec이다. 충격흡수후에, 충격흡수 장치는 캐리지가 캐리지 수집장소(41)의 지역(19)에서 처럼 다수 캐리지들을 동기적으로 추진하는 공통 EM파와 동기되어 적절한 피치에서 접촉하는 것을 방해하지 않는다. 2차측들은 지역(19)에서 독립하여 가속되지 않으므로, 이 지역의 공통 EM파에 의해 모두 동기적으로 구동될 수 있다.

루우프내의 소정 전체 갯수의 캐리지들에 있어서, 루우프의 작동장소의 캐리지들의 간격이 변하고 도달속도가 변함으로써 스택 길이가 변한다. 만일, 작동장소의 캐리지 간격이 감소하면 그 장소에서의 캐리지들의 갯수는 증가하고 스택 형성장소에서의 갯수는 감소한다. 반대로, 작동장소에서의 캐리지 간격이 증가하면, 그 장소에서의 캐리지들의 갯수는 감소하고 스택 형성장소에서의 갯수는 증가한다.

그러나, 스택 형성장소에서의 캐리지들의 분포는 캐리지 최종속도 및 후술되는 여러 "소망 결과"의 구속에 의거하여, 소산되어야 할 에너지량에 따라 변할 수 있다. 루우프내의 캐리지들의 갯수를 최소화하는 것이 바람직한 어떤 경우에는, 캐리지들이 작동장소를 떠나 스택 형성장소로 들어갈때 캐리지 속도를 제2속도 이상으로 증가시킬 수 있다. 이것은 스택 형성장소에서 가속이 발생하지 않는 상기한 바람직한 경우보다 캐리지들이 더 먼저 스택에 도달하도록 야기한다. 동일한 스택 길이에 있어서, 캐리지들이 스택에 먼저 도달하면 스택 형성장소 및 그에 다른 시스템내에 더 적은 캐리지들이 요구된다. 스택 길이 또는 스택 입구위치는 캐리지 분포에 의해 영향받는데, 제8도늘 참조로 후술한다.

[가속 및 적층]

감속형상 즉, 캐리지가 감속할때 그 캐리지의 속도 대 위치를 선택하는 데에는, 통상 소망 결과를 얻을 수 있는 많은 다른 형상들이 있다. 제어되어야 하는 중요한 변수는 스택의 입구단의 위치이다. 2개의 중요한 조건이 유지되어야 한다 : 첫째, 제3도에 도시된 바와 같이 캐리지들이 최후 하부 1차측(히스테리시스)을 떠나기전에 최소 또는, 가장 짧은 스택 입구위치 "B"가 양호하게 형성되어야 하며 ; 그렇지 않으면, 함께 압압되지 않고 상부 1차측 지역(19)의 EM파와 동기안된 상태로 도달할 수 있으며 동기 가속부분의 캐리지들의 차후 제어가 불가능하다.

둘째, 선행위치 "O"와 같이 캐리지들이 초과속도에 도달하기전에 최대 또는, 가장 긴 스택 입구위치가 형성되어서는 안되며 ; 그렇지 않으면, 충돌속도가 더 이상 정확히 제어되지 않고 작은 스택 단부위치 변화로 인해, 사실상 캐리지들을 손상시킬 수 있는 충돌속도의 큰 변화가 초래된다.

이 2개의 조건들은 결정되지 않은 정확한 작동조건들을 선택하기 위한 해결책을 여전히 남기고 있다. 복귀 지역들에 대한 EM파 속도 세트-지점들을 선택하는데 다른 구속들을 설명한다. 상기 히스테리시스 모터를 설명하는데 있어서, 히스테리시스 모터를 제어하는 바람직한 방법은 힘, 즉 전류를 일정하게 유지하고, 각 지역에서 캐리지들이 감속되는 거리를 변화시키는 것이다. 일정한 힘으로 캐리지를 감속시키는데 있어서의 여러 "소망 결과들"은 다음과 같다 :

A. 각 캐리지가 감속 지역을 떠나기전에 각 감속지역에서 EM파에 본질상 고정되어, 캐리지 속도가 각 지역에서 공지값으로 검사되어야 한다.

B. 각 캐리지가 초과속도(위치 "O")에 도달한 후에 적어도 어느 소정거리(p))가령, 4λ)에서, 그리고 최소 스택 단부위치(B)에 도달하기 전에 적어도 어느 소정거리(r)(가령, 10λ)에서 실제 스택 입구단 위치에 도달해야 한다. 이것은 두 임계조건의 한계에 도달함이 없이 위치(s)의 어떤 변화를 허용한다.

C. 실제 스택 단부위치에 도달하기 전에 각 캐리지가 초과속도로 이동하는 거리(d)는 어느 소정거리(u)(가령 8λ)이하로 최소화된다. 거리(d)에 대한 작은 값들은 캐리지가 스택을 더 빨리 추적케 한다. 그러나, 또한 거리(d)는, 작동조건들의 작은 변화들에 대한 여러 제어지역 주파수 세팅의 변화를 요구하는 한계 근처에서 작동하는 것을 방지하도록 거리(p)보다 다소 커야 한다. 따라서, 거리(d)는 거리(p) 이상거리(u) 이하로 되어야 한다(4λ＜d＜8λ ; 실제값들은 시스템의 전체 크기, 포함된 캐리지들의 갯수, 속도 등에 따라 변한다).

D. 한 작동상태에서 다른 작동상태로 변할때, 감속은 원활한 체계적인 형태로 한지역에서 다음 지역으로 항상 점진적으로 변해야 한다.

E. 스택은 다른 구속들의 한계내에서 가능한한 길게 유지되어야 한다. 이것을 이루기 위하여, 캐리지 속도는 스택 형성장소내의 모든 지역에서 가능한한 높게 유지되어야 한다. 긴 스택을 가지면, 제1임계조건이 위반되어 시스템의 오작동이 초래되기전에, 실제 작용중 스택 길이에 있어서 최대의 드리프트가 허용된다.

마지막 "소망 결과"는 시스템의 신뢰성 있는 작동을 향상시키는 중요한 잇점을 갖는 것이다. 일정속도 EM파에 본질상 고정되어 이동할때 캐리지 이동은 가장 예측 가능하다. 스택 형성장소내에서 속도를 가능한 높고 일정하게 유지한 다음, 짧은 거리에서 신속히 감속시킴에 의해, 캐리지들이 스택에 빨리 도달하여 스택을 길게 유지시킨다. 높은 일정속도에서는 최소의 충돌기회가 있고 ; 스택내에서는 명백히, 충돌이 없으며 ; 빠른 감속은 캐리지를 최소의 가능한 시간동안 충돌에 노출시킨다. 더욱이, 빠른 감속에 요구되는 높은 모터 힘은 마찰과 같은 여러 랜덤 효과들을 최소화하는 경향이 있다.

구동 주파수들에 의해 결정된 감속지역의 EM파 속도들은 임의 갯수의 제어 알고리듬(algorithm)을 이용하여 선택될 수 있다. 한 그러한 제어 알고리듬은 각 지역내에서 소산된 에너지 퍼어센트에 의거한 일련의 반복을 이용한다. 지역내의 이 소산된 에너지 퍼어센트는, 평균 감속력(F)에다 감속이 발생하는 거리(δL)를 곱하여 주어진, 그 지역내의 캐리지를 감속시키는데 사용된 에너지를, 힘(F)에다 지역의 길이(L)를 곱하여 주어진, 지역에 의해 제공될 수 있는 전체 가능한 에너지로 나눈 것과 동일하다. 알고리듬은 캐리지가 감속하는 각 지역에서 동일한 퍼어센트의 에너지가 소산될 것을 요구한다. 반복중, 감속지역 속도의 퍼텐셜세트가 선택된다. 그 다음, 이 속도들이 운동 모델로 들어가는데, 이 모델은 제7도로부터와 같이 공지된 감속력에 기초하여 시스템을 통해 캐리지의 이동을 계산한다. 반복의 초기 세트는 감속이 시작되는 곳(지역)을 결정한다. 반복의 최종 세트는 상기한 "소망 결과들"과 같이 결과들이 모든 구속들에 순응할 때 까지 각 감속지역내에서 소산되는 에너지 퍼어센트를 조절한다.

[시스템 안정성]

제8도는 제3도와 유사한, 루우프내에서의 속도 대 위치의 3개의 도표들(37, 38, 39)을 나타내느데, 어떻게 시스템이 보상하는지와 실제 스택 입구단위치가 이동할 수 있는지를 나타내도록 3개의 다른 속도비들을 나타낸다. 곡선(37)은 제3도에서 처럼 4 : 1의 속도비를 얻지만, 저속도에서의 제1작동상태를 나타낸다. 제3도에서의 스택 입구단(s)은 135λ에 있는 한편, 제4도에서는 스택단부(S-37)가 121λ에 있어서 스택을 길게 만든다. 그러나, 스택형성장소내의 캐리지들의 갯수는 두 경우에 같지만, 캐리지가 88.8λ/sec로부터 감속하는 제3도의 캐리지 에너지(1/2M_V ²)는 캐리지가 44.4λ/sec로부터 감속하는 제8도에서보다 더 크다. 두 경우에 감속력은 동일한 것이 바람직하므로, 제3도에서는 힘이 더 긴 거리에 걸쳐 가해져서 더 큰 에너지를 소산시켜야 한다. 또한, 감속 지역의 중앙에서는 캐리지가 감속을 개시할 수 없으므로, 감속 지역의 길이 및 갯수는 2차측들의 분포에 영향을 미친다. 감속 "단계"는 제3도 및 제6도의 위치(70, 71, 72, 73)에 도시된 바와 같이 지역들의 입구에서만 시작될 수 잇다.

곡선(38)은, 곡선(37)과 비교하여 작동장소내의 캐리지들의 분리를 증가시킴으로써 스택 형성장소내의 캐리지들의 갯수를 증가시키는 5 : 1의 속도비를 얻는 작동상태를 나타낸다. 이것은 스택단부(S-37)의 왼쪽으로 이동한 스택단부(S-38)로 도시된 바와 같이 스택길이가 약간 증가하게 한다.

곡선(39)은 3 : 1의 속도비를 얻는 작동상태를 나타내는데, 이 속도비는 곡선(37)과 비교하여 작동장소내의 캐리지들의 분리를 감소시킴으로써, 스택 형성장소내의 캐리지들의 갯수를 감소시킨다. 이것은 스택단부(S-37)의 오른쪽으로 이동한 스택단부(S-39)로 예시된 바와 같이 스택길이가 약간 감소하는 결과를 초래한다.

루우프의 복귀측에서 캐리지들을 추진하는데 사용되는 히스테리시스 리니어 모터가 항상 동기적이지는 않으며, 퀘환회로가 이용되지 않음에도 불구하고, 본 시스템은 개개 캐리지의 구동력 또는 마찰이 예측 변화하는 안정하고 강한 시스템이다. 이것은 다음과 같은 이유 때문이다 :

1. 히스테리시스 2차측이 각 지역을 떠나기전에 동기 속도에 도달할 때 각 감속 캐리지의 속도가 세트값으로 검사됨으로써, 변화가 발생할 수 있는 거리 및 시간을 제한한다.

2. 캐리지들이 신속히 추적하거나 또는 스택 길이가 신속히 변화하도록 허용하는 일정한 고정 초과속도로 캐리지들이 스택안으로 구동되어 제어안된 변수들의 변화를 보상함으로써, 스택의 입구단이 작동불가능한 위치에 도달하는 것을 방지한다.

3. 초기에 스택의 입구단 위치가 작동성 문제를 야기하는 설명된 2개의 한계들 사이에 배치되도록 스택 형성장소에서의 지역 주파수 세트 지점들이 선택된다.

시스템의 자기 보상(self-compensating) 능력을 설정하기 위하여, 스택 형성장소에서 캐리지가 소비하는 전체 시간은 동기 작동장소에 대한 소정 작동상태에 있어서의 일정 시간임을 이해하는 것은 중요하다. 작동장소를 떠나고 스택 형성장소로 들어가는 각 캐리지에 있어서, 캐리지는 스택 형성장소를 떠나 스택안으로 들어감으로써, 캐리지가 작동장소로 복귀하여야 한다. 제9도는 시스템 안정성에 대해, 스택 형성장소에서 캐리지 마찰과 같은 제어안된 변수들의 변화 효과를 나타낸다.

마찰 변화들을 계산하기 위한 시스템 모델의 기초 케이스 상태를 설정하기 위하여, 제3도의 작동장소 상태는 유지되고, 스택 형성장소는 캐리지들에 대한 마찰값의 변화를 가정함으로써 변한다. 최악 케이스 상태를 과장하기 위하여, 기초 케이스 캐리지 마찰력은 평균 캐리지 감속력의 약 17%로 가정하였다.(대개 마찰력은 제3도에 있어서처럼%에 더 가깝다). 이 기초 케이스에 있어서, 각 감속지역 EM파에 대한 작동속도(구동 주파수와 관련된)가 결정된다. 제9도에서, 이 속도값과 다른 변수들은 일정하게 유지되는 반면, 평균 캐리지 마찰은 ±50% 변한다. 17% 마찰의 기초 케이스에 있어서, 스택 위치(S-54)는 75.3λ이다. 기초 케이스에 대한 감속 곡선은 명확함을 위해 생략하였다. 점선 곡선(55)은 캐리지 마찰이 약로 감소된 결과를 나타낸다. 캐리지들은 사실상 신속히 감속되지 않으므로(마찰이 감속을 돕기 때문에), 캐리지들의 스택에 더 빨리 도달하여 스택이 약간 증가함으로써, (S-55)에 있는 위치(74)로 왼쪽으로 이동함에 의해 보상된다. 그러나 증가된 스택으로 인해 캐리지들이 낮은 스택속도로 더 오래 이동함으로써, 스택 형성장소내의 전체 시간은 동일하게 유지되고 곡선(55)의 새로운 안정 작동 상태가 설정된다.

곡선(56)은 캐리지의 평균 마찰이%로 증가한 것을 가정한 반대 상태를 나타낸다. 이 경우에서, 캐리지는 더 신속히 감속되고 스택에 도달하는데 더 오래 걸리며, 스택은 약간 짧아져서 (S-56)에 있는 76.7λ로 오른쪽으로 이동함에 의해 보상된다. 그러나, 캐리지들은 높은 초과 속도로 더 오래 이동하므로, 스택 형성장소내의 전체 시간은 동일하게 유지되고 곡선(56)의 새로운 안정 작동 상태가 설정된다. 두 곡선들(55, 56)에 있어서, 스택 입구위치들(S-55, S-56)은 그 작동상태에 대한 임계 한계들(0-55, 0-56, B)에 도달하지 않음은 중요하다.

도시된 경우에서는, 감속 부분이 짧아서, 간격 변화에 의해 영향받는 캐리지들의 갯수가 적으며, 스택 입구위치 변화는 수람다(λ)에서 측정될 수 있다. 또한 제3도의 위치(44)에 도시된 것보다 더 긴 일정속도 부분을 포함하고 긴 가속부분을 갖는 루우프에서는, 스택 형성장소에 도달하기전에 더 많은 캐리지들이 포함되지만, 히스테리시스 모터 시스템은 이 경우에서와 똑같이 작용하고, 스택 입구위치의 100λ 이상의 변화를 쉽게 조절한다.

[온-라인(on-line) 변화]

제8도에 도시된 바와 같이 제로 속도로부터의 시작중 및 한속도비에서 다른 속도비로의 변화중, 스택 형성장소의 각 지역에서의 EM파 속도들은 작동중 주기적으로 조정되어야 한다. 이것은 캐리지들이 스택 형성장소로 들어오는 간격 및/또는 에너지(속도)를 변화시킬 때 안정한 스택 입구 상태를 유지하기 위해 요구된다. 구동 주파수들을 대략 매초 마다 새로이 계산된 값으로 리세트 함에 의해 스택 형성장소 EM파 속도들을 새롭게 하면, 스택 형성장소내에 소정 안정성이 이루어진다. 스택 형성장소로 들어가는 캐리지 속도 및 간격은, 앞에 참조한 호메스 및 키간의 특허에 설명한 작동장소내의 소정 작동 상태로부터 공지되어 있다. 시스템 컴퓨터(51)는 스택 형성장소 지역 구동 주파수 조정을 제어하고, 이들을 작동장소 작동 조건들과 조화시킨다. 컴퓨터 제어 시스템의 이러한 기능들은 당기술의 숙련자에게 알려져 있으므로, 상세한 제어에 대한 더이상의 설명은 필요치 않을 것이다.

[시스템 변화]

제1도 및 제4도에 도시된 무단 루우프 개념의 설명에 있어서, 하부 1차측이 끝나는 곳(74)과 상부 1차측이 시작되는 곳(32) 사이에 틈새가 존재할때, 리니어 모터 1차측들은 한 2차측 또는 다른 2차측에서 연속적으로 작용하지 않는다.

개조된 시스템에서, 스택 형성장소를 따라 하부 1차측은 1차측의 비용절감과 구조상의 편리함을 위해 지역들 사이에 틈새들을 또한 가질 수 있다. 캐리지들은 상승된 속도로부터 느려지므로, 소정 방식으로 틈새들을 가로질러 지나가기에 충분한 관성을 갖는다. 캐리지들이 틈새들에 막혀서 중지되지 못하도록 어떤 형태의 작동 보조수단이 필요에 따라 틈새들 사이에 제공될 수 있다.

또한 캐리지 수집장소도 지역(19)에 틈새들을 포함한다. 가령, 곡선 1차측들은 제조가 곤란하고 비싸므로, 지역(19)은 곡선 부분에 1차측이 없이 회전 곡선 전ㆍ후의 2개의 직선 부분으로 구성될 수 있다. 2개의 별도의 직선 부분들은 단일 지역처럼 함께 작동되고 두 부분들과 곡선부분을 채우는 접촉 캐리지들의 2차측들과 동일한 피치로 기계적으로 이격된다. 접촉 캐리지들은 전력이 인가되지 않은 곡선 부분을 통해 밀린다.

동기 및 히스테리시스 2차측을 갖는 캐리지를 사용하는 개념은 1차측에 의해 한번에 하나의 일차측만이 작용하는 경우에 설명하였다. 또한, 동기 1차측이 작용할때는 언제나, 1차측도 또한 동일한 또는 다른 속도 EM파를 사용하여 동일 시간에 히스테리시스 2차측에서 작용하도록 추가될 수 있다. 이것은 캐리지에 추가구동력을 제공하는 잇점을 가지며, 동기 2차측과 관련된 속도 진동을 감쇄시키도록 사용될 수 있다.

또한, 동기 2차측 및 상부 1차측이 제거되고, 하부 1차측이 연장되어 히스테리시스 2차측을 루우프 둘레로 완전히 추진시킬 수도 있다. 캐리지 수집장소에서, 히스테리시스 2차측이 동기적으로 추진되어, 루우프내의 한 지점의 캐리지들에 대한 공지된 위치 대 시간을 보장한다. 루우프의 작동측에서, 히스테리시스 2차측은 동기 2차측에 대해 사용한 것과 동일한 지역들 및 EM파 부분들을 사용하여 동기적으로 추진되거나, 또는 스택 형성측에서 사용된 것과 반대 방식으로 비동기적으로 및 본질상 동기적으로 추진될 수 있다. 히스테리시스 2차측들이 비동기적으로 추진될때, 캐리지에서 캐리지로의 예측 가능한 이행을 보장하기 위해 시스템내의 소정위치에서 각 캐리지에 작용하는 하중의 퍼어센트 차이는 최소화 되어야 한다. 이것은 각 캐리지가 작동측을 통해 지나가는데 걸리는 시간이 각 캐리지에 대해 예측 가능하고 반복 가능하여야 하므로 요구된다. 이것은 스택 형성측에서의 감속중 제어안된 충돌 가능성을 감소시킨다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 리니어 모터들이 전체에 걸쳐서 추진용으로 사용되지만, 또한 캐리지들을 결합시키는 기계식 스프로킷 및/또는 스크루와 히스테리시스 리니어 모터의 조합체에 의해 캐리지들이 유리하게 추진될 수도 있다. 가령, 후트젠람브(Hutzenlamb)의 미합중국 특허 제3,932,919호에 도시된 것과 같은 필름 텐터 시스템에서는 예를들어, 스프로킷이 속도 및 위치가 정확히 제어될 수 있는 구동수단과 비슬립 결합하여 스택내의 캐리지들을 결합시키고 그 캐리지들을 제1속도로 동기적으로 추진시킴으로써, 캐리지 수집장소로 작용한다. 그 다음 캐리지들은 스프로킷에 동기적으로 기어 결합된 증가된 피치를 갖는 스크루로 접촉하여(즉, 동기가 유지되어) 보내진다. 그 스크루는 캐리지들을 동기적으로 이격시키고, 그 캐리지들을 제2속도까지 동기적으로 추진시키며, 작동장소로서 작용한다. 이 지점에서, 본 발명의 히스테리시스 리니어 모터가 사용되어 캐리지들을 결합시키고 그 캐리지들을 제2속도로 추진시킨 다음, 그 캐리지들을 제3속도까지 감속시킴에 의해 스택으로 복귀시키고 제어된 충돌 속도로 캐리지들을 스택과 접촉시키며, 캐리지들을 스택안으로 압압함으로써, 스택 형성장소로서 작용할 수 있다. 이러한 시스템은 캐리지들을 복귀시키기 위해 체인, 감소 피치 스크루 및 조정가능한 피치 스크루 요소들의 값비싸고 복잡하고 속도를 제한하는 시스템(이 특허에서 사용된)을 제거하는데, 그 요소들은 다른 증가하는 피치 스크루가 선택될 때마다 교환되어야 했다. 개선된 작동을 달성하기 위하여, 각 캐리지는 히스테리시스 2차측을 수용하고, 다수의 지역들과 제어수단을 갖는 1차측은 무단 루우프를 따라 적절한 위치에 배치된다. 히스테리시스 리니어 모터는 본 발명의 교시에 따라 작동하여 캐리지들을 스택으로 북귀시킨다.

[텐터 프레임]

본 발명의 바람직한 실시예에서, 리니어 모터들은 플라스틱 필름과 같은 재료의 웨브를 뽑아내는 텐터 프레임의 대향 루우프들을 통해 캐리지들을 추진하는데 사용된다. 루우프의 작동장소에서, 개개 캐리지 쌍들은 텐더의 필름 처리장소내에서 필름이 종방향으로 뽑아지는 인접 캐리지 쌍들로부터 이격되도록 제어된다. 또 다른 실시예에서는, 리니어 모터들에 의해 루우프를 통해 능동적으로 전력을 받는 각 캐리지들 사이에 수동 캐리지들이 도입되고, 그 수동 캐리지들은 텐터 프레임의 캐리지 수집장소 및 작동장소내에서 전력을 인가받지 않는다. 이 두 능동 캐리지와 수동 캐리지는 스택 형성장소의 리니어 모터에 의해 추진된다.

특히, 제10, 11, 12 및 13도를 참조로 더 구체적으로 설명하면, 도시된 장치 또는 텐터 프레임(901)은 플라스틱 필름과 같은 시이트 재료(961)의 웨브를 뽑아내어 그 성질을 개선시키기에 적절하다. 제10도의 텐터는 대향하는 거울상의 대칭 클립 루우프들(900, 902)로 구성되는데, 이 루우프들은 장치의 전진측을 따라 필름을 이동시켜서 그 필름을 횡방향으로 및 기계 방향으로 동시에 전달하고, 뽑아내고 안정시킨다. 횡방향(TD) 인발은 각 루우프내의 필름 클립 안내 트랙들을 통상 방식으로 벌림에 의해 행해진다. 기계방향(MD) 인발은 트랙의 전진측을 따라, 동기 리니어 모터를 이용하여 능동 캐리지 쌍들(906, 908과 같은)을 가속시켜서, 그들을 인접 능동 클립쌍들(898, 899와 같은)로부터 분리시킴에 의해 인접 클립들 사이에서 필름을 인발함으로써 이루어진다. 전력을 인가받지 않은 수동클립 캐리지들은 능동 클립 캐리지들 사이에 배치되어 필름 연부의 스칼로핑(scalloping)을 감소시킨다. 클립 캐리지들이 루우프의 전진측의 끝에 도달할때, 그 캐리지들은 클립들을 개방하여 필름 연부 비이드를 방출시키고 캐리지들을 전진측의 제1 1차측에서 복귀측의 제2 1차측으로 전달하는 복귀측의 마찰 휘일들(993, 995)에 의해 결합된다. 그 다음 그 두 능동 및 수동 캐리지들은 복귀측의 리니어 히스테리시스 모터로써 감속되고 스택내에 접촉되며, 이어서 능동 캐리지들이 복귀측을 떠나기 전에 동기 리니어 모터들에 의해 다시 결합된다. 그 다음 클립 캐리지들은 전진측 입구로 재순환되어, 들어오는 필름과 다시 결합한다. 컴퓨터(1018)에 의해 관리되는 제어 시스템은 각 루우프의 전진(필름) 측에서 수백개의 활동 클립 캐리지들을 동시에 그리고 독립적으로 제어하고, 모든 클립 캐리지들을 손상없이 복귀측의 스택안으로 함께 충돌시킨다.

이 장치의 작동에 있어서, 인발되는 필름의 웨브는 공급 로울과 같은 공급원(916)으로부터, 또는 필름 캐스팅 작동부로부터 공급되고, 적절한 수단에 의해 서로 반대로 배치된 한쌍의 기다란 무단 트랙 루우프들(900, 902)사이의 텐터 프레임(901)안으로 이동된다. 두 루우프들(900, 902)은 대칭이고, 루우프(900)의 요소들은 루우프(902)내에 대칭상으로 배치된다. 루우프들의 요소들을 설명하는데 편리한 경우에는 요소를 한 루우프에만 도시하고 다른 루우프에는 프라임 보호(')로 나타낸다. 능동 캐리지들(906, 908, 927, 928)과 같은 캐리지들은 루우프들(900, 902)의 전진측들(910, 912)을 따라 쌍대칭으로 각각 추진된다. 즉, 캐리지 쌍들(906, 908등)은 라인(914)을 따라 정렬되고, 캐리지 쌍들(927, 928등)은 라인(925)을 따라 정렬되며, 두 라인들은 두 루우프들의 전진측들 사이의 중앙에 있는 중심 라인(904)에 수직하다.

각 트랙 루우프는 텐터 프레임의 전진측들(910, 912) 및 복귀측들(903, 923)내에 포함되는 다수의 부분들을 갖는다. 트랙들의 제1부분들은 텐터 프레임의 전달장소를 형성하는데, 이 전달장소에서 필름은 연신이 발생함이 없이 소망 온도로 가열됨에 인해 인발에 앞서 조정된다. 트랙들의 제2부분들은 텐터 프레임의 전진측의 중요 인발장소(922)를 형성한다. 트랙들의 이 부분들은 전형적으로 웨브가 횡방향으로 인발되는 동시에 기계방향으로도 인발되도록 기계 중심선에서 바깥으로 벌어진다. 트랙들의 제3부분들은 텐터 프레임의 전진측의 제2부분들에 연결된다. 이 부분들은 서로 맞은편에 있고 일반적으로 프레임의 중심선으로부터 동거리에 있으며, 그들 사이에 장치의 안정장소(926)를 형성한다. 안정장소에서는 다소 적은량의 MD 및 TD 인발 또는 이완이 발생할 수 있다. 인발장소와 안정장소 사이의 분할 라인(924)은 후술하는 필름 처리요구가 변할때 바람직하게 텐터 프레임의 상류 및 하류로 이동될 수 있다.

트랙들의 이 제1, 제2 및 제3부분들은 함께 필름 처리장소를 형성하여 텐터 프레임의 전진측들(910, 912)을 구성한다. 텐터 클립들이 이 필름에서 분리되는 복귀측들(903, 923)을 구성하는 제4부분들에 의해 프레임상에 트랙들이 완성된다. 이 복귀측들 트랙들의 제3부분들을 제1부분들에 연결시켜서 무단 루우프들을 완성한다.

제10도를 참조하면, 능동 캐리지들(927, 928, 876, 897등)은 기다란 트랙 루우프들(900, 902) 상에서 이동하도록 배치된다. 다수의 수동 캐리지들(931 및 933, 935 및 937등)은 도시된 바와 같이 능동 캐리지들(927 및 897, 928 및 896등) 사이에 각각 배치된다. 두 능동 및 수동 캐리지들에는 제12도의 능동 캐리지들에 잘 도시된 바와 같이 텐터 클립들(959)이 부착되어 있는데, 이 클립들은 필름이 텐터 프레임(901)에 들어올때 그 필름의 연부들을 파지하고, 캐리지에 의해 필름이 전진측을 통해 이동되고 난 후에 그 필름을 해제하기 적합하다. 텐터의 전진측들에서, 수동 캐리지들은 먼저 능동 캐리지들 사이에 갇혀서 추진된 다음, 능동 캐리지들이 필름을 분리시키고 연신시킬때 부착 필름에 의해 추진된다. 필름을 방출한 후에, 두 능동 및 수동 캐리지들은 텐터 프레임의 복귀측들을 따라, 인발작동을 반복하는 위치로 추진된다. 제14도는 텐터의 전진측들의 전달장소에 나타날때의 능동 및 수동 캐리지들(927, 931, 933, 897등)을 보여주는데, 그 전달 장소에서 캐리지들은 접촉하고, 연신되지 않은 필름의 연부 비이드와 결합한다. 제15도에는 텐터의 인발장소 및 안정장소에 나타날때의 동일한 캐리지들이 도시되어 있는데, 그 장소들에서 능동 캐리지들은 분리됨으로써 필름을 연신시키고, 수동 캐리지들은 필름과 파지 결합됨으로써 이동필름 자체에 의해 추진된다. 제15도의 일점쇄선은 수동 클립들이 존재하지 않을 경우에 발생할 수 있는 필름 연부의 과도한 스칼로핑을 나타낸다.

활동 클립 캐리지들에는 동기 2차측들이 부착되어 있는데, 이 2차측들은 루우프(902)내의 기계적으로 분리가능한 제1 1차측들(975, 977, 979, 981, 983, 985, 987, 989, 991)에 의해 전진측들 및 복귀측들의 단부들에 전자적으로 결합된다. 루우프(900)는 루우프(902)에 대해 대칭 위치에 있는 대응 제1 1차측들을 갖는다. 전술한 리니어 동기 모터 제어 시스템은 제1 1차측에 적용되어 트랙 경로들의 전진측들(910, 912)을 따라 활동 캐리지들(906, 908등)의 추진을 제어한다. 컴퓨터(1018)는 시스템의 제어를 관리한다. 두 전진측들은 각 대향 쌍의 클립들이 인발장소와 다른 필름 처리장소들을 통해 이동할때 각 대향쌍의 클립들에 대해 전체 제어를 제공하는 방식으로 연결되고 조정된다.

능동 및 수동 클립 캐리지들 모두에는 히스테리시스 2차측들이 부착되어 있는데, 그 히스테리시스 2차측들은 루우프(902)내의 기계적으로 분리가능한 제2 1차측들(939, 941, 943, 945, 947)에 의해 두 루우프들의 복귀측들에 전자적으로 결합된다. 루우프(900)는 루우프(902)에 대해 대칭 위치에 있는 대응 제1 1차측들을 갖는다. 대향 루우프들상의 제2 1차측들내의 쌍을 이룬 코일 그룹들은 제어의 목적으로 컴퓨터(1018)로부터 동일한 작동명령을 수신한다. 전술한 리니어 히스테리시스 모터 제어 시스템은 능동 및 수동 캐리지들의 추진 및 적층을 제어하는데 사용되고, 활동 캐리지들상의 동기 2차측들이 복귀측들을 떠나기 전에 루우프(902)내의 제1 1차측들(975등)에 의해 다시 결합될 때 스택들내의 캐리지들의 압력 접촉을 유지시킨다.

대표적인 적용예에서, 재료 또는 필름(961)의 웨브는 상류(916)에서 형성되고, 텐터 프레임 입구(920)로 공급된다. 대향하는 활동 캐리지쌍들의 텐터 클립들은 입구(920)에서 필름의 맞은편 연부들을 따라 연이은 지역들을 잇따라 파지하고, 필름이 인발없이 가열되는 전달장소(918)를 통해 그 필름을 제1일정속도로 추진시킨다. 또한, 전달장소내의 활동 캐리지들 사이에 삽입된 수동 클립 캐리지들도 필름 연부들을 파지하고, 활동 캐리지들과의 접촉에 의해 함께 운반된다. 그 다음, 트랙은 위치(921)에서 벌어짐으로써, 필름을 횡방향으로 인발하는 한편, 거의 동일한 시간에 대향하는 능동 캐리지쌍들은 개별적으로 가속됨으로써 인접쌍들로부터 분리되는 동시에 인발장소(922)내에서 필름을 종방향으로 인발한다. 인발장소에서 오븐 밀폐수단(895)내의 필름의 가열이 계속되어, 인발중 필름 온도를 조절한다. 그 다음, 트랙들은 대략 평행하게 되고, 개개의 대향하는 캐리지쌍들은 인발장소의 끝(924)에서 제2속도에 도달하고, 필름은 장소(926)에서 안정된다. 캐리지들의 속도와 필름의 인발비는 안정장소에서 약간 변할 수 있다. 안정장소에서 필름의 온도조절은 계속되고, 그 온도 조절은 계속된 가열 또는 냉각으로 이루어질 수 있다. 그 다음, 필름은 텐터 프레임 출구(929)에서 텐터로부터 방출되어 통상의 와인더로 계속된다. 그 다음, 각 루우프의 개개의 능동 및 수동 캐리지들은 두 무단 캐리지 루우프들을 따라 텐터 프레임의 입구(920)로 복귀한다.

만일, 인발장소 또는 안정장소에서 필름을 기계방향으로 늦추거나 이완시키고저 하면, 리니어 모터들에 의해 제어될때 능동 캐리지들이 임의의 소망 프로그램에 따라 점진적으로 약간 감소됨으로써, 필름의 수축 및 평탄도를 직접 제어할 수 있다. 또한, 위치(938)에 도시된 바와 같이 텐터 프레임 트랙들을 약간 오그려서 텐터 클립들을 함께 밀접하게 횡방향으로 이동시킴에 의해 안정장소에서의 TD 이완이 가능하다.

루우프(900)와 루우프(902)의 전진측들을 따르는 캐리지들 사이의 운동의 대칭은 다음에 의해 보장된다 :

-한 1차측내의 코일 그룹들이 다른 1차측내의 대향하는 코일 그룹들과 일치하는 크기로 되어 있고, 각각의 대향하는 코일 그룹들이 전기적으로 연결되어 단일 제어 지역을 형성하는 리니어 모터 1차측을 각 트랙에 인접하여 제공하고 ; -각각의 능동 캐리지들에 부착되어 1차측들중 인접 1차측을 안내하는 동기 2차측을 제공하고 ; -밀접 이격된 또는 접촉된 능동 캐리지들을 텐터 프레임 입구에서 제어지역내의 코일 그룹들내에 발생한 전자파들과 초기에 동기시켜서 각 루우프에 연속 공급하고 ; 및 -대향 1차측들의 각 제어지역내의 모든 코일 그룹들에 대해 소정의 조정된 제어 명령들을 동시에 제공하여 모든 지역들내에 소정의 조정된 EM파를 발생시킴으로써, 두 루우프들내의 대향하는 능동 캐리지쌍들을 각 제어지역을 통해 그리고 텐터 프레임을 통해 한 제어지역에서 다음 제어지역으로 대칭으로 추진시킨다.

동기 2차측들은 1차측들에 의해 발생한 전자파들에 고정되고, 활동 캐리지들이 루우프들의 전진측들에 정렬되어 계속 공급되고, 각 제어지역내의 대향하는 코일 그룹들이 동일한 소정 제어 명령들로부터 발생한 교류를 동시에 수신하고, 그 소정 제어 명령들이 인접 제어지역들의 명령들과 동시에 조정되는 한, 능동 캐리지들은 두 루우프들의 전진측들을 따라 추진될때 대칭으로 유지된다.

단일 루우프 둘레로의 텐터 캐리지들의 추진작동은 제4, 5 및 6도에 도시된 시스템과 유사하다. 제어지역 파형들을 예정하고 조정함에 의해, 각 루우프의 전진측을 따르는 캐리지 추진을 제어하는 것이 전술한 미합중국 특허 제4,675,582호에 개시되어 있다.

제4도는 캐리지들을 추진하기 위한 텐터 프레임의 두 루우프들중 한 루우프를 나타낸다. 제4도의 캐리지 수집장소(41)와 작동장소(42)는 전술한 바와 같이 작동하여, 제10도의 전진측들(910, 912)상의 캐리지 수집장소들(949/949')과 작동장소들(951/951')을 통해 능동 캐리지들의 추진을 제어한다.

스택 형성 장소(43)는 전술한 바와 같이 작용하여, 제10도의 복귀측들(903, 923)상의 스택 형성 장소들(953/953')을 통해 두 능동 및 수동 캐리지들의 추진을 제어한다. 캐리지 수집장소들(949/949')은 복귀측들의 나머지 부분을 통해 능동 캐리지들을 추진하는 작동을 한다.

텐터 프레임 루우프들에 대한 제어지역들은 전기적으로 연결된 대향하는 코일 그룹들로 구성된다. 코일 그룹들은 루우프(902)의 제1 및 제2 1차측들에 블록들로 도시되었다. 제10도에서의 간명함을 위해, 루우프(902)만이 1차측들과 코일 그룹들을 갖는 것으로 도시되었지만, 루우프(900)의 대칭위치들에서도 1차측들과 코일 그룹들이 또한 존재하며, 설명의 목적상 루우프(902)내의 번호에 프라임 부호(')를 붙여서 나타낸다.

따라서, 대향하는 코일 그룹들이란, 가령 :

-대향 루우프(900)의 대응 제1 1차측들(977', 979')의 코일 그룹(903')과 전기적으로 연결되어 제어지역(A)을 구성하는, 루우프(902)의 제1 1차측들(977, 979)의 코일 그룹(930) ; -대향 루우프(900)의 제1 1차측(903')의 대응 코일 그룹(932')과 전기적으로 연결되어 제어지역(B)을 구성하는, 루우프(902)의 제1 1차측(983)내의 코일 그룹(932) ; -대향 루우프(900)의 제1 1차측(985')내의 대응 코일 그룹(934')과 전기적으로 연결되어 제어지역(C)을 구성하는, 루우프(902)의 제1 1차측(985)내의 코일 그룹(934)을 의미한다.

코일 그룹들(930, 930')이 2개의 기계적으로 분리가능한 제1 1차측으로부터 임을 주지하는 것은 중요하다. 그 중요성은 후술한다.

상기한 제1 1차측들의 코일 그룹들은 루우프들의 전진측들을 따라 활동 캐리지들상의 2차측들에 인접한다. 그 그룹들은 제4도의 지역들(19, 20, 21, 22)과 같은 지역들에 해당한다. 작동장소들(951/951')에서 처럼 캐리지들이 이격된 곳에는 어디든지, 제어지역들은 소망 작동조건 범위에 있어서, 능동 캐리지쌍들이 제1 1차측들을 따라 추진될때 한 제어지역에 동시에 하나 이상의 능동 캐리지쌍이 존재하지 않는 크기로 된다. 그러나, 이 조건은 제1일정속도 제어지역들(제10도의 981, 981' 등)에는 적용되지 않는데, 그 지역에서 캐리지들은 모두 정배수람다(λ)에서 밀접 이격 또는 접촉하며 ; 이 제어지역들에는 많은 캐리지쌍들이 존재할 수 있다.

[텐터 캐리지, 트랙 및 리니어 모터]

제11도는 제10도의 11-11선을 따라 취한, 루우프들(900, 902)의 전진측 및 복귀측을 통하는 대표적인 단면도를 나타낸다. 전진측들(910, 912)상의 캐리지들(927/928) 및 복귀측들(903, 923)상의 캐리지들(886/887)과 같은 능동 캐리지들이 각각 측면으로 도시되었다. 오븐 밀폐수단(895)은 전진측들의 많은 부분을 밀폐하여 필름 가열을 제어하는 한편, 트랙 밀폐 수단들(888, 898)은 복귀측들의 많은 부분을 밀폐하여 클립의 온도 조절을 용이하게 함으로써, 초기에 필름이 클립들에 의해 파지될때 클립이 필름에 들러붙거나 또는 필름이 냉각되는 것을 방지한다. 또한, 트랙 밀폐수단은 이동 캐리지들에 대한 안전보호수단으로서 작용한다.

제12도는 루우프(900)의 전진측(910)을 통한, 제11도의 부분(12)의 확대도를 나타낸다. 능동 캐리지(927)는 측면으로 도시되었다. 능동 및 수동 캐리지들의 확대 평면도가 제14도 및 제15도에 도시되어 있고, 정면도가 제16도에 도시되어 있다. 전진측과 복귀측 모두를 따라 루우프(900) 둘레로 완전히 뻗으며 전진측과 복귀측을 연결하는 안내트랙(942 등)이 제공된다. 트랙은 프레임(962)에 부착되어 지지된다. 트랙은 굽힘 지점들에 원활한 휘임을 허용하는 가요성 구조물이며, 참조로 여기에 설명된 미합중국 특허 제3,456,608호 및 영국 특허 제1,504,450호에 개시되어 있다. 캐리지는 캐리지 몸체(960)에 회전 가능하게 장착된 8개의 로울러들(944, 946, 948, 950, 952, 954, 956, 958)에 의해 안내트랙(942)상에 지지된다. 로울러들은 교대로 배열되고, MD 또는 종방향으로(제15도 안으로) 편위되어 캐리지를 안정하게 지지한다. 즉, 제16도를 또한 참조하면, 수평 트랙표면 로울러들(944, 958)은 종방향으로 배열되고, 한편 수평 로울러들(946, 956)도 또한 종방향으로 배열되지만 로울러들(944, 958)로부터 종방향으로 이격, 또는 편위된다. 마찬가지로, 수직 트랙 표면 로울러들(948, 952)도 종방향으로 배열되고, 한편 수직 로울러들(948, 954)도 또한 종방향으로 배열되지만 로울러들(948, 952)로부터 종방향으로 편위된다. 캐리지가 안내트랙을 따라 자유 미끄럼 또는 구름 운동을 하도록 안정하게 지지되는 한, 다른 다수의 로울러들 또는 미끄럼 요소들이 이용될 수 있다. 또다른 트랙장치로 또한 가능하다. 로울러들은 트랙에 밀접하게 배치된 캐리지를 유지시키고, 캐리지의 무게, 필름 클립에 파지된 필름(961)의 장력, 모터의 추력, 및 1차측과 2차측 사이의 불균형 자력들에 의해 발생한 하중들을 부담한다.

제14도 및 제15도에 잘 도시된 바와 같이, 2개의 수동 캐리지들(931, 933등)이 두 능동 캐리지들(927, 897등) 사이마다 끼워진다. 수동 캐리지들은 능동 캐리지들과 유사하지만 동기 2차측들이 부착되어 있지 않다. 그와 같이, 수동 캐리지들은 능동 캐리지들이 캐리지들(927, 897)의 대표적인 정지구들(997, 999)로써 접촉할 때 능동 캐리지들의 돌출 동기 2차측들 사이에 수직으로 끼워진다. 각 캐리지의 수평 및 수직 로울러들은 전술한 바와 같이 엇갈려서 인접 캐리지들 사이에 로울러들이 자리잡게 된다. 만일, 작은 로울러들이 사용되거나 또는 캐리지들 사이에 더 큰 간격이 채용되면 그러한 자리잡음은 필요치 않다. 그러나, 큰 인발비들을 얻기 위하여, 스칼로핑을 최소화 하도록 필름 클립들의 밀접한 초기 간격이 유지된다.

제14도 및 제15도를 참조하면, 각 캐리지는 그 캐리지들이 루우프들의 스택 형성 장소내에서 접촉할때 발생하는 제어된 충격을 흡수하는 탄성중합체 범퍼를 갖는다. 또한, 캐리지 마찰 하중이 약간 변하거나 또는 히스테리시스 2차측과 복귀측 1차측 사이의 틈새가 한 캐리지에서 다른 캐리지로 약간 변할때, 복귀측 제어 지역내에서 낮은 레벨의 충격이 때때로 발생할 수 있다. 제14도 및 제15도의 파선을 참조하면, 능동 캐리지(927)는 범퍼(1001)와 충격면(1003)을 갖는다. 작동시, 범퍼(1005)와 충격면(1003)과 같은 인접 범퍼들과 충격면들은 도시된 바와 같이 함께 놓여서 인접 캐리지들 사이의 충격을 완화한다. 능동 캐리지들(927, 897) 사이의 모든 삽입 범퍼들이 일정량 눌러졌을 때에만, 제14도에 도시된 바와 같이 캐리지들(927, 897)상의 정지구들(997, 999)이 접촉한다.

[필름 클립]

제12도에 대표적으로 도시된 바와 같이, 두 능동 및 수동 캐리지들에는 필름 클립들(959)이 부착되어 있다. 캐리지 몸체(960)에는 필름 클립 레버(964)가 위치(966)에서 피봇 가능하게 연결되어 있다. 파지면(968)은 피봇 이동을 정지시키는 앤빌면(970)에 맞대어 필름을 고정시키도록 피봇 이동할 수 있다. 필름(961)은 레버(964)에 화살표(972)방향으로 힘을 가함에 의해 파지되고 레벌에 화살표(974) 방향으로 힘을 가함에 의해 해제된다. 레버(964)의 상단부는 캠 종동면들(963, 965)을 형성한다. 제10도에서, 텐터 프레임 입구에서의 캠 표면들(967, 969)은 캐리지들의 표면(965) 상에서 작용하며, 필름을 파지하도록 레버를 이동시키고, 텐터 프레임 출구에서의 마찰 휘일들(993, 995)의 주변 표면들은 캐리지들의 표면(963)에서 작용하여, 필름을 해제하도록 레버를 이동시킨다. 스프링들과 같은 적절한 장력 부재가 레버(964)와 캐리지 몸체(960) 사이에 연결되어 클립을 개방 및 밀폐위치에 유지시킴으로써, 캠면의 작용하에서만 클립이 반대위치로 밀리도록 할 수 있다.

이 장치는 캠들(967, 969) 및 마찰휘일들이 클립들을 개폐하도록 텐터 프레임의 입구 및 출구에 위치되기만 하면 되므로 바람직하다. 표면(968) 및 앤빌(970)의 종방향 치수(제12도의 안으로)는 좁아서, 필름이 클립들 사이에서 연신될 때 그 필름의 자유로운 종방향 운동을 허용한다. 또한 필름은 클립에 의해 파지된 곳에서 종방향으로 연신함이 밝혀졌다. 필름을 동시에 2축방향으로 연신하기 위한 클립들이 전술한 텐터 프레임 특허와 미합중국 특허 3,391,421호에 개시되어 있으며, 더 이상의 설명은 필요치 않다.

[2차측들]

제12도에서, 능동 캐리지 몸체(960)의 상부 및 하부에는 동기 2차측들(976, 978)이 부착되어 있다. 그 2차측들은 제2도 및 미합중국 특허 제4,675,582호(참조로 앞에 설명된)에 개시된 동기 2차측들과 유사하다. 제12도에서, 각 동기 2차측은 제2도에 도시된 2차측(3)과 유사하게, 위치(980, 982)에 배치된 자석들과 위치(984, 986)의 이면 철판으로 구성된다. 제14도 및 제15도에 잘 도시된 바와 같이, 위치(980)에 있는 자석들은 그의 N극이 바깥으로 향하는 제1자석과, 1λ이격되어 그의 S극이 바깥으로 향하는 제2인접 자석으로 구성된다. 제14도에 도시된 바와 같이, 2차측들(927, 897)을 참조하면, 인접 능동 캐리지들상의 2차측들은 그들의 극들이 바뀌어져 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 인접 능동 캐리지들의 그들의 가장 밀접한 간격(텐터 프레임 발명에서는 능동 캐리지 몸체들이 접촉한 상태)에 있을 때, 2차측의 자기 연부들은 미합중국 특허 제4,675,582호에 설명된 바와 같이, 그들 사이에 1λ간격을 갖는다. 단일 능동 캐리지(897등)를 참조하면, 상부 2차측상의 캐리지의 전진측 근처의 자석과 하부 2차측(978)상의 캐리지의 전진측 근처의 자석은 둘다 동일한 외향 자극들을 갖는다. 예를들어, 두 상부 및 하부 2차측들은 캐리지의 전진측 근처에 N극들을 갖는다. 제14도 및 제15도에 도시된 바와 같이, 바람직하게 자석들은 트랙 중심선(1009)에 대해 각이져 있다.

이것은 이동 캐리지들 상의 힘 변동들을 제거하는 것을 돕는데, 그 힘 변동들은 제21도에 도시된 바와 같이 트랙 중심선에 대해 수직하게 배향된 적층 1차측의 톱니들에로 자석들이 끌리기 때문에 야기된다. 능동 캐리지의 상부의 자석들은 바람직하게 캐리지의 하부의 자석들의 각도에 반대로 배향된다. 또한 자석들은 구리 또는 알루미늄 같은 비자기, 전기 전도성 케이지(cage)(1011)(제14도)에 의해 상부 및 측면들이 둘러쌓여져 그 자석들이 내장되고 이동 캐리지들에 동적 전자 감쇠를 제공한다.(얇은 상부 커버는 명확함을 위해 도시하지 않았다). 능동 캐리지들 사이의 1λ 무극 간격은 인접 능동 캐리지들(927, 897) 상의 접촉 정지구들(997, 999)에 의해 물리적으로 설정된다.

제12도를 참조하면, 필름 클립 아래의 능동 캐리지의 각진 표면상에 위치(940)에는 제2도를 참조로 설명한 히스테리시스 2차측과 유사한 히스테리시스 2차측이 있다. 그 히스테리시스 2차측은 캐리지 몸체를 이루는 이면 철판에 장착된 히스테리시스 재료(936)로 구성된다. 수동 캐리지 상의 그와 동일한 상대 위치에도 또한 히스테리시스 2차측이 있다. 히스테리시스 재료는 제12도에 도시된 바와같이 바람직하게 비자화된 알니코(V)이고, 능동 및 수동 캐리지들 둘다에서 동일한 두께 및 높이이다. 제13도는 루우프(900)의 복귀측(903)을 통한 제11도의 부분(13)의 확대도이다. 제13도를 참조하면, 두 능동 및 수동 캐리지들상의 위치(940)에서, 히스테리시스 2차측은 제2 1차측 EM파에 의해 결합되도록 제2 1차측(943)에 인접해 있다. 능동 및 수동 캐리지는 종종 다른 질량을 가지며 그에 따라 동일 속도에서 다른 운동 에너지를 가지므로, 제15도의 16-16선을 따라 취한 제16도에 도시된 바와 같이 각 캐리지상의 히스테리시스 2차측들의 크기가 다르다. 히스테리시스 2차측들은 교차선들로 도시되어 있는데, 능동 캐리지 지역(1021)이 수동 캐리지 지역(1023)보다 넓다. 두 2차측들이 동일 제2 1차측 EM파에 의해 결합될때, 능동 캐리지에는 수동 캐리지보다 더 큰 힘이 발생한다. 더 큰 힘이 발생한다. 더 큰 힘은 능동 캐리지의 더 질량에 비례하고, 가속도=힘/질량(a=F/m)이므로 두 캐리지들이 느려지게 한다(감속).

[능동 캐리지 2차측들의 배열]

능동 클립 캐리지들은 공지 간격으로 제1지역(A)[참조 코일 그룹들(930/930')]내의 EM파와 동기되어 텐터 프레임에 들어와야 한다. 기계 시동에 앞서, 캐리지들은 가령 위치(921)에서 선도 능동 캐리지가 정지되어 유지되고 캐리지 정지구들이 접촉하는 상태로 서로 맞닿아 압압된다. 이것은 캐리지 2차측들의 자극피치가, 제어지역(A)을 구성하는 제1 1차측들(977/979, 977'/979')과 같은 1차측내의 코일들에 의해 결정된 EM파 극피치가 일치하는 공지 불변값에 간격을 설정한다. 캐리지들을 함께 압압하도록 리니어 모터 수단, 컨베이어 벨트수단, 중력수단 등과 같은 다양한 수단들이 사용될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 복귀측들(903/923)상의 리니어 히스테리시스 모터 수단이 이용되었다. 앞에 설명한 바와 같이 바람직한 장치는 2개의 서로 다른 극성의 능동 캐리지들을 가지므로, 적절한 극성의 능동 캐리지들이 위치(921)에서 두 전진측들(910/912)에 배치되어야 한다. 가령, 만일 시작 EM파가 전진측(910)의 캐리지 수집장소내의 위치(921)에 있는 캐리지의 전진측 근처에 N극 자석을 필요로 하면, 전진측(912)의 캐리지 수집장소내의 위치(921)에 있는 캐리지의 전진측 근처에도 또한 N극 자석이 요구된다. 인접 캐리지 3차측들상의 자석 극성이 바람직하게 바뀌어 있을 때는 언제나 이 특정 배열이 필요하다. 명백히, 이와 같은 교번 극성 캐리지들이 사용될 때는 항상 짝수의 캐리지들이 사용됨으로써, 캐리지들이 루우프들내를 계속 순환할 때 이 교번 극성 역전이 유지되어야 한다.

캐리지들의 이 바람직한 예비 시동 배향은 캐리지들을 수동 위치조정함에 의해 또는 컴퓨터(1018)에 의한 리니어 모터 제어 시스템의 적절한 작동에 의해 이루어질 수 있다. 제어 시스템을 이용하는 일련의 단계들은 다음과 같다.

1. 전달장소와 같은 제1 1차측들의 시작 부분들이 꺼지고 ; 그 다음 컴퓨터(1018)가 인발장소와 같은 제1 1차측들의 제2부분들이 낮은 값으로 적절한 극성의 DC 전류에 의해 전력을 받도록 하여, 3상 코일들이 제2부분들을 따라 정지 교번 자극 EM파를 발생시킨다.

2. 컴퓨터(1018)는 잔류 제1차측들, 마찰휘일들 및 제2 1차측들이 모든 캐리지들을 인발장소와 안정장소 밖으로 느리게 추진하여 그 캐리지들을 복귀측에 적층시키도록 야기한다. 복귀측의 히스테리시스 리니어 모터들은 인발장소의 여러 접촉 캐리지들에서 작용하는 고정 극들의 합성력이 히스테리시스 모터들의 압압력을 극복하기에 충분할 때까지 캐리지들을 전달장소를 통해 인발장소 안으로 민다. 제2부분들을 따르는 캐리지들은 EM파에 의해 고정되어 또는 확실히 결합되어 유지된다.

3. 컴퓨터(1018)는 인발장소의 제1 1차측들에 전류를 정상작동 레벨로 증가시킨다. 캐리지들이 EM파상에서 뒤로 이동하는 동안 간단한 지연이 있다.

4. 컴퓨터(1018)는 전달장소들의 제1 1차측들에 적절한 극성의 DC 전류를 공급하여 코일들이 정상 EM파를 발생하게 함으로써, 그 EM파의 접촉 캐리지들을 결합시켜 그 캐리지들을 동상으로 고정시켜 보유하거나 또는 EM파에 "고정"시켜 보유한다.

5. 컴퓨터(1018)는 인발장소의 1차측들이 꺼지게 한다.

6. 컴퓨터(1018)는 대략 위치(921)에서 전달장소의 단부에 있는 센서들을 검사하여 각 전진측에서 그곳의 능동 캐리지의 형태(N극 전방 또는 S극 전방)를 알아낸다. 센서는 캐리지들상에 제공된 물리적 특징들을 탐지할 수 있다. 만일 두 캐리지들이 적절한 형태이면 단계 9로 간다.

7. 만일 전진측(912)의 위치(921)에서의 캐리지(921)가 적당치 않으면, 위상 극성을 전진측(912) 상에서만 전진시켜서 전진측(912)의 위치(921)에서 적절한 캐리지가 탐지될 때까지 캐리지들을 전방으로 이동시킨다.

8. 만일 전진측(910)의 위치(921)에서의 캐리지가 적당치 않으면, 위상극성을 전진측(910) 상에서만 전진시켜 전진측(910)의 위치(921)에서 적절한 캐리지가 탐지될 때까지 캐리지들을 전방으로 이동시킨다.

9. 컴퓨터(1018)는 인발장소와 안정장소의 제1 1차측들, 마찰휘일들 및 복귀측의 제2 1차측들이 불필요한 캐리지들을 전진측 밖으로 그리고 복귀측의 스택안으로 느리게 추진시키도록 야기한다.

10. 시스템은 초기화되고, 캐리지들은 소망 개시 동시 연신 형상(여러 경우에, 개시 연신 형상과 최종 연신 형상은 후술하는 바와 같이 다를 수 있다)에서 개시 속도로 이동을 시작할 수 있다.

11. 캐리지들이 이동한 후, 필름은 통상의 방식으로 텐터 입구에서 장전될 수 있다.

캐리지들의 이 예비 개시 배향이 설정되고, 루우프들의 전진측들의 나머지 부분에 캐리지들이 없게된 후에, 텐터 프레임은 개시될 수 있고, 제10도에 도시된 바와 같이 캐리지들은 EM파들과 동기되어 전진측들을 따라 차례로 추진되고 복귀측을 따라 복귀한다. 이것은 제4도에 도시된 단일 무단 루우프의 작동과 유사하고 또한 이 예비 개시 시스템은 그러한 단일 루우프에 대해서도 유용하다. 만일 텐터 프레임이 제어된 방식으로 정지하면, 캐리지들의 상대 위치들이 유지될 수 있고, 재개시는 캐리지들의 재정렬을 필요로 하지 않는다.

[1차측들]

제10, 11 및 12도를 참조하면, 텐터 프레임 루우프들의 기다란 제1 1차측들이 각 루우프의 캐리지 수집장소와 작동장소에 존재한다. 상부 1차측들(985u/985'u)과 하부 1차측들(985L/985'L)로 구성되는 1차측들(985/985')과 같은 이 제1 1차측들은 각 능동 캐리지의 상부 및 하부 동기 2차측들과 각각 전자적으로 상호 작용한다. 제4도에서, 이 제1 1차측들은 상부 리니어 모터 1차측들(5)에 해당한다. 텐터 프레임 루우프들의 기다란 제2 1차측들이 각 루우프의 스택 형성 장소에 존재한다. 제11도의 부분(11)에서, 제2 1차측들(943/943')은 대각선으로 배치되어 능동 및 수동 캐리지들상의 대각선으로 배치된 히스테리시스 2차측들과 전자적으로 상호 작용한다. 제4도에서, 이 제2 1차측들은 하부 리니어 모터 1차측들(6)에 해당한다. 이 텐터 프레임 제1 및 제2 1차측들의 제어지역들로의 배열 및 그러한 제어지역들의 제어는 제4도를 참조로 설명한 상부 및 하부 1차측들(5, 6)의 지역들의 배열 및 제어와 각각 유사하다.

전형적인 1차측 구조물이 제2, 12, 13, 21 및 22도와 미합중국 특허 제 4, 675, 582호이 제2도에 도시되어 있는데, 일반적으로 적층 금속 톱니들 사이의 슬롯들안에 배치된 코일들로 구성된다. 소정 교류전류가 위치(992, 994)에서 처럼 전도체들을 거쳐 1차측들에 공급된다. 전진측의 소정 부분들을 따르는 상부 및 하부 1차측들 모두의 사용은, 그의 동기 2차측들(976, 978) 모두를 동시에 추진함에 의해 능동 캐리지에 최대 추력을 제공한다. 최대 추력이 요구되지 않는 텐터 프레임의 어떤 장소들에서는, 상부 또는 하부 1차측들중 하나 가령, 상부 제1차측들(977, 979, 981, 989, 991)의 상부를 생략하는 것이 편리할 수 있다. 그러나, 상부 및 하부 1차측들은 또한 캐리지에 평형 자기인력을 제공하여, 하나가 빠졌을 때 캐리지상의 수직 배치된 로울러들은 더 무거운 하중이 걸리게 되고, 베어링들은 그에 따른 크기로 되어야 한다. 1차측들은 제12도의 틈새(996, 998) 및 제13도의 틈새(1013) 만큼만 분리된 캐리지 2차측들로부터 밀접하게 이격되어 배치된다.

제12도에서, 전진측 프레임(962)도 또한 상부 및 하부 1차측들(985'U, 985'L)이 둘다 존재할 때 그 상부 및 하부 1차측들에 대한 지지판들을 포함한다. 이 판들은 1차측들의 뒤에 직접 접촉하고, 1차측들의 작동은 도를 낮게 유지하도록 냉각액을 순환시키기 위한 채널들(1017 및 1019 등)을 각각 갖는다. 각 1차측(985등)에는 그의 코어 및 단부 코일들이 심어져서 코일들을 기계적으로 보호하고 코일들부터 냉각된 지지판으로 열을 효과적으로 전달한다. 충전 에폭시, 실리콘 또는 세라믹과 같은 포팅(potting) 혼합물은 1차측들에 부여된 열부하와 조화되는 열전도성 및 온도 저항을 갖는 한 적절하다. 바람직한 포팅 절차는 모터의 일측면을 제외하고 강 프레임으로 둘러싸고, 모터를 알루미나 옥사이드 세라믹 격자로 충전한 다음, 충전재의 체적에 의한 퍼어센트 충전이 약 80%가 되도록 1부 또는 2부 에폭시를 가한다. 이러한 기술이 변압기를 충전하는 데 알려져 있다. 비스페놀-베이 수지와 나딕 메틸 안히드리드(NMA) 경화제를 갖는 2부 에폭시가 만족하게 사용되었다. 바람직하게 프레임은 모터의 일체 부분으로 유지된다. 1차측내의 열은 주로 I²R 전기손실 및 필름 가열오븐으로부터 흡수된 열로부터 초래된다. 전략상 배치된 차폐판들이 방사 오븐열로부터 더 보호할 수 있다.

[쐐기들]

텐터의 전진측을 따라, 하부 1차측들에 대한 위치(920), 상부 차측들에 대한 위치(921), 상부 1차측들에 대한 위치(892) 및 하부 1차측들에 대한 위치(929)에서 처럼 제1 1차측이 시작 또는 종결하는 여러 위치들이 있다. 이 위치들에서, 동기 2차측은 그 부근에 공기를 가지다가 그 부근에 1차측 코어의 강 적층판을 가지게 된다. 이 위치들에서, 대표적인 루우프(902)내의 위치(1060, 1062, 1064, 1066)에 도시된 것과 같은 금속 쐐기들을 제공하는 것이 유리함이 밝혀졌다. 이 쐐기들은 제1 1차측의 선단으로 접근해서 후단을 떠나는 동기 2차측 자석의 좋지 않은 효과를 최소화한다. 쐐기 구조물의 이러한 효과 및 세부사항과 기능이 본 출원과 동시에 출원된 출원 제07/209,909호에 개시되어 있으며, 그 출원을 참조로 여기에 설명하였다. 텐터의 복귀측을 따라, 여러 위치들에는 캐리지상에 작용하는 제어가능한 추진수단이 없는 틈새들이 있다. 제10도의 루우프(902)를 참조하면, 이러한 틈새들은 마찰휘일(995)과 제2 1차측(939) 사이에서 및 제2 1차측들(939와 941, 941과 943, 943과 945등) 사이와 같은 굴절 지점들에서 발생할 수 있다. 이 틈새들에서는, 대표적인 루우프(902)내의 위치(1068, 1070, 1072, 1074, 1076)에 도시된 것과 같이 금속 이중 쐐기들을 제공하는 것이 유리하다. 제13도의 쐐기(1072')와 같은 이 이중쐐기들은 하부 동기 2차측(978)에 인접해 있고, 캐리지의 관성이 틈새들을 가로질러 캐리지를 운반하기에 불충분할 때에, 저속도로 틈새들을 가로질러 캐리지를 추진하도록 동기 2차측상에서 작용한다. 이중 쐐기가 고속의 캐리지 이동에 대해 나타내는 유도 자기저항을 최소화하기 위해, 이중 쐐기들은 1차측 코어와 유사하게 함께 적층된 얇은 시이트들로 바람직하게 구성된다. 또한, 이중 쐐기 구조물의 작동 및 상세는 상기한 출원에 개시되어 있다.

[굴곡 지점들]

제10도를 참조하면, 루우프들내의 굴곡 지점들에서 트랙과 제1차측들은 직선 경로로부터 조정가능한 각도 변화를 이룬다. 제1 1차측들이 굴곡 지점들에서 방해되므로, 이것은 캐리지 추진의 정확한 제어를 유지하는데 있어서의 문제를 나타낸다. 이것은 예컨대, 루우프들의 전진측들상의 인발장소와 안정장소 사이의 위치(924)에서 및 전달장소와 인발장소 사이의 위치(921)에서 발생한다. 텐터 프레임이 미세동조 TD 인발비로 조정될 때 트랙들이 각도 변화들을 수용하도록 이동되는 다른 전진측의 장소들에도 또한 굴곡 지점들이 있다. 또한, 트랙들내의 굴곡 지점들은 복귀측들 상의 대응위치들에도 발생하지만, 캐리지 운동이 제어정도가 복귀측들 상에서는 덜 정확하므로 문제가 나타나지 않는다. 제21도 및 제22도는 전진측(910)의 위치(921)에서와 같은 굴곡 지점의 확대도를 나타낸다. 굴곡 지점에서는 1차측 코일들을 생략하여 자유롭게 휘어지게 하고 코일들내의 와이어들이 반복 굽힘을 받아 사실상 피로 및 파괴가 야기되지 않도록 함이 가장 편리하다는 것이 밝혀졌다. 또한 코일들을 제거하면 1차측의 나머지 부분을 혼란시킴이 없이 유지 및 수리를 위해 1차측의 장소들을 제거할 수 있다. 코일들이 제거된 굴곡 지점에서의 전자력의 손실은 아래의 단계들을 취함에 의해 최소화된다 :

-굴곡 지점들에서의 한 위상세트의 코일들을 제거함 ; -굴곡 지점의 양측의 코일들을 동일한 전력 파형으로 인가함 ; 굴곡 지점에 중첩이면 철판을 제공함.

제2단계의 중요한 양상은, 굴곡 지점의 양측이 동일한 파형 즉, 단일제어지역으로부터의 파형에 의해 전력을 받으므로 굴곡 지점에서는 제어지역 경계가 발생하지 않는다.

제22도는 제21도의 굴곡 지점의 단면도를 나타낸다. 각 1차측은 함께 고착되고 체결되어 교대 슬롯들(1020등) 및 톱니들(1022)을 형성하는 얇은 강 적층판들(1015)과 이면 철판(1024)으로 구성된다. 와이어 클립들(1026)은 도시된 바와 같이 배치된다. 코일들에 전력을 공급하는데 3상 AC 전력이 사용되는 이 예에서, 인접 코일들은 한 위상세트의 코일들을 만드는 A, C 및 B 위상이다. 1차측(981')은 피봇센터(1028)를 중심으로 1차측(983')에 대해 시계방향 또는 반시계 방향으로 피봇할 수 있다. 굴곡 지점에서 각 1차측의 단부들은 동일하게 모따기되어(1030, 1032, 1034, 1036), 피봇중 틈새를 제공한다.

1차측(981')은 톱니와 우치(1038)에서 절개된 이면 철판의 부분을 갖는다. 1차측(983')의 이면 철판의 부분도 위치(1040)에서 제거되어 있다. 위치(1042, 1044)의 이면 철판 단부들도 1차측 단부들처럼 모따기디어 피봇중 틈새를 제공한다. 이면 철판의 중첩 부분들 사이에는 작은 틈새(1058)가 있어서, 1차측들이 지지판들(1046, 1048)에 설치될 때 그 부분들은 구속됨이 없이 자유롭게 피봇할 수 있다. 지지판들도 또한 피봇중의 틈새를 위해 모따기되어 있다.

굴곡지점에서, 3개의 인접 코일들(제22도에 가상선으로 도시됨)이, 굴곡지점이 없는 곳의 정상 3상 진행의 코일들로부터 제거되어 있다. 즉, A, C 및 B 위상 코일들 즉, 한 위상 세트 코일들이 굴곡지점에서 제거된다. 굴곡 지점에서 1차측들 사이의 단절 또는 이음은 톱니가 아니라 슬롯에서 발생한다. 톱니는 2차측에로의 자속경로에 중요한 요소이므로 바람직하게 완전하게 유지된다. EM파의 변형을 최소화하기 위하여, 굴곡지점 양측의 동일 위상 코일들내의 전류는 동일한 주파수, 위상, 및 증폭을 가져야 한다. 이것은 그 톱니들에서 적절한 "2차 자극"을 발생시킨다. 이 상태를 보장하기 위하여,굴곡지점 양측의 코일들은 바람직하게 동일한 3상 AC 전류원에 의해 전력을 받는다. 즉, 그 코일들은 동일한 제어지역의 부분이다. 가령, 제22도의 피봇 왼쪽에 도시된 1차측(981')의 부분내의 모든 코일들과 피봇 오른쪽에 도시된 위치(1045)의 코일(A), 위치(1047)의 코일(C) 및 위치(1049)의 코일(B)은 동일 제어지역에 있다. 이것은 만일 굴곡지점 양측의 1차측의 각 부분이 그들 자체의 별도의 3상 전력원에 의해 구동될 때 발생될 수 있는 이상(移相) 가능성을 제거한다. 이것은 대표적인 제어지역(A)을 만드는 코일 그룹(930)이 왜 굴곡지점에서 만나는 2개의 기계적으로 분리가능한 제1 1차측들(977, 979)로부터인가 하는 전술한 논제를 명확하게 한다.

[마찰휘일]

제17도는 제10도의 17-17선에서 처럼 출구 마찰휘일(95)을 통한 전형적인 단면도이다. 회전 휘일의 상부 레벨 직경(1050)은 접근 텐터 클립(959)상의 캠 종동면(963)과 접촉하는 작용을 하여, 능동 및 수동 캐리지들이 휘일 아래에서 통과할 때 텐터 클립이 열리게 한다(도시된 바와 같이). 그리하여 클립으로부터 필름이 방출된다. 하부 레벨 직경(1052)은 능동 및 수동 캐리지 둘다의 뒷면(1056)과 강하게 결합하는 탄성중합체 링(1054)으로 구성된다. 캐리지 트랙(942)은 휘일과 동일한 반경 중심으로 가지며, 휘일이 약 180℃ 회전하는 동안 마찰휘일과 캐리지가 비슬립 결합하여 함께 이동할 때 캐리지를 링(1054)에 맞대어 보유한다. 약 180˚의 회전후에, 안내 트랙(942)은 곧게 펴지고 캐리지들을 마찰휘일로부터 멀리 안내한다. 두 마찰휘일들(993, 995)은 기계적인 결합을 통해 단일 회전모터(103)에 의해 구동되고, 그 모터의 속도는 소정방식으로 작동되도록 컴퓨터(1018)에 의해 제어되는 마찰휘일들을 회전시킴으로써, 하부 직경(1052)의 면속도는 텐터 전진측을 빠져나올 때의 캐리지들의 소정 선속도와 거의 일치한다. 직경(1052)가 캐리지들 사이의 결합은 기어 또는 스프로킷상이 톱니들에 의한 것처럼 고정된 것이 아니라 마찰에 의한 것이므로, 정확한 속도 일치 및 위치 일치가 요구되지는 않고, 캐리지들의 임의의 간격이 수용될 수 있다. 이것은, 캐리지 간격 및 그에따른 종방향 인발비가 특정 출구 스프로킷에 의해 고정되는 리니어 모터들 또는 다른 수단에 의해 전력을 받는 다른 공지된 동시 2축 필름 연신기들 보다 개선된 점이다.

[제어 지역들]

제8도는 미합중국 특허 제 4, 675, 582호의 제어 시스템에 기초한 본 발명의 전체 제어 시스템의 예시적인 다이어그램을 나타낸다. 제10도의 시스템 컴퓨터(1018)에 해당하는 시스템 컴퓨터(100)는 통신 버스(102)를 통해 제1 1차측 구동기들, 제2 1차측 구동기들, 및 마찰휘일 구동기 모두와 통한다. 센서(101)는 텐터로 들어가는 플림의 속도에 대한 정보를 컴퓨터에 제공함으로써, 텐터 필름 라인의 선행 부분과 조정될 수 있다.

캐리지 수집장소 및 작동장소내의 텐터 프레임의 전진측들을 따라, 각 제1 1차측은 다수의 코일 그룹들을 포함하는데, 한 루우프의 한 1차측내의 코일 그룹들은 대향 루우프의 다른 1차측내의 코일 그룹들과 크기가 일치하고, 각 대향 코일 그룹들은 전기적으로 연결되어 단일 제어지역을 형성한다. 그러한 제어지역들은 독립적으로 제어도고, 그안의 코일 그룹들은 일치하는 또는 동일한 구동기 명령들을 모두 동시에 수신한다. 상부 1차측에 대한 제4도의 리니어 동기 모터 시스템의 상기 설명에서, 한 지역은 단일 코일권선 그룹만으로 구성되었는데, 이 단일 코일 권선그룹은 그 단일 코일권선 그룹에 대한 지역 구동기와 지역 제어기를 필요로 하였다. 텐터 프레임을 설명하는데 언급된 제어지역은 대향하는 코일권선 그룹들로 구성된다.

양 루우프들의 제1 1차측들에 대한 제어지역은 높은 인발력들이 요구되는 텐터 지역내의 4개의 1차측 코일 그룹들로 구성될 수 있다. 코일 그룹들(934/934')(제10도)을 포함하는 제어지역(C)을 참조하면, 그 지역은 작동측(910)내의 제1상부 코일 그룹(934˚U) 및 제2하부 코일 그룹(934˚L)과 작동측(912)내의 제3상부 코일 그룹(934U) 및 제4하부 코일 그룹(934L)으로 구성된다. 제11도를 참조하면, 이 코일 그룹들은 상부 제1차측들(985/985'U) 및 하부 제1 1차측들(985L/985'L)의 부분이다. 제어지역(C)내의 코일 그룹들은 제어지역 구동기 수단(1000)과 전기적으로 연결된다. 이 구동기 수단은 제18도에 개략적으로, 그리고 제20도에 상세히 개시된 구동기(136)와 같은 단일지역 구동기 또는 각 전진측내의 상부 및 하부 코일 그룹들 각각에 대한 2개의 지역 구동기들 또는 제어지역내의 각 코일 그룹 각각에 대한 4개의 지역 구동기들로 구성될 수 있다. 얼마나 많은 지역 구동기들을 사용할 것인가에 대한 선택은 각 코일 그룹의 전력 요구조건 대 지역 구동기의 전력 정격 사이의 전력 일치에 좌우된다. 코일 그룹들은 제어 지역 구동기 또는 구동기들에 연속적으로, 평행하게 또는 연속/평행하게 전기적으로 연결되는데, 이것도 또한 상기 전력일치에 좌우된다. 제어지역(C)에 대한 제어기 수단(1002)과 같은 제어지역 제어기 수단이 그 지역에 대한 모든 제어지역 구동기들에 대해 공통임은 중요한 사항이다. 이 제어지역 제어기 수단은 제18도의 위치(128)에서와 같은 단일 제어지역 제어기, 또는 제어기 용량의 이유상, 각각 동일한 제어 명령이 기억되어 있는 2개 이상의 제어지역 제어기들일 수 있다. 바람직한 실시예에서, 제어지역 구동기 수단(1000)은 단일 제어지역 구동기로 구성되고, 지역 제어기 수단(1002)은 단일 제어지역 제어기로 구성되고, 제18도의 코일들(138)과 같은 코일들은 텐터 프레임 제어지역내의 4개의 코일 그룹을 모두를 나타내며, 따라서 제18도는 리니어 모터 텐터 프레임에 대한 제어 시스템의 대표적인 부분을 나타낸다.

또한, 제어 지역들에 대한 명령들이 모두 동일한 경우, 여러 제어지역들이 캐리지를 동일하게 추진하는데 이용될 수 있다. 가령, 캐리지들이 접촉하여 동일 속도로 이동하는 전달장소에는 별도의 제어지역 구동기들 및 지역 제어기들에 의해 전력을 받는 제어지역(A)과 같은 여러 제어지역들이 있을 수 있다. 그러나, 이 지역 제어기들은 캐리지들을 동일하게 추진하도록 그 제어지역들이 모두 작동될 때, 제어지역 구동기들에 모두 동일한 명령들을 동시에 제공한다. 캐리지 초기화와 같은 특별한 경우에 개개의 제어지역들은 또한 독립적으로 작동될 수 있다. 대표적인 제어지역(C)이 지역구동기 수단 및 지역 제어기 수단에 연결되는 것처럼, 지역(A, B)과 같은 대표적인 제어 지역들도 지역 구동기들(1004/1006, 1008) 및 지역 제어기들(1010/1012, 1014)에 각각 연결된다. 제18도와 유사하게 모든지역 제어기들은 제18도의 중앙 제어기(108) 및 중앙프로그래머블 시간축(106)에 해당하는 중앙 제어기(1016)에 연결된다. 또한 중앙 제어기 및 지역 제어기들은 제18도의 시스템 컴퓨터(100)에 해당하는 시스템 컴퓨터(1018)와 소통하는데, 제10도에서는 간명하게 나타내기 위해 중앙 제어기(1016)와만 소통하는 것으로 도시되었다.

제2 1차측들에 대한 제어지역들은 유사하지만, 제1 1차측들에 대한 제어지역들과 동일하지는 않다. 1차측들(943/943')과 같은 제2 1차측들에 대한 제어지역(D)은 루우프(902)의 복귀측의 코일 그룹(890) 및 루우프(900)의 복귀측의 코일 그룹(890')과 같은 2개의 코일 그룹들로 바람직하게 구성된다. 이 두개의 코일 그룹들은 동일한 제어 명령들을 수신한다. 이 코일 그룹들은 단일 구동기 또는 구동 제어기에 연결되거나 또는 각 그룹이 별도의 구동기 및 구동 제어기를 가지며 두 구동기들 및 구동 제어기들이 동일한 제어명령들을 수신할 수 있다. 제10도에 도시된 바와 같이, 코일 그룹(890)은 구동기(1078) 및 구동 제어기(1086)에 의해 전력을 받고, 코일 그룹(890')은 구동기(1080) 및 구동 제어기(1088)에 의해 전력을 받으며 두 구동기들은 컴퓨터(1018)로부터 동일한 제어 명령들을 수신한다. 유사하게, 코일 그룹들(894, 894')은 구동기들 및 구동 제어기들(1082, 1090 및 1084, 1092)에 각각 연결도고 제어지역(E)을 만든다.

상기 배열이 제18도의 도표에 나타나 있는데, 그 도면은 어떻게 2개의 대표적인 제2 1차측 지역 코일들(143, 145)이 구동기들 및 구동 제어기들(141, 139 및 147, 149)에 각각 연결되어 제10도의 컴퓨터(1018)에 해당하는 시스템 컴퓨터와 소통하는지를 보여준다. 제2 1차측 제어지역들은 일정 주파수로 작동되고 한 지역에는 동시에 많은 캐리지들이 있을 수 있으므로, 제어 요구조건들은 제1 1차측 제어 요구조건들 보다 매우 간단하다. 그러므로, 제2 1차측들의 다수 제어지역들에 대한 명령들을 정확히 제어하기 위한 중앙 제어기가 필요없다. 그러나, 제2 1차측들의 제어지역들은 캐리지들이 여전히 한 루우프에서 다음 루우프로 대칭으로 이동하도록 야기하지만, 평상시 한쌍의 캐리지들의 정확한 대칭 이동은 발생하지 않으며 요구되지도 않는다.

텐터의 선속도의 변화 또는 MD 인발비의 변화를 수용하기 위한 제2 1차측들에 대한 명령들에 온-라인 변화를 주는 것은 컴퓨터(1018)에 의해 명령들을 일정 간격으로 갱신함에 의해 수용된다. 이 갱신은 전이작동의 제1 1차측들에 대한 명령변화들이 발생하는 동안 일어난다. 이 갱신은 단일 루우프 리니어 모터 제어시스템에 대해 설명할 때 이미 언급되었다. 필름이 점진적 변화만 허용하는 경우 텐터내의 적절한 갱신간격은 작동 속도에 좌우하여 약 1/2초 내지 10초이다. 제1 및 제2 1차측들에 대한 적절한 작동상태 변화들 사이에서, 시스템은 일정기간 동안 안정상태로 작동하여 더 변화하기 전에 시스템을 안정시키도록 허용되어야 한다. 제2 1차측들에 대한 명령을 갱신할 때, 모든 명령들은 리니어 히스테리시스 모터 시스템의 고유 안정성으로 인해, 캐리지가 이미 복귀측에 있거나 또는 복귀측으로 막 들어갈 때 그 캐리지의 현저한 혼란없이 동시에 변할 수 있다.

[지역 구동기들]

캐리지들을 루우프 둘레로 추진하도록 각 제어지역내에 충분한 전류가 존재함은 중요하다. 이러한 목적에 적절한 전압제어를 이용하는 지역 구동기가 상기한 미합중국 특허 4, 675, 582호에 개시되어 있다.

이 구동기는 캐리지들을 추진하는데 매우 효과적인 한편, 지역들내에 항상 충분한 전류가 있도록 전류제어를 이용하는 구동기가 또한 사용될 수 있다. 미합중국 특허 제 4, 675, 582호의 제8도의 구동기는 이러한 목적으로 적절히 개조될 수 있다. 제20도에 개략적인 형태로 도시된 이러한 개선된 구동기는 이 시스템을 빠른 응답의 일정 전류로 제어한다. 본 발명에 필요치않은 자속 반응 회로가 부가된 유사한 형태의 회전 모터 구동기가 또한 미합중국 특허 제 4, 259, 620호에 개시되어 있는데, 이를 참조로 여기에 설명한다.

개선된 구동기가 해결하는 문제는 다음과 같다. 텐터는 2중 루우프내에서 추진되는 한쌍의 동기 2차측들이 빈(코일들에 대해 2차측들이 존재하지 않음) 제어지역으로 들어갈 때, 전류를 변화시키도록 2가지 일이 발생한다. 첫째는, 그 제어지역의 코일들내에 역기전력이 유도되고, 둘째는, 코일들에 대해 2차측이 존재함에 의해 지역의 인덕턴스가 증가된다. 이 효과는 그 지역의 코일들에 흐르는 전류가 갑자기 순간적으로 강하하도록 야기하고, 그에 따라, 2차측들과 결합하는 전자력을 감소시킨다. 이 문제는 높은 2차측(캐리지) 속도에서 더 현저하고, 2차측의 람다 길이에 비해 작은 람다 길이를 갖는 작은 제어지역에서 더 현저하다. 이것은 또한, 2차측들과 1차측 사이에 높은 유도성 결합이 있는 더 강력한 동기 모터들에서 더 현저해진다. 2차측이 제어지역으로 들어갈 때의 전류의 빠른 변화들은 캐리지에 순간적인 힘 펄스를 효과적으로 부여하여 진동을 야기한다. 극한의 경우에, 진동은 2차측들이 제어지역의 EM파와의 동기를 상실하도록 야기시킴으로써 캐리지들을 정지시킨다. 이 문제는 역기전력과 인덕턴스 변화에 빠르게 반응하도록 빠른 응답 전류제어 시스템을 제공함에 의해 극복되고, 코일들에 유용한 전력을 증가시킴에 의해 보상될 수 있다.

빠른 응답 전류제어는 다음에 의해 이루어진다.

-구동기 스위칭 트랜지스터들에 매우 유용한 전압을 제공하고 ; -전류 출력을 나타내는 전류를 트랜지스터들로써 감지하고, 감지된 전류와 소망 전류 레벨 사이의 차이를 결정하고 ; 및 -그 차이에 기초하여, 트랜지스터를 "온"으로 전환시키기 위한 명령을 인터럽트함으로써, 구동기의 전류 출력을 조절하여 코일 전류를 소망 레벨로 유지함.

게다가, 다음의 단계가 포함될 수 있다 :

트랜지스터의 스위칭 한계 이하의 속도로 인터럽트를 제어함으로써 트랜지스터가 과열되는 것을 방지함.

제20도는 미합중국 특허 제 4, 675, 582호의 제8도에 도시된 구동기와 유사한 개선된 지역 구동기를 보여준다. 제2버스(531)(제 4, 675, 582호 특허의 제8도)에 감소된 전압을 제공하는 전압제어 회로가 생략되어, 단일의 고전압 버스(529)만이 있다. 전류 센서들(550, 552, 554)이 부가되어 위상 코일들(A, B, C) 내의 전류를 각각 직접 감지한다. 센서들로부터의 출력은 제4, 675, 582호 특허의 제8도의 지역 구동기 게이팅 논리회로(520)를 대신한 새로운 지역 구동기 전류제어 및 게이팅 논리회로(556)로 보내진다. 출력보호는, 라인(510)에서 출력보호회로(508)로부터 여전히 제공된다. 제 4, 675, 582호 특허의 제8도의 전압 설정값 및 주파수-전압 변환기가 제20도에 출력보호회로(508)로부터 작동적으로 분리되어 도시되었는데, 라인(558)의 전류제어 설정값을 새로운 회로(556)에 세트하는데 사용된다.

제23도는 지역 구동기 전류제어 및 게이팅 논리회로(556)를 나타낸다. 도면의 오른쪽에는 A, B 및 C 위상 전류 센서들로부터의 입력이 도시되어 있다. 도면의 하부에는 논리 라인(500)을 따라 지역 제어기로부터 나온 A, B 및 C 위상의 입력에 대한 3비트 제어정보가 있다. 도면의 왼쪽에는 라인(558)의모든 3상 신호에 대한 전류 설정값과 라인(510)의 출력보호 제어신호를 위한 입력이 있다. 출력보호회로는 손상된 구동부품으로부터 발생할 수 있는 손상을 일으키는 전류상태를 방지하도록 존재하지만, 본 발명의 주제가 아니므로 그의 작동은 간명함을 위해 생략하였다. 도면의 상부에는, 회로(558)로부터의 출력 라인들이 각 위상(A,, B,, C,)에 대해 상부 및 하부 트랜지스터들용의 출력 라인들이 도시되었다.

본 발명의 전류제어는 설명되는 바와 같이 이 위상 제어 라인들을 따라 이루어진다.

모든 3상 전류들이 독립적으로 감지되고 제어되므로 한 위상에 대한 설명은 다른 두개의 위상에 대해서도 마찬가지로 적용된다. A 위상 전류제어가 제23도의 왼쪽에 도시되었다. 위상(A)에 대한 위상 제어정보가 라인(506)으로 공급되고, 한 입력을 라인(562)의 AND 게이트(560)의 베이스에 제공한다. 이 위상 제어 정보는 또한 라인(562)의 인버터(564)에 의해 반전되고 AND 게이트(568)의 베이스에 제공한다. 이 라인들(562, 566) 상의 정보는 상부 및 하부의 A 위상 전력 트랜지스터들(530, 532)(제20도)에 바람직한 소정 스위칭 패턴을 각각 제공한다. 마찬가지로, 라인들(570, 572)상의 정보는 B 위상 트랜지스터들에 대한 소정 스위칭 패턴을 제공하고, 라인들(574, 576)상의 정보는 C 위상 트랜지스터들에 대한 소정 스위칭 패턴을 제공한다. 그러나, 위상내의 실제 전류 레벨에 좌우하여, 이 소정 스위칭 패턴은 AND 게이트들(560, 568, 578, 580, 582, 584)의 베이스들에 다른 입력을 제공하는 전류제어회로에 의해 인터럽트될 수 있다.

A 위상을 다시 참조하여 전류제어회로를 지금부터 설명하는데, 이것은 3상 모두에 적용된다. 소망 전류 레벨 기준신호는 A 위상 비교기(586)의 베이스의 한 입력으로서 라인(558)에 적용된다. 비교기 안에는 기준 전류에 대한 불감대 한계들용의 회로가 있다.

비교기는 감지된 전류와 소망 기준전류 불감대 사이의 차이를 결정한다. 만일 감지된 전류가 기준전류의 불감대 하한 이하이면 비교기의 출력은 낮고, 감지된 전류가 기준전류의 불감대 상한 보다 크면 비교기 출력은 높다. 만일, 감지된 전류가 불감대 한계들 이내이면, 비교기로부터의 최종 출력이 계속된다. 비교기 출력은 A 위상 전류 제어속도도 제한 회로도의 라인(590)상의 입력들중 하나이다.

버스(529)에는 소망 전류를 제공하도록 고전압이 항상 존재하지만, 고전압은 때때로만 요구되므로, 전류신호는 종종 한계들 이상이다. 그러므로, 전류제어회로는 전력 트랜지스터를 종종 온ㆍ오프하여 전류를 불감대 한계들내에 유지시키도록 한다. 평상시 위상 코일들에 대한시정수에 의해 결정되는 과도한 스위칭 속도로부터 전력 트랜지스터들을 보호하기 위해, 스위칭 속도가 전류제어회로안에 반영된다. 과도한 스위칭 속도들은 정상 트랜지스터 열부하에 더해졌을 때 과열을 야기하므로 피해야 한다.

논리게이트(588)로의 전류신호는 라인(592)에 존재하는 수신된 최종신호와 비교된다. 이 OR 게이트 비교결과가 다시 트리거할 수 없는 논리회로(594)에 공급된다. 예컨대, 만일 전류가 트랜지스터에 대해 "온"이고 레벨이 불감대 상한 위로 올라갈 때 처럼 입력들이 차이날 때, 칩 논리회로는 도시된 RC 요소에 의해 표현되는 타이밍 회로에 따라서 신호를 라인(596)에 공급한다. 논리회로(594)는 타이머가 완전히 타임 아웃될 때까지 상태 변화로 인해 타이머가 다시 개시되는 것을 방지한다. 이 타이밍 회로(598)는 전류제어회로가 실행할 수 있는 스위칭속도를 제한함으로써, 전력 트랜지스터들이 높은 전류에서 지나치게 스위칭되는 것을 방지한다.

NOR 게이트(586)의 출력은 반전되고 AND 게이트들(560, 568)의 베이스의 다른 입력이 된다. 이 회로에 유용한 전형적인 IC 칩(594)은 텍사스주 오스틴시의 모토롤라사의 부품 번호 MC1145388인, 다시 트리거할 수 없는 모토롤라 "원 셔트(one shot)"칩이다. 상기한 바와 같이, 전류제어회로 스위칭 속도는 전류의 크기를 변화시키는시정수에 의해 결정된 레벨을 자연히 추구하지만, 이 스위칭 속도는 제공된 속도 제한 회로에 의해 제한되어 있다. 그 결과가 제24도에 도시되어 있는데 여기에는 유도 부하에 가해진 전류의 전형적인 시간 도표가 나타나 있다. 전형적인 유도 부하에 전력을 공급하는 전압 버스는 소망 전류를 초과하는 전류를 부하를 통해 보낸다.

개시 및 고속 연속작동과 같은 다른 작동상태들에 대해, 전류 레벨은 낮거나 높게 또는 그 사이의 어느 곳에 세트될 수 있다. 낮은 전류 및 높은 전류에 대해, 전류는 약 4개의 시정수로 증감된다. 그러나, 높은 전류에 있어서, 높은 전류는 낮은 전류와 같은 시간에 더 높은 레벨까지 상승하고 그 레벨로부터 강하되므로 전초기 턴-온 및 턴-오프에서의 곡선은 저 전류에 대해서 보다 더 급격하다. 높은 전류의 불감대내에서 그 높은 전류의 강하는 동일한 불감대에 대해서 낮은 전류보다 더 빠르다. 그러므로, 단위시간당 자연히 발생하는 스위칭 수는 높은 전류에 대해서 더 많다. 동일한 불감대 한계들이 두 전류 레벨에 적용될 때, 그 결과들이 낮은 전류에 대해서는 위치(543)에 도시되었고, 높은 전류에 대해서는 위치(545)에 도시되었다. 도시된 바와 같이, 높은 전류에 대한 자연적인 온-오프 속도는 낮은 전류에 대해서 보다 더 빈번하다. 낮은 전류속도는 수용할 수 있지만, 높은 전류속도는 전력 트랜지스터에 과도한 가열을 야기시킨다. 전류 제어회로의 속도 제한 논리가 적용될 때, 높은 전류 궤적은 우치(547)에서의 점선 궤적을 닮는다.

작동시, 라인(506) 상의 명령이 A 위상의 전류가 "온"일 것을 요청할 때, 전류는 위치(549)에서와 같은 불감대 상한을 초가할 때 까지 버스(529)의 과도 전압으로 인해 상승하며, 그때 비교기 출력은 속도 제한회로(598)로의 라인(590)에서 높아진다. 최종 비교기 상태이후의 시간이 끝났을 때, 속도 제한회로는 AND 게이트들(560, 568)로 신호를 출력시키는데, 그 신호는 A 위상 전류에 대한 "온" 명령을 인터럽트하고 속도 제한회로(598)코는 이 새로운 상태의 타이밍을 시작한다. 그 다음의 A 위상 코일의 전류는 감소하여 하부 불감대로 강하하고, 그때 비교기 출력은 낮아진다. 만일 속도 제한시간이 끝나면, 전류에 대한 "온" 명령은 인터럽트되지 않을 수 있고 코일로의 전류는 턴-온된다. 속도 제한시간이 끝나지 않았으면, "온" 명령은 여전히 인터럽트되고 전류는 시간이 끝날 때까지 계속 감소한다. 이렇게 전류가 계속 감소하는 경우에, 전류 궤적은 불감대 한계 위아래를 오르내리는 점선들을 닮는다.

점선 궤적을 참조하면, 속도는 수용가능한 레벨로 제한되었지만, 전류 진동은 원래의 불감대 한계들 보다 다소 크다. 사실상, 속도 제한 논리가 이용되는 높은 전류 레벨에 대한 좁은 불감대 한계들이 넓어져서 과도한 스위칭 속도를 제어함으로써, 전력 트랜지스터들의 과열을 방지한다. 구동기에 낮은 전류가 선택되면, 스위칭 속도를 결정하는데 있어서 좁은 불감대 한계들이 제어인자가 됨으로써 낮은 전류에서라도 빠른 응답을 허용할 수 있다. 속도 제한을 설정하는 이러한 방법은, 동일한 불감대 한계들이 낮은 한계들에서 전류반응을 느리게함이 없이 높은 전류들을 제한하는데 효과적이도록 서로 다른 전류 레벨들에 대해서 제조정되어야 하는 고정 불감대 한계들보다 바람직하다. 이러한 제한방법은 특정 세트의 작동 상태들에 대해 어떠한 전류 레벨이 선택되더라도 최대 전류 반응을 제공한다.

도시된 바람직한 회로는 소정의 원격전원 위상제어 명령들을 갖는 트랜지스터화된 인버터식 구동기에 빠른 반응의 전류 제어를 제공하기 위한 것이었다. 그러나, 제어된 속도에서 소정 명령들을 인터럽트함에 의해 전류를 제한하고 과대 전압 버스를 제공하기 위해 본 발명의 범위내에서 다른 수단이 사용될 수 있다. 양의 DC 버스에 단일 전류 센서만을 사용하고 트랜지스터들에로의,및스위칭 라인들에 "AND" 게이트를 생략한(제 4, 259, 620 특허의 회로와 같은), 설명된 회로의 간단화된 형태도 또한 동일한 제어를 이룰 수 있다. 효과적인 빠른 반응의 전류제어회로에 의해, 제어 지역의 코일들로 가는 전류는 빠르게 제어되어 전류가 소망 레벨로 유지됨으로써, 능동 캐리지들의 이동에 있어서 때때로 좋지 않은 진동을 제거한다.

텐터 프레임 제어 시스템 내의 리니어 모터 지역 구동기들은 유지 및 부품 명세의 편의상 모두 동일하게 될 수 있지만, 제1 및 제2 1차측들에 대해서는 다르게 될 수 있다. 제어 지역들 사이의 위상 및 주파수 일치가 요구되지 않는 제2 1차측들에 있어서, 제어지역에 전력을 인가하는 구동기는 어떤 형의 전류제어회로를 가지는 통상의 인버터식 조정가능한 주파수 구동기일 수 있다. 통상의 게이팅 논리회로는 통상의 방식으로 트랜지스터들을 스위칭 하기 위한 수단을 포함한다. 그러나 제1 2차측에 있어서, 트랜지스터들을 스위칭 하기 위한 특정 명령들을 갖는 제어지역 제어기들이 항상 요구된다.

[지역 제어기들]

제1 1차측들에 대한 텐터 프레임 제어 시스템의 제어지역 제어기들은 참조로 앞에 설명한 제 4, 655, 582호 특허의 제8도의 지역 제어기들에 따라 모두 구성된다. 이 제어지역 제어기들은 제어지역을 제1안정상태 작동조건에서 작동시키는 메모리(404)와 같은 제1안정상태 메모리, 제어지역을 제2안정상태 작동조건에서 작동시키는 메모리(412)와 같은 제2안정상태 메모리 및 제1안정상태 작동조건에서 제2안정상태 작동조건으로 전이시키도록 제어지역을 작동시키는 메모리(408)와 같은 제3전이 메모리를 포함한다. 텐터 프레임에서, 한 안정상태 작동조건에서 다른 안정상태 작동조건으로 변화시키는 이러한 능력은, 텐터 프레임이 정지없이 재료의 웨브를 계속 인발하면서 한 연속 작동 인발비에서 다른 연속작동 인발비로 MD 인발비를 변화시키도록 허용한다. 제어지역들을 통해 텐터 클립 캐리지들의 추진을 정지시킴이 없이 제어지역들에 대한 작동상태들 즉, 인발비들을 쉽게 변화시킬 수 있는 이 특별한 특징은, 본 발명의 텐터 프레임에 독특한 능력을 제공한다. 첫째, 이것은 텐터 프레임이 개시되어 낮은 제1안정상태 동시 2축 인발비에서 필름이 먼저 프레임을 통해 장전된 다음, 필름을 연속적으로 인발하면서 더 높은 안정상태, 동시 2축 인발비로 변하도록 허용한다. 둘째, 작동중 동시 2축 인발비의 미세 동조를 허용함으로써, 진부하고 비용이 드는 라인의 차단 및 개시에 의해 증가적인 MD 인발비 변화들만 얻을 수 있는 종래 동시 2축 텐터 프레임이래도 불가능했던 필름의 질을 얻을 수 있고 공정을 최적화한다.

또한 필름의 TD 인발은 루우프들을 서로 원근 이동시키는 스크루(907)와 같은 조정 스크루들을 단속적으로 구동시킴에 의해 작동중 조정 및 미세동조될 수 있다. 트랙들은 루우프 굴곡 지점들에서 구부러지고 경사짐으로써 각도 변화들을 수용한다. 이러한 횡방향 조정 특징들이 미합중국 특허 제 3, 150, 433호에 개시되어 있는데, 이를 참조로 여기에 설명한다. 텐터 프레임의 폭을 조정하기 위한 스크루들 및 피봇 장착된 너트들은 한 루우프에 대해 오른쪽 나사부분(911 등) 및 너트들(913, 915 등)을 가지고, 다른 루우프에 대한 왼쪽나사 스크루 부분(917 등) 및 너트들(919, 909 등)을 갖는다. 이런식으로, 축방향으로 고정된 스크루(907 등)의 회전은 두 루우프들을 서로를 향해 그리고 서로 멀어지게 양방향으로 이동시킨다. 스크루들에 부착되어 작동자에 의해 제어되는 모터(905 등)는 텐터 프레임의 작동전 및 작동 중에 스크루들을 회전시킨다. 따라서, 필요할 때 웨브를 동시에 2축 방향으로 계속 인발하면서 MD 및 TD 인발비들 둘 다를 변화시킬 수 있다.

낮은 MD 및 TD 인발비들에서는 필름을 장전하기가 비교적 쉬운 반면, 높은 인발비들에서는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름들과 같은 많은 필름 중합체들로 된 필름들이 흔히 찢어지거나 파단된다.

필름이 낮은 MD 및 MD 인발비에서 이동한 후에, 본 발명의 장치는, 텐터 프레임의 폭을 조정함에 의해 TD 인발비를 증가시키고, 텐터 클립들의 제어회로를 제3작동조건으로 스위칭함에 의해 MD 인발비를 증가시킬 수 있는데, 이 제3작동조건에서 MD 인발비는 제2안정상태 MD 인발비에 도달할 때까지 계속 변한다. 그 다음 제어시스템은 텐터 클립들의 제어회로를 제2안정상태 MD 인발비로 스위치하여 계속 작동시킬 수 있다. 이것은 높은 동시 2축 MD 인발비에서 이동하도록 허용하는데, 종래 텐터 프레임에서는 높은 인발비일 때 진행될 수 없는 한 고정된 동시 2축 MD 인발비에서만 텐터 프레임이 작동하기 때문에 높은 동시 2축 MD 인발비에서의 이동이 불가능하였다. 높은 동시 2축 MD 인발비들은 3배를 초과하는 인발비이며, 바람직하게는 5배, 더 바람직하게는 7배, 그리고 가장 바람직하게는 9배를 초과하는 인발비들이다. 이것은 이전의 단일 단계 인발에서는 연속적으로 만들 수 없었던 동시 2축 인발된 필름을 초래한다. 단일 단계란 텐터 프레임의 단일 인발 장소안에서를 의미한다.

[연속 인발]

본 발명에 따라, 필름의 종방향 인발은 다수의 리니어 모터에 의해 전력을 인가받는 캐리지쌍들의 사용으로 인해 정확히 조절될 수 있음을 상기로부터 알 수 있는데, 그 캐리지 쌍들은 그들의 종방향 이동에 대해 다른 쌍들과는 독립적으로 개별 제어된다. 따라서, 필름의 2축 인발은 기술된 바와 같이 동시에 행해지거나 또는 순차적으로 행해질 수 있다. 순차 인발에서는, 횡방향 인발이 종방향 인발에 선행하거나 또는 그 역이다. 종방향 인발에 앞서 필름을 횡방향으로 인발하고자 하면, 안내 트랙들의 벌어지는 부분들내의 캐리지들의 속도가 일정하게 유지되어 횡방향 인발만이 행해지고, 그후에 안정장소에서 캐리지들의 속도가 점진적으로 증가하여 필름을 종방향으로 인발한다. 만일, 이러한 작동모드가 바람직하면, 제10도의 안정장소의 제어지역에 도시된 바와 같은 여러 코일 그룹들은, 캐리지들이 이격되었을 때 한 제어지역에 동시에 한쌍 이상의 캐리지들이 존재하지 않도록 재구성되어야 한다. 횡방향 인발에앞서 필름을 종방향으로 인발하기 위하여, 인발장소내의 안내 트랙들은 계속 평행하게 재조정되고, 캐리지들의 속도는 종방향 인발을 제공하도록 인발장소의 평행한 부분에서 점진적으로 증가하며, 그후에 안정장소에서 트랙이 벌어져서 횡방향 인발만을 행할 때 캐리지들의 속도가 일정하게 유지된다. 더욱이, 만일 횡방향 인발만이 요구되면, 위치(921)에서 위치(929)까지의 안내 트랙들은 평행하게 유지됨으로써 필름의 어떠한 횡방향 인발도 제공하지 않을 수 있다.

또한, 만일 종방향 인발없이 횡방향 인발만이 요구되면, 트랙들은 제10도에서 처럼 벌어지지만, 캐리지들은 텐터 프레임의 전체 전진측들을 통해 이격됨이 없이 모두 일정속도로 이동한다. 모든 캐리지들이 접촉하여 동일속도로 이동하는 한 작동 장소 제어지역들에는 동시에 하나 이상의 캐리지들이 존재할 수 있다.

[MD 동시 연신 변화]

본 발명에 의해 얻어지는 잇점들은, 제어지역들로 분할된 기다린 고정 1차측들로부터 사실상 기인하는데, 그 제어지역들은 리니어 모터들의 동기 2차측들의 이동 쌍들에 작용하여, 1차측들을 따라 2차측들 및 텐터 클립들을 운반하는 능동 캐리지들에 소정 속도들을 부여한다. 이렇게 각 쌍의 능동 캐리지들이 독립적으로 추진되므로(즉, 다른 캐리지쌍들과 독립하여 정확히 이동가능하므로), 횡방향 인발에 소정의 제어된 종방향 인발을 더하도록 가속 프로그램이 결정될 수 있다. 따라서, 필름이 인발장소를 통해 이동하는 동안 필름에 가해진 종방향 변위는 언제든지 정확히 조절될 수 있고, 유사하게 전달장소 및 안정장소내의 필름의 속도도 정확히 제어될 수 있다. 능동 캐리지들이 분리되려고 하는 곳은 어디나, 제어지역의 1차측내의 코일 그룹에 동시에 하나 이상의 캐리지들이 존재하지 않도록 제어지역 길이들이 선택된다. 그 다음, 각 1차측 제어지역에 공급되는 주파수 및 위상을 예정함에 의해, 인발장소내에서 MD 인발속도와 MD 인발 대 TD 인발의 양 및 속도의 비를 변화시키는 등의 필름의 소망 인발이 이루어질 수 있다. 가령, 필름의 동시 2축 연신중의 MD 변형 속도는 텐터 프레임의 인발장소의 여러 위치들에서 제어될 수 있다. 변형속도는 다음과 같이 정의된다 :

연신 중 두 서로 다른 시간에서 2개의 인접 클립들 사이에 발생하는 변형속도, 또는 순간 변형속도는 다음과 같이 정의된다 :

SR=%변형/분

여기에서 : L₀=연신이 개시될 때 즉, 시간 t₀=0에서 2개의 인접 클립들 사이의 연신되지 않은 필름의 길이.

L₁=시간이 t₁에서 2개의 인접 클립들 사이의 연신된 필름의 길이.

L₂=시간이 t₂에서 2개의 인접 클립들 사이의 연신된 필름의 길이이다.

평균 변형속도(ASR)는 t₀의 비연신 상태에서 t₂의 완전 연신상태까지 연신이 측정되는 특별한 경우의 변형속도이다. 이 경우에, L₁=L₀; t₁=t₀; 이고, t₂-t₀=전체 연신 시간이다. 이 결과는 다음과 같다.

변형속도는 MD 동시 연신 동안 일정값으로 제어되거나 또는 MD 동시 연신중 점진적으로 증가될 수 있고, 또는 동시 연신중 급격하게 증가한 다음 점진적으로 감소될 수 있다.

통상의 공지 텐터 프레임들과 비교하여 본 발명의 텐터 프레임은 2배 내지 3배 더 큰 변형 속도를 만들어 낸다. 이것은 임의의 소정의 MD 인발 거리 및 연신속도 제어에 있어서 본 발명의 텐터 프레임이 동시 2축 연신에 대해 모든 다른 종래 텐터 프레임보다 2배 내지 3배 때로는 10배 이상의 작동속도로 가동될 수 있기 때문이다. 가령, 상기한 미합중국 특허 제 3, 150, 433호의 통상 형태의 텐터 프레임은 단지 약 500ft/min(12.7m/min) 이하의 연속 작동 필름 방출 속도만을 얻을 수 있다.

본 발명의 텐터 프레임은 약 1200ft/min(30.5m/min)의 작동 필름 방출 속도를 얻을 수 있다. 일정한 변형속도에서 약 9ft(22.86cm) 거리내에서, 상기한 1200ft/min(30.5m/min)의 배출 속도 및 5배의 MD 동시 인발비로 필름을 연신할 때, 그 결과는 대략 분당 3200%의 MD 연신속도이다.

본 발명의 장점들의 더 잘 이해하기 위하여 중합체 필름들이 변화하는 속도들과 여러 인발비 등을 사용하여 본 발명의 리니어 동기 모터 텐터 프레임 MD 및 TD 방향으로 동시에 2축 연신되었다. 비록 종래 장치에서도 양방향으로 필름을 동시에 2축 인발하였지만, 기술된 장치에서 필름을 인발하기 전까지는 완전 동시 2축 인발비를 쉽게 변화시켜서 본 발명 필름들의 현저한 효과를 얻을 수 없었으며, 본 발명 필름들은 기계방향으로 예비 연신함이 없이 양방향으로 완전 동시 2축 인발되거나 또는 소정의 정확히 제어된 방식으로 2축 연신된다.

따라서, 필름들은 10,000%/분의 연신 속도들 내지 60,000%/분 정도의 높은 연신 속도들에서 양방향으로 적어도 3개 인발될 수 있다. 바람직한 필름들은 적어도 5배 연신될 수 있고, 더 바람직한 필름들은 적어도 7배 연신될 수 있으며, 가장 바람직한 필름들은 적어도 9배 연신될 수 있다.

필름들은 다음의 재료들로 될 수 있다. 폴리에스테르, 예컨대, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리아미드, 폴리아크릴레이트, 폴리올레핀, 예컨대, 저밀도 및 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등, 프로필렌-에틸렌 공중합체, 폴리카르보네이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리스티렌, 폴리우레판, 폴리비닐 알콜, 폴리비닐 플루오라이드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리이미드, 에틸렌 및 비닐 알콜의 공중합체, 폴리페닐렌 설파이드, 비닐리덴 클로라이드 및 비닐 클로라이드의 공중합체 및 비닐 아세테이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 아크릴로니트릴, 메타크릴산 또는 아크릴산 및 이들 이오노머와 같은 올레핀형 불포화 단량체와 에틸렌과의 공중합체.

본 발명의 공정에 의해 마련된 2축 배향된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름은 여기에서 특히 바람직하고, 높은 기계적 강도, 매우 낮은 열수축, 및 우수한 치수 안정성과 같은 많은 의외의 양호한 성질들을 지니는데, 이러한 성질들은 그 필름이 자기 기록 테이프 및 디스크들, 캐패시터 등에서 베이스 필름으로서 두드러지게 사용되도록 한다. 이것은 5배 또는 7배 정도로 높게 2축 인발된 필름들에서 특히 그러하다.

본 발명의 텐터로 필름의 웨브를 인발하는데 있어서, 능동 및 수동 캐리지들이 약 3배를 초과하는 인발비와 약 200ft/min(5.08m/min)을 초과하는 방출속도로 추진되는 텐터 는 그 텐터에 의해 만들어진 개선된 필름에 특징 마크를 표시함이 밝혀졌다. 이 마크는 두꺼운 필름의 연부 비이드가 텐터를 떠날 때 그 필름 연부 비이드상에 명확히 나타나는데, 본 발명의 공정에 의해 처음 제조된 이 필름 제품에만 독특한 것으로 생각된다. 능동 클립들은 비이드에 응력 패턴을 형성하는데, 이 패턴은 웨브가 종방향으로 인발된 방향으로 향하는 방향으로 웨브의 중앙 부분으로부터 연부쪽으로 각도를 이룬다. 수동 클립들도 비이드에 응력 패턴을 형성하는데, 이 패턴은 필름이 인발된 방향에 대해 반대 방향으로 각도를 이룬다.

제15도에는, 능동 클립에 의해 형성된 응력 패턴 마크의 일반적인 화살표들(988)로 나타나 있는데, 이 화살표들은 필름이 인발된 방향[화살표(955)로 표시됨] 쪽으로 각이져 있다. 수동 클립에 의해 형성된 응력 패턴 마크의 일반적인 방향이 화살표들(990)로 표시되어 있는데, 이 화살표들은 화살표(955)와 반대방향으로 각이져 있다.

[텐터 루우프 작동]

제19도는 본 발명의 텐터 루우프를 가장하는 간단화된 루우프에 대한 클립 캐리지의 속도 대 위치의 3개의 예상 도표들을 나타낸다. 본 시스템의 해석을 간단화하기 위해, 제어지역들의 수와 길이가 감소되었고 복귀측의 제어지역들 사이의 틈새들이 생략되었으며, 텐터의 안정장소도 제거되었다. 3개의 도표들의 목적은 3개의 서로 다른 필름 연신 형상들이 능동 및 수동 캐리지 시스템에 의해 어떻게 수용될 수 있는지를 보여주는 것이며, 특히 서로다른 형상들이 복귀측의 능동 및 수동 캐리지의 감속 및 캐리지 스택에 어떻게 영향을 미치는지를 보여주는 것이다.

제19도에서, 점선도표는 각 도표의 캐리지 속도에 대한 EM파 속도를 가리킨다. 번호들(1, 2, 3)은 EM파 속도와 관련된 곡선을 나타낸다. 곡선(260)은 번호(3)와 관련되며, 곡선(262)은 번호(2)와 관련되며 곡선(264)은 번호(1)과 관련된다. 곡선(260)은 종방향 인발비(33.3λ/sec)/(11.1λ/sec) 또는 3.0배인 텐터의 작동상태를 나타내고 곡선(264)은 종방향 인발비가 44.4/11.1 또는 4.0배인 텐터의 작동상태를 나타내며, 곡선(264)은 종방향 인발비가 88.8/22.2 또는 4.0배인 텐터의 작동상태를 나타낸다. 제25도는 간단화된 텐터 루우프내의 캐리지 속도와 캐리지 위치 사이의 대표적인 관계들을 보여주는 도표들에 맞춰진 간단화된 텐터의 한 대표적인 루우프의 다이어그램이다.

속도 대 위치도표의 어떤 부분들은 필름의 연신을 위한 소망 작동 조건에 의해 미리 결정된다. 가령, 곡선(260)을 참조하면, 위치(266)에서 위치(268)까지의 클립들의 입구 속도(또한, 스택 속도이기도 함)는 필름 속도에 의해 결정되고, 위치(268)에서위치(270)까지의 클립들의 출구 속도, 가속 및 최종 인발비도 또한 필름 연신 요구조건에 좌우된다. 도표의 이 부분들은 리니어 모터 시스템에 의해 결정되지 않는 많은 값들과 형태들을 취할 수 있으므로 여기에 설명하지 않는다. 제25도를 참조하면, 장소 "a"에 있는 루우프 왼쪽의 제로 위치는 제19도의 도표의 수평축선상의 제로 위치에 해당된다. "a"에서 "b"까지는 전진측이고, "b"에서 "c"까지, "c"에서 "d"까지, "d"에서 "e"까지, "e"에서 "f"까지 "f"에서 "a"까지는 복귀측이다. 제1 1차측들은 장소 "a"에서 "b"까지 연장하고, 능동 캐리지들을 추진한다. 수동 캐리지들은 능동 캐리지들과 접촉함에 의해 또는 능동 캐리지들에 의해 운반되는 필름과 결합함에 의해 "a"에서 "b"까지 추진된다. 필름은 "a"에서 파지되고 "b"에서 방출된다.

"b"에서 "c"까지, 마찰휘일은 능동 및 수동 캐리지 모두를 추진한다. 제2 1차측들은 "c"에서 "d"까지 연장하고, 능동 및 수동 캐리지들을 추진한다. "d"에서 "e"까지에는 제1 및 제2 1차측들이 없고 ; 능동 및 수동 캐리지들 모두는 여기에서 및 "d" 이전에서 접촉하고, 선행 제2 1차측들에 의해 밀린다. "e"에서 "f"까지는 능동 캐리지들을 추진하는 제1 1차측들의 부분이고, 수동 캐리지들은 능동 캐리지들에 의해 밀린다. "f"에서 "a"까지에는, 제1 및 제2 1차측들이 없고, 두 형태의 캐리지들은 이 부분을 통해 밀린다.

곡선(260) 상에서, 캐리지들은 위치(266)에서 접촉 스택으로 텐터로 들어온다. 스택 출구(268)에서 캐리지들은 가속 및 분리를 시작하여 위치(270)에서 최종 속도(33.3λ/sec) 및 간격에 도달한다. 도시된 것은 3배의 인발비이다. 위치(270)에서 캐리지들은 제2 1차측 히스테리시스 지역(271)으로 들어가기 전에 마찰휘일에 의해 일정 속도로 추진된다. 3배의 비교적 낮은 인발비에서는, 복귀측에 다수의 캐리지들이 있으므로, 복귀측 속도가 높게[ 유지되어 나머지 캐리지들을 스택 입구로 빨리 보내야 한다. 그러므로, 제어지역(276)에서 EM파의 속도는 캐리지를 33.3λ/sec로 계속 추진하는 정도이다. 제어지역(278)에서 EM파의 속도는 유지된다. 제어지역(280)에서 EM파 속도를 약 26λ/sec로 감속함에 의해 캐리지들의 감속이 시작된다. 수동 및 능동 캐리지들의 속도는 제어지역(280)의 단부 앞에서 24λ/sec로 떨어진다. 따라서, 감속율의 작은 변화들에 상관없이, 모든 캐리지들은 제어지역(280)을 떠나기 전에 대략 동일속도에 도달하고, 캐리지들은 이 예측 가능한 속도로 이동하여 다음 지역으로 들어간다. 그러므로, 캐리지들이 임의의 히스테리시스 제어지역으로 들어가는 조건들은 공지된 일정 조건들이고, 속도의 작은 변화들은 한 제어지역에서 다음 제어지역으로 부가되지 않는다. 제어지역(282)에서 캐리지들은 그 제어지역으로 들어갈 때 다시 감속하여 평형속도에 도달하는데, 여기에서 제어지역(282)은 캐리지들이 스택의 입구단(288)에 도달하기 전에 추력을 가하여 캐리지 마찰을 극복한다. 캐리지들이 제2 1차측을 떠나기 전에 스택의 입구 부분이 항상 형성됨은 중요하다. 실제 스택 입구단은 히스테리시스 제어지역들 사이의 틈새에서 형성되거나 또는 한 제어지역내에서 형성될 수 있다. 최종 히스테리시스 제어지역은 바람직하게 항상 캐리지들로 충전되어 충분한 스택 힘이 발생함으로써 캐리지 범퍼들을 압축하고, 그리하여 위치(266)에서의 제1 1차측 제어지역(261)의 개시시 캐리지들을 적절한 피치에 두어 EM파와 일치시킨다.

여러 경우들에서는, 제19도 및 제25도의 위치(286)에 짧은 동기 제어지역을 배치시키는 것이 바람직할 수 있다. 이것은 제10도의 제1 1차측(975)에 해당한다. 이 제어지역은 텐터 입구에서 필름에 제1장력을 부여하는, 제어지역(261)내의 적은 1차 캐리지들을 지원하는 힘을 제공한다. 제어지역(261)은 제10도의 제어지역(A)[코일들(930/930')]에 해당한다. 제어지역(286)내의 결합된 각 능동 캐리지의 두개의 동기 2차측들은 제어지역(282)내의 능동 및 수동 캐리지들의 단일 히스테리시스 2차측들 보다 조밀한 공간에서 상당히 더 큰 힘을 발생시킨다. 들어오는 필름의 장력을 유지하기 위한, 전달장소(918)(제10도)내의 제1능동 캐리지들의 힘변위는 바람직하지 못한 약간의 연신을 이곳에서 초래할 수 있으므로, 그러한 힘지원은 바람직하다.

곡선(262)은 복귀측상에 3배에 비하여 4배인 더 높은 인발비의 효과를 보여준다. 이 경우에는, 더 많은 능동 및 수동 캐리지들이 복귀측으로 이동하여, 그 캐리지들의 에너지가 더 짧은 거리에 걸쳐 제거됨으로써 더 긴 스택 길이를 수용한다. 제어지역(280)은 곡선(260)에 대한 것 보다 더 낮은 EM파 속도(즉, 그의 구동기로부터의 더 낮은 주파수)로 작동되어, 모든 예비 스택 감속이 이 제어지역에서 일어난다. 제어지역(280, 282)은 동일 EM파 속도로 작동한다. 이 더 높은 인발비에서는 복귀측에 더 많은 2차측들이 존재하므로, 곡선(260)의 위치(288)에서 곡선(262)의 위치(284)로 스택의 입구단이 루우프를 따라 뒤로 이동함에 의해 명백한 것처럼 스택 길이가 약간 증가한다.

곡선(264)은 곡선(262)과 동일한 인발비를 유지하면서 선속도를 비율에 따라 증가시킨 효과를 나타낸다. 복귀측으로 들어가는 캐리지들의 더 높은 속도 및 그에 따른 더 높은 에너지의 결과로, 능동 및 수동 캐리지들에 감속력들이 이내 가해져서 스택의 입구단에 도달하기 전에 낮은 충돌속도를 얻어야 한다.

각 지역내에서 소산되는 퍼어센트 에너지는 이것을 이루도록 증가된다. 이 퍼어센트 에너지는 히스테리시스 2차측에 발생된 정격힘인 감속력(F)에 감속이 일어나는 길이 델타 L을 곱한 값(F×δL)을, 동일한 힘(F)을 지역의 전체길이에 곱한 값(F×L)에 비교한 것이다. 만일 제어지역들이 길이들은 다르지만 동일한 전류레벨로 작동하면, 더 긴 제어지역들 내에서 소산될 수 있는 전체 에너지는 더 크게 된다. 곡선(264)을 참조하면, 각 제어지역내에서 더 긴 길이(δL)에 걸쳐 캐리지들이 감속되므로, 소산되는 퍼어센트 에너지는 증가한다. 이 다른 감속형상의 결과, 비록 곡선(264)과 곡선(262)의 복귀측상의 동수의 캐리지들에 대한 것이라도, 곡선(264)에 대한 스택단부(290)는 곡선(262)에 대한 스택단부(284)보다 짧다. 극단의 경우에, 스택의 입구단은 항상 최종 히스테리시스 제어지역의 단부에 도달하기전 및 임의의 동기 제어지역으로 들어가기전에 형성되어야 하며, 캐리지들이 평형속도에 도달한 후 어느 거리에서 형성되어야 한다. 최종 평형속도는 스택의 초과속도로 지칭된다. 이 속도는 캐리지들이 스택을 빨리 뒤쫓을 수 있도록 충분히 높아야 하지만, 스 택을 타격할 때의 충격을 능동 및 수동 캐리지에 손상을 야기시키는 레벨이하로 유지하기에 충분하도록 낮아야 한다.

Claims (19)

1. 리니어 모터들을 이용하여 텐터 프레임내에서 플라스틱 필름을 인발하는 방법으로써 : 상기 텐터 프레임의 필름 처리장소에서 대향 루우프들내의 능동 캐리지들을 그 캐리지들에 부착된 텐터 클립들과 함께 쌍 대칭으로 소정 속도를 추진하여 필름을 인발하는 단계 ; 캐리지 스택들을 형성하는 단계 ; 및 상기 텐터 프레임이 필름 처리장소로 들어가기 전에 캐리지 수집 장소들에서 상기 캐리지 스택; 들을 추진하는 단계들을 포함하는, 상기 플라스틱 필름 인발 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 필름을 인발하는데 동기 모터들이 사용되는 플라스틱 필름 인발방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 캐리지들을 캐리지 스택들 안으로 추진하는데 히스테리시스 모터가 사용되는 플라스틱 필름 인발방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 텐터 프레임의 상기 필름 처리장소로 들어가기전에 상기 캐리지 수집장소들 내에서 상기 캐리지 스택들의 부분들을 제1제어 속도들로 추진하는데 동기 모터들이 사용되는 플라스틱 필름 인발방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 캐리지 수집장소들과 상기 필름 처리장소 내에서 캐리지들을 대향 쌍들로 추진하고, 동기 모터들을 이용하여 상기 필름 처리장소를 통해 캐리지 쌍들을 제1속도로부터 그 제1속도보다 큰 제2속도로 추진하므로써 그 캐리지 쌍들이 이격되는 단계; 및 상기 이격된 캐리지들을 스택 형성 장소들 내에서 그 스택 형성 장소들을 통해 추진하는 단계로서, 그 스택 형성 장소에서 캐리지들이 캐리지 수집 장소들에 도달하기 전에 제2속도로부터 제1속도로 이동하는 캐리지 스택들안으로 히스테리시스 모터들을 이용하여 추진되는 단계; 를 더 포함하는 플라스틱 필름 인발방법.
6. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 수동 캐리지가 각 루우프의 능동 캐리지들 사이에 배치되고 그 수동 캐리지들에는 필름 인발단계 중 전력이 공급되지 않는 플라스틱 필름 인발방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 능동 및 수동 캐리지들이 히스테리시스 모터들을 이용하여 스택 형성 장소들 내에서 그 스택 형성 장소를 통해, 그리고 캐리지 스택들 안으로 추진되는 플라스틱 필름 인방방법.
8. 능동 및 수동 캐리지들에 부착된 텐터 클립들을 이용하여 리니어 모터들로써 플라스틱 필림을 인발하는 방법으로서 : 동기 및 히스테리시스 2차측을 각 능동 캐리지에 부착하는 단계 ; 수동 캐리지를 각 능동 캐리지 사이에 배치시키는 단계 ; 히스테리시스 2차측을 각 수동 캐리지에 부착하는 단계 ; 한쌍의 대향 무단 루우프들의 전진측들을 따라 제1리니어 모터 1차측들을 제공하는 단계로서, 그 제1 1차측들이 동기 2차측들에 인접 배치되고 능동 캐리지들상의 동기 2차측들과 결합하여 필름을 인발하는 단계 ; 각 루우프의 복귀측을 따라 제2 1차측들을 제공하는 단계로서, 그 제2 1차측들이 능동 및 수동 캐리지들 둘다의 히스테리시스 2차측들에 인접 배치되고 그 능동 및 수동 캐리지들 둘다의 히스테리시스 2차측들과 결합하여 캐리지들을 루우프들의 전진측들로 복귀시키는 단계로 구성되는 플라스틱 필름 인발방법.
9. 텐터 프레임에서, 다수의 이격된 능동 및 수동 캐리지들을 이동하는 접촉 캐리지 스택들 안으로 추진하는 것을 제어하는 방법으로서 : 접촉 캐리지 스택들을 제1속도로 추진하는 단계 ; 및 캐리지들이 스택들에 도달하기 전에, 이격된 캐리지들을 히스테리시스 리니어 모터들을 이용하여 상기 제1속도보다 큰 제2속도로 추진함에 의해, 상기 이격된 캐리지들을 접촉 캐리지 스택들과 제어된 충돌 접촉을 하도록 추진하는 단계를 포함하는, 상기 다수의 능동 및 수동 캐리지들의 추진을 제어하는 방법.
10. 기다란 경로를 따라 이동하는 2개의 다른 질량을 갖는 다수의 캐리지들을 리니어 모터를 이용하여 일정 비율로 가속하는 방법으로서 : 제1캐리지의 질량에 비례하는 크기를 갖는 제1히스테리시스 2차측을 제1캐리지에 부착하는 단계 ; 상기 제1캐리지와 다른 제2캐리지의 질량에 비례하는 크기를 갖는 제2히스테리시스 2차측을 제2캐리지에 부착하는 단계 ; 상기 제1 및 제2히스테리시스 2차측들에 인접배치된 리니어 모터 1차측을 상기 경로를 따라 배치시키는 단계 ; 상기 제1 및 제2히스테리시스 2차측들을, 상기 1차측에 의해 발생하여 상기 다수의 캐리지들의 속도와 다른 속도로 이동하는 전자파와 결합시킴으로써, 모든 캐리지들을 본질상 동일한 일정비율로 가속시키는 단계로 구성되는 상기 다수의 캐리지들을 일정비율로 가속하는 방법.
11. 텐터 클립들이 부착된 개개의 캐리지들을, 서로 반대로 배치된 한쌍의 캐리지 안내 트랙들에 의해 형성된 대향 루우프들 내에서 리니어 모터들을 이용하여 소정 속도들로 추진함에 의해 플라스틱 필름의 웨브를 인발하는 장치로서 : 루우프들의 전진측들 상에 서로 반대로 배치된 기다린 제1 1차측들 ; 루우프들의 복귀측들 상에 서로 반대로 배치된 기다란 제2 1차측들 ; 트랙들 둘레로 안내되는 다수의 능동 캐리지들로서, 텐터 프레임의 필름 처리장소내에서 상기 능동 캐리지들을 동기적으로, 쌍으로, 그리고 소정속도들로 추진함으로써 텐터 클립들에 의해 파지된 필름을 인발하기 위해 상기 제1 1차측들에 인접 배치된 동기 2차측과 상기 능동 캐리지들을 스택 형성 장소들 내에서 그 스택 형성 장소들을 통해 그리고 루우프들의 복귀측들상의 캐리지 스택들안으로 추진하기 위해 상기 제2 1차측들에 인접 배치된 히스테리시스 2차측이 각각 부착되어 있는, 상기 다수의 능동 캐리지들을 포함하는, 상기 플라스틱 필름의 웨브를 인발하는 장치
12. 제11항에 있어서, 각 루우프내의 각각의 능동 캐리지들 사이에 적어도 하나의 수동 캐리지가 배치되어 있고, 각각의 그 수동 캐리지에는 상기 스택 형성 장소내에서 그 스택형성 장소를 통해 그리고 상기 루우프들의 복귀측들상의 캐리지 스택들 안으로 상기 수동 캐리지들을 추진하기 위해 상기 제2 1차측들에 인접 배치된 히스테리시스 2차측이 부착되어 있는, 플라스틱 필름의 웨브를 인발하는 장치.
13. 서로 대향하는 전진측들 및 복귀측들을 가지는 텐터 프레임의 대향 무단 루우프들내에서, 필름을 인발하기 위해 리니어 모터를 이용하여 필름 클립들이 각각 부착된 다수의 캐리지들을 추진하는 것을 제어하는 방법으로서 : 필름을 능동적으로 인발하는 각각의 캐리지에 리니어 모터 동기 및 히스테리시스 2차측을 부착하는 단계 ; 인접 능동 캐리지들 사이에 배치되어 필름을 수동적으로 전달하는 각각의 수동 캐리지에 리니어 모터 히스테리시스 2차측을 부착하는 단계 ; 제1리니어모터 1차측들을 각 루우프의 상기 전진측들을 따라 상기 능동 캐리지들의 상기 동기 2차측들에 인접 배치시키고, 제2리니어 모터 1차측들을 각 루우프의 상기 복귀측들을 따라 상기 능동 및 수동 캐리지들의 상기 히스테리시스 2차측들에 인접 배치시키는 단계 ; 한 루우프의 1차측들 내의 코일 그룹들은 다른 루우프의 1차측들 내의 대향하는 코일 그룹들과 일치하는 크기로 되고 각각의 대향 코일 그룹들은 전기적으로 연결되어 단일 제어지역을 형성하도록 된, 다수의 코일 그룹들을 포함하도록 각 루우프내에 제1 1차측들을 배치시키는 단계 ; 한 루우프의 1차측들 내의 코일 그룹들은 다른 루우프의 1차측들 내의 대향하는 코일 그룹들과 일치하는 크기로 되고 각각의 대향 코일 그룹들은 전기적으로 연결되어 단일 제어지역을 형성하도록 된, 다수의 코일 그룹들을 포함하도록 각 루우프 내에 제2 1차측들을 배열시키는 단계 ; 제어지역들에 소정 방식으로 전압을 인가함으로써, 캐리지들을 결합시키고, 루우프들의 전진측을 따라 능동 캐리지드을 쌍대칭으로 추진하고, 루우프들의 복귀측들을 따라 능동 및 수동 캐리지들을 거의 대칭으로 추진하는 단계로 구성되는, 다수의 캐리지들의 추진을 제어하는 방법.
14. 전진측 및 복귀측을 갖는 무단 루우프내에서, 리니어 모터에 의해 추진되는 다수의 캐리지들을 초기화하는 방법으로서 : 동기 및 히스테리시스 리니어 모터 2차측을 상기 캐리지들에 부착하는 단계 ; 제1리니어 모터 1차측을 상기 루우프의 전진측을 따라 상기 동기 2차측들에 인접 배치시키고, 제2 1차측을 상기 루우프의 복귀측을 따라 상기 히스테리시스 2차측들에 인접 배치시키는 단계 ; 상기 전진측의 제1 1차측의 시작부분에서 전압을 제거하는 단계 ; 상기 전진측의 제1 1차측의 제2부분에 낮은 DC전류를 인가하여 그 부분에서 상기 캐리지들과 확고하게 결합시키는 단계 : 상기 전진측의 제1 1차측의 나머지 부분과 상기 복귀측의 제2 1차측에 전압을 인가하여 나머지 캐리지들을 추진시키고 캐리지들이 접촉하게 하는 단계로서, 상기 전압의 인가는, 상기 전진측의 시작부분에서 접촉 캐리지들과 확고하게 결합되는 힘보다 작은 힘을 상기 나머지 캐리지들에 제공하는 상기 단계 ; 상기 제1 1차측의 시작 부분에 DC 전류를 인가하는 단계 ; 상기 제1 1차측의 제2부분과 나머지 부분 및 상기 제2 1차측에 전압을 인가하여, 상기 캐리지들을 상기 제2부분 및 나머지 부분 밖으로 추진시키고 그 캐리지들이 접촉하게 하는 단계 ; 및 상기 제1 및 제2 1차측들에 전압을 인가하여 무단 루우프를 따라 캐리지들을 연속으로 추진하는 단계 로 구성되는, 상기 다수의 캐리지들은 초기화하는 방법.
15. 서로 대향하는 전진측들 및 복귀측들을 가지는 한쌍의 무단 루우프들 내에서, 리니어 모터에 의해 추진되는 다수의 캐리지들을 초기화하는 방법으로서 : 동기 및 히스테리시스 리니어 모터 2차측을 상기 캐리지들에 부착하는 단계로서, 교번 캐리지들이 반대 극성의 동기 2차측들을 갖는 단계 ; 제1리니어 모터 1차측들을 루우프들의 대향 전진측들을 따라 상기 동기 2차측들에 인접 배치시키고, 제2 1차측들을 상기 루우프들의 복귀측들을 따라 상기 히스테리시스 2차측들에 인접 배치시키고, 제2 1차측들을 상기 루우프들의 복귀측들을 따라 상기 히스테리시스 2차측들에 인접 배치시키는 단계 ; 각각의 상기 제1 1차측들의 시작 부분에서 전압을 제거하는 단계 ; 각각의 상기 제1 1차측들의 제2부분에 낮은 DC 전류를 인가하여 그 부분에서 상기 캐리지들과 확고하게 결합시키는 단계 ; 상기 제1 1차측들의 나머지 부분과 상기 제2 1차측들에 전압을 인가하여, 나머지 캐리지들을 추진시키고 캐리지들이 접촉하게 하는 단계로서, 상기 전압의 인가는, 상기 제1 1차측들의 시작부분에서 접촉 캐리지들과 확고하게 결합하는 힘보다 작은 힘을 상기 나머지 캐리지들에 제공하는 상기 단계 ; 상기 제1 1차측들의 상기 제2부분에 더 높은 DC 전류를 인가하는 단계 ; 상기 제1 1차측들의 상기 시작부분에 DC 전류를 인가하는 단계 ; 상기 제1 1차측들의 상기 제2부분에서 전압을 제거하는 단계 ;상기 루우프들중 한 루우프의 시작 부부분에서 선두 캐리지의 2차측의 극성을 감지하는 단계 ; 소망 극성의 2차측의 감지될 때까지 상기 한 루우프의 시작 부분에서 캐리지들을 단계적으로 진행시키는 단계 ; 상기 루우프들중 다른 루우프의 시작 부분에서 선두 캐리지의 2차측의 극성을 감지하는 단계 ; 상기 다른 루우프의 시작 부분에서선두 캐리지의 2차측 극성이 상기 한 루우프의 선 두 캐리지의 2차측 극성과 일치할 때까지 캐리지들을 단계적으로 진행시키는 단계 ; 상기 제1 1차측들의 제2부분과 나머지 부분 및 상기 제2 1차측들에 전압을 인가하여, 상기 캐리지들을 상기 제2부분 및 나머지 부분 밖으로 추진시키고 그 캐리지들이 접촉하게 하는 단계 ; 및 두 루우프들의 제1 및 제2 1차측들에 전압을 동시에 인가하여 무단 루우프들을 따라 캐리지들을 연속적으로 추진하는 단계로 구성되는, 상기 다수의 캐리지들을 초기화하는 방법.
16. 필름 클립들을 분리하고, 텐터의 무단 루우프의 연신측에서 복귀측으로 캐리지들을 추진하는 방법으로서 : 상기 필름 연신측의 끝부분과 상기 복귀측의 시작 부분 사이에 걸쳐 있으며, 상기 필름 클립과 결합하여 그 필름 클립을 개방시키는 제1직경과 상기 캐리지와 결합하여 그 캐리지를 추진시키는 제2직경을 갖는 휘일을 제공하는 단계 ; 상기 제1 및 제2직경들의 중심과 정렬되고 상기 캐리지를 상기 제2직경과 결합하도록 배치시키는 중심을 갖는 호내에서 상기 캐리지를 상기 필름 연신측의 끝부분에서 상기 복귀측의 시작부분으로 안내하는 단계 ; 및 상기 제2직경의 주변 속도가 상기 필름 연신측의 끝부분에서의 상기 캐리지의 속도와 대략 동일하게 되는 속도로 상기 휘일을 회전시키는 단계; 로 구성되는, 상기 필름 클립을 분리하고 캐리지들을 추진하는 방법.
17. 캐리지들에 부착된 동기 및 히스테리시스 2차측들을 갖는 리니어 모터를 이용하여, 무단 루우프들내에서 다수의 캐리지들의 이동을 제어하는 방법.
18. 동기 및 히스테리시스 2차측들이 연결된 텐터 클립들을 이용하여 리니어 모터로써 텐터 프레임내에서 필름의 웨브를 인발하는 방법으로서, 상기 클립들은 필름을 인발하는 동안 상기 동기 2차측들에 의해 대향 루우프들 내에서 쌍대칭으로 추진되고, 상기 필름으로부터 분리되는 동안 상기 히스테리시스 2차측들에 의해 상기 루우프들 내에서 추진되는, 상기 텐터 프레임 내에서 필름의 웨브를 인발하는 방법.
19. 인발중 필름이 파지된 장소에 클립 마크들을 갖는 두꺼운 비이드가 두 종연부들을 따라 있는 웨브로 구성되는 동시에 2축 방향으로 인발된 필름으로서, 상기 클립 마크들이, 필름이 종방향으로 인발된 방향으로 각도를 이룬 응력 패턴을 각각 가지는 다수의 제1클립 마아크들과 필름이 종방향으로 인발된 방향과 반대로 각도를 이룬 응력 패턴을 각각 가지며 상기 제1마크들 사이에 비치된 제2클럽 마크들로 구성되는, 상기 동시에 2축 방향으로 인발된 필름.