PT92708A - Processo e aparelho para comandar a distribuicao do fio na embalagem em formacao num grupo de recolha para fios sinteticos - Google Patents

Description

SAVIO S.p.A "PROCESSO E APARELHO PARA COMANDAR A DISTRIBUIÇÃO DO FIO NA EMBALAGEM EM FORMAÇÃO NOM GRUPO DE RECOLHA PARA FIOS SINTÉTICOS" A presente invenção diz respeito a um processo e a um aparelho para comandar a distribuição do fio na embalagem em formação num grupo de recolha para fios sintéticos. Mais particularmente, o referido aparelho compreende uma unidade de comando baseada num minicomputador no qual são introduzidos os dados operativos de enrolamento, que, elaborados e comparados com os dados que chegam dos tradutores, ou meios similares, dão origem na saída do mesmo minicomputador a outros sinais de comando que activam e comandam, instante a instante, a fonte de força motriz da carne do patim de guia do fio, para evitar qualquer formação de nervuras consideradas prejudiciais na embalagem em formação.

Na descrição que segue e nas reivindicações, o termo "fio" ou "filamento" indica qualquer tipo de material tiliforme e o termo "embalagem" ou "bobina" indica qualquer confecção de qualquer forma do referido material enrolado em espiras substancialmente helicoidais.

Do estado actual da técnica, é conhecido o grupo de recolha para fios sintéticos que são recolhidos com uma 2 / velocidade constante durante o enrolamento da embalagem. 0 referido grupo de recolha está equipado com um ou mais mandris porta-bobinas, com um rolo explorador ou rolo motor e com uma came do patim de guia do fio com ranhuras helicoidais cruzadas que movimentam um patim de guia do fio. É também conhecido que a regulação do número de rotações do mandril para a manutenção de uma velocidade de recolha constante se faz por meio do rolo explorador. Este rolo apoia-se na periferia das embalagens durante o enrolamento do fio e é movido de preferência por meio de um motor síncrono ou assíncrono de frequência variável. A diferença entre a velocidade periférica das embalagens, que tende a aumentar quando aumenta o diâmetro da embalagem, e a velocidade periférica do rolo de exploração, conduz a uma rotação da parte interior do rolo de exploração, sendo a referida parte interior suportada por chumaceiras de modo a poder rodar. Esta rotação actua num potenciómetro, cujo sinal regula o novo número de rotações necessário para o motor do mandril de suporte das embalagens, que actua, como se sabe, um comando e uma regulação a fim de manter uniforme a velocidade de recolha da embalagem.

Com referência a este campo da técnica relativo ao enrolamento designado de precisão, têm uma importância grande os problemas das imperfeições nas confecções que estão estreitamente ligados com o princípio de distribuição do fio na embalagem. Os grupos de recolha apropriados para produzir embalagens de fio enrolado levam, quase sempre, à formação de depósitos de espiras concentradas em alguns pontos, dando origem à formação de nervuras. De facto, estas últimas apre- 3 3

sentam-se como um defeito de enrolamento na medida em que o fio que se deposita em espiras sobrepostas dá origem a faixas duras na embalagem.

Incidentemente, as referidas nervuras serão no seguimento designadas por nervuras, fitas ou "efeitos de espelho", utilizando-se indiferentemente estes termos. Estes defeitos de nervuras apresentam-se durante o enrolamento quando a relação entre o número de rotações da confecção e o número de pulsações duplas do patim de guia do fio for representada por um número inteiro.

Nestas condições, depois de uma pulsação dupla completa do guia do fio, o ponto inicial das espiras que constituem a nova camada coincide com o da camada anterior.

Tudo isso provoca camadas endurecidas de fios sobrepostos formando as nervuras, isto é, fitas coro densidade máxima que comprometem a dobagem correcta sucessiva do fio, ou comprometem a uniformidade de passagem do líquido nas bobinas de tingimento, com a consequência de se obterem camadas tingidas de maneira não uniforme, provocando portanto variações periódicas da susceptibilidade de tingimento do fio. Para evitar estes inconvenientes é necessário escolher uma relação fraccionária de modo a conferir às espiras um desfasamento ligeiro, adequado e vantajoso relativamente à espira precedente.

Suponhamos agora que o número de rotações da bobina varia com o tempo, a fim de manter constante a velocidade periférica da embalagem quando o seu diâmetro aumenta, enquanto o número de pulsações completas do patim de guia do fio se mantém constante. Como é evidente, a relação entre o 4 número de voltas N da embalagem e o número de pulsações completas Z, de ida e volta, do patim de guia do fio variará de um máximo (início da bobina) para um mínimo (bobina cheia) de maneira contínua, passando por valores inteiros intermédios ou valores de fracção exacta (tais como 1/2, 1/4, etc.; bem como nl/2, nl/3, nl/4... onde n^ é um número inteiro qual quer primo em relação ao denominador).

Incidentemente, essa relação é definida no seguimento por "relação de enrolamento K" da embalagem em formação. Para todos os referidos valores inteiros, ou valores de fracções exactas, teremos a formação de nervuras, isto é, a sobreposição de vários enrolamentos de fio que dão origem ao efeito de espelho.

Portanto, quando o valor da relação de enrolamento K atravessar o intervalo em torno de um valor inteiro ou de um valor de fracção exacta, teremos nervuras na bobina. A importância dessas nervuras é directamente proporcional ao tempo de permanência do enrolamento no referido-intervalo e as referidas nervuras apresentam-se com uma forma de acentuação máxima quando o efeito de espelho for de 13 ordem, isto é, quando duas camadas consecutivas se sobrepõem com uma relação de enrolamento "K" com um valor inteiro.

Analogamente, ocorrem efeitos de espelho de 2a, de 33f de 4§, etc. ordem quando o fio é depositado no mesmo ponto respectivamente após 2, 3, 4,... camadas, isto é, com uma relação de enrolamento "K" de valor fraccionário exacto. A intensidade do fenómeno diminui portanto quando aumentar a ordem do efeito de espelho. 5

De tudo isto nasce a necessidade de se aplicar uma separação das espiras de enrolamento de modo que a relação K se afaste o mais rapidamente e para o mais longe possível dos referidos efeitos de espelho, em qualquer ponto do enrolamento de toda a embalagem de recolha do fio. O processo de distribuição do fio na embalagem atrás descrito representa o tipo de enrolamento denominado "Random".

Suponhamos agora que a relação entre o número de rotações N da embalagem e o número de pulsações completas Z, de ida e volta, do patim de guia do fio se mantém constante. Visto que a velocidade periférica da embalagem se mantém constante com o aumento do diâmetro de enrolamento (velocidade de recolha do fio constante) consegue-se uma diminuição contínua e gradual do número de rotações do mandril e portanto, simultaneamente, a diminuição do número de pulsações completas do patim de guia do fio. É sabido que a came que move o patim de guia do fio é comandada por um motor alimentado com frequência variável por meio de um inversor. 0 processo de distribuição do fio na embalagem agora descrito representa o tipo de enrolamento dito "de precisão". Com uma tal distribuição, a relação de enrolamento "K" mantém-se com um valor constante e a escolha desse valor no início da embalagem deve ser um número fraccionário apropriado capaz de dar à espira um afastamento relativamente à anterior; se esse afastamento for pequeno e corresponder mais ou menos ao diâmetro do fio, obtém-se uma bobina compacta; se, pelo contrário, esse afastamento for sensivelmente maior do que o diâmetro do fio forma-se um enrolamento poroso, apropriado de maneira particular para a operação de tingimento subsequente.

Do que atrás se expôs vê-se que a recolha se faz bastante longe dos valores que levantam problemas de formação de nervuras e, portanto, o fio enrola-se com distribuição uniforme das suas espiras na periferia da embalagem em formação. Em contrapartida, este enrolamento de precisão traz inconvenientes não indiferentes por o tornarem impróprio para os grandes diâmetros de embalagem actualmente usados, na medida em que a velocidade de recolha, devido à diminuição da velocidade transversal do guia do fio, diminui quando aumenta o diâmetro da embalagem, o que tem efeitos negativos na constância do título do fio em fase de enrolamento. Além disso, assiste-se a uma diferença excessiva na diminuição entre o ângulo de enrolamento inicial e o final da última camada de fio na embalagem. Incidentemente, como é bem conhecido, o ângulo de enrolamento é o ângulo que o enrolamento do fio forma com a perpendicular ao eixo da embalagem. Desse ângulo depende a estabilidade da embalagem de fio: de facto, o ângulo inicial excessivo dá origem a um deslizamento das camadas de fio e o pequeno ângulo final dá origem a um abaulamen-to lateral por escassa coesão das próprias camadas de fio.

Do ângulo de enrolamento depende além disso a compacidade da embalagem: de facto, quantas mais espiras se cruzarem, isto é, quanto maior for o ângulo de enrolamento, tanto menor será a densidade dos fios e tanto maior será a macieza da embalagem; quanto menor for o ângulo de enrolamento tanto maior será a compacidade da embalagem. Parece evidente que durante o enrolamento do fio na embalagem o ângulo de enrolamento deveria manter-se constante, ou no limite ser inferior 7 7

a uma variação contida em torno do valor adoptado como óptimo para a embalagem. Uma variação excessiva do mesmo dá origem a variações de compacidade no interior de uma mesma embalagem tornando difícil a sua utilização nas fases seguintes no processo de trabalho. São diversas as técnicas sugeridas e propostas no estado da técnica para melhorar as características da emba lagem em formação num grupo de recolha a alta velocidade para fios sintéticos.

Por exemplo: uma medida utilizada na presença de uma recolha que funciona com um enrolamento de tipo "ran-dom" baseia-se na possibilidade de desregulação das pulsações do patim de guia do fio por meio de um sistema electrónico, incorporado no inversor, que actua mediante a variação de frequência do motor de accionamento da came do patim de guia do fio.

Portanto, com uma tal medida, introduz-se uma modulação na frequência das rotações da came e, portanto, uma modulação na frequência das pulsações completas de vai-e-vem do patim de guia do fio. Deste modo, reduz-se o tempo de permanência do enrolamento em correspondência com as relações de enrolamento "K" com números inteiros, ou fracções exactas (tais como 1/2, 1/4,...) que dão origem a nervuras mais ou menos acentuadas.

Em definitivo, os efeitos de nervura mantêm--se, mas reduzem-se os intervalos de tempo de permanência da embalagem nessas condições críticas de enrolamento. Embora de maneira reduzida, o problema da sobreposição das espiras de fio enrolado mantém-se, embora a medida tomada dê origem 8 8

a uma atenuação do fenómeno. Este tipo de medida, embora muito difundido, apresenta além disso o inconveniente notável de constância de atenuação do valor da formação de nervuras (efeito de espelho) porque o seu efeito varia quando variar a dimensão da embalagem em formação. . Uma outra medida diferente e ulterior proposta pela técnica para evitar que as espiras de fio enrolado se sobreponham, baseia-se na formação da embalagem com uma sucessão de enrolamentos de precisão com relação "K" constante e de valor fraccionário. Os troços da curva apresentam-se com extensão igual e sucedem-se por uma ordem com K decrescente e são ligados a troços substancialmente verticais obtidos por um aumento rápido da frequência de rotações da came do patim de guia . do fio. Essa medida levou a uma melhoria sensível da qualidade e das características da embalagem em formação com enrolamentos cruzados. Não obstante isso, de vez em quando podem ainda verificar-se eventualmente defeitos de camadas ou de posições do fio na embalagem com enrolamento cruzado. Este último tipo de medida, embora tenha melhorado a distribuição das camadas elementares das espiras de fio enrolado na embalagem em formação, de facto não assegura que os troços de enrolamento de precisão, ao longo dos quais opera o grupo de recolha, fiquem suficientemente distantes de uma qualquer curva de K de valor inteiro ou de valor fraccionário de frac-ção exacta. Logicamente, quando se apresentar uma tal vizinhan ça, o fio é enrolado com maior compacidade e, no limite, o enrolamento pode dar origem a uma formação de nervuras, embora pouco acentuada, mas sempre nervuras que apresentarão difi- culdades na fase de desenrolamento nos processamentos seguintes. A embalagem que será formada terá portanto, no melhor dos casos, camadas de enrolamento com compacidades diferentes através das quais a passagem do líquido no tingimento não será uniforme, com a consequência de camadas tingidás. de maneira não homogénea. Esta e outras medidas propostas pela técnica conhecida para satisfazer a todas as exigências da distribuição prática do fio na embalagem são sempre resultados de funcionamento frequentemente precário, dando de facto origem a nervuras mais ou menos acentuadas e a um enrolamento nem sempre perfeitamente repetitivo no âmbito da qualidade. 0 objecto da presente invenção consiste em eliminar os inconvenientes atrás referidos, imaginando um processo e um aparelho automático, que conduzem a um resultado irrepreensível e muito fiável na repetitividade da qualidade do enrolamento, consistindo essencialmente na necessidade de obter uma distribuição do fio uniforme, quer em largura, quer em profundidade, na formação de embalagens de quaisquer dimensões .

Outro objecto da presente invenção consiste em enrolar o fio produzindo uma embalagem bem ligada e com compacidade homogénea, ou macieza em todos os pontos ou zonas da embalagem em formação que a tornam perfeitamente permeável aos líquidos de tingimento que possam atingir todos os lados do fio enrolado.

Um outro objecto da presente invenção consiste em manter a velocidade de recolha no interior de um intervalo limitado de valores em correspondência com os quais os fios sintéticos se enrolam sem sofrer sobretensões tais que possam 10 deformar as cadeias longas elásticas dos polímeros, a fim de conservar as propriedades que os caracterizam.

Estes e outros objectos são ainda atingidos pelo processo segundo a presente invenção que permite registar, instante a instante, os valores dos parâmetros de enrolamento de modo que o grupo de recolha funcione ao longo de troços descendentes de curvas, sendo cada um dos troços o lugar geométrico dos pontos de relação de enrolamento "K" constante e com um valor não inteiro e não fraccionário exacto; e que permite também manter os referidos troços de curva dentro de um intervalo delimitado por um valor máximo e pot um valor mínimo do ângulo de enrolamento sendo os referidos valores máximo e mínimo simétricos em relação ao valor avaliado como óptimo para a embalagem em formação e sendo substancialmente 5% a mais e 5% a menos que o referido valor óptimo; e que per mite ainda comandar a carne do patim de guia do fio para fixar o desvio dos referidos troços de curva operativos descendentes a uma distância maior ou, no limite, igual a um valor de referência de uma curva qualquer do grupo de curvas com valores de "K" inteiro ou de fracções exactas que representam no seu conjunto as ordens de formação de nervuras do "efeito de espelho" consideradas prejudiciais para a qualidade do enrola mento em formação, de modo que o referido valor de referência seja fixado e pré-determinado num valor menor ou, no limite, igual a metade da distância das duas curvas adjacentes mais próximas do dito grupo de curvas com valores inteiros ou de fracções exactas de "K". O aparelho utilizado para a realização prática do processo segundo a presente invenção apresenta uma uni- 11 dade de comando baseada num minicomputador, no qual se introduzem inicialmente, a partir de um teclado de comando, os valores dos parâmetros de enrolamento operativos do grupo de recolha juntamente com o valor de formação de nervuras considerado prejudicial para a embalagem em formaçSo, sendo os referidos valores, no centro de cálculo do minicomputador, elaborados para a análise pelo computador do grupo de curvas, cada uma com relação de enrolamento "K" constante e de valor inteiro ou de fracção exacta, chegando sucessivamente ao mesmo microcomputador os impulsos eléctricos gerados em cada rotação, ou submúltiplo da mesma, do veio da carne do patim de guia do fio e do veio do mandril porta-bobinas, a partir de transdutores conhecidos aplicados aos mesmos para fornecer de maneira unívoca o conhecimento, em qualquer instante, dos valores da rotação dos referidos veios, sendo estes últimos valores comparados no comparador eléctrico do minicomputador com os referidos parâmetros de enrolamento operativos, a fim de gerar mais sinais de comando numa sucessão contínua que activam e comandam a fonte de accionamento da came do patim de guia do fio, a fim de o grupo de recolha operar com parâmetros de trabalho pré-dispostos ao longo de troços de curva, cada um deles com relação de enrolamento "K" constante e de valor não inteiro ou fraccionário não pertencentes às ordens de formação de nervuras pré-determinadas, devendo além disso os referidos troços de curva ser deslocados ou para o interior de um intervalo delimitado por um valor máximo e por um valor mínimo do ângulo de enrolamento ou para uma distância maior ou, no limite, igual a um valor de referência pré-de-terminado por uma curva qualquer do grupo de curvas de valor 12 de "K" inteiro ou de fracção exacta, elaborado pela unidade central de cálculo do minicomputador.

Segundo uma forma de realização da presente invenção, o aparelho está presente em todos os grupos de recolha para o enrolamento de fios sintéticos numa ou mais embalagens em formação. A presente invenção será descrita em pormenor a seguir e com base no exemplo de realização representado esquematicamente nos desenhos anexos( que ilustram resumidamente as características da presente invenção, devendo notar--se que todos os desenhos anexos, bem como a descrição que vai fazer-se dos mesmos, correspondem a uma forma preferida de realização para tornar mais compreeensível o seu modo de actuação, mas consideram-se abrangidas na protecçâo requerida todas variantes construtivas incluídas na ideia geral que se expõe nos desenhos anexos, cujas figuras representam: A fig. 1, uma vista esquemática em perspectiva axonomérica de um grupo de recolha para fios sintéticos, enquanto no mandril porta-bobinas estão colocadas duas embalagens em formação, ilustrando também esquematicamente as ligações eléctricas funcionais entre os transdutores de posição angular dos veios com a unidade de comando e com os meios de comando e de activação das fontes de energia motriz que comandam a distribuição correcta do fio nas duas referidas embalagens em formação; e A fig. 2, um diagrama no qual estão traçadas algumas curvas com relação de enrolamento "K" constante, de valor inteiro ou de fracção exacta, estando também traçados 13 os troços operativos de curvas, cada um com "K" constante e com um valor não pertencente aos valores das ordens de formação de nervuras pré-determinados, sendo os referidos troços operativos do grupo de recolha delimitados pelas linhas do ângulo máximo e do ângulo mínimo de enrolamento.

Nas figuras, as partes iguais, ou com funções iguais, têm as mesmas referências. Nas figuras, para uma maior clareza do conjunto, também se omitiram as partes não necessárias para a compreensão da invenção, ou são representadas de maneira genérica já conhecida.

Nas figuras anexas, temos que: (5) indica o grupo de recolha, ou melhor, o paralelepípedo em forma de caixa, de estrutura portante, em cujo interior estão alojadas as fontes motrizes de movimento e os centros de controlo e de comando dos elementos operativos do referido grupo de recolha; (12) é o fio ou filamento proveniente da saída (11) da instalação de fiação (15) e que, através do patim de guia (3) do fio, é enrolado na bobina (10) enchavetada no mandril (9); (3) é a came cilíndrica do patim de guia do fio com ranhuras helicoidais cruzadas, comandada por um motor assíncrono (8) alimentado com frequência variável através do inversor (7); (15) é a parte terminal da instalação de fiação da qual,através dos apêndices (11), saem os filamentos (12); (6) é o rolo motor explorador, ou de contacto, que se destina a controlar o número de rotações do mandril porta-bobinas, ou porta-embalagens, a fim de manter constante a velocidade de recolha do filamento na embalagem em formação 14 14

0 referido rolo motor explorador (6) roda em contacto constante com a embalagem, ou com várias embalagens, e é accionado por um motor síncrono, ou assíncrono, alimentado com frequência constante por meio do inversor e associado também por vezes com um codificador de controlo (21), de modo tal que a velocidade periférica seja rigidamente constante e comandada e regulada pelo referido inversor (21); (16) I a fonte motriz do rolo motor (6), de preferência um motor síncrono ou assíncrono, montado ou fixado num cursor (não ilustrado, visto ser de técnica conhecida), que se eleva sobre guias quando aumentar o diâmetro da embalagem e com meios de equilibragem mecânica fixados no referido patim, de modo a manter uma pressão correcta entre o rolo motor e a embalagem em formação; (9) é o mandril porta-embalagens que tem a função de recolher o filamento produzido, cuja velocidade periférica de enrolamento deve ser constante, devendo por conseguinte diminuir o número de rotações do próprio mandril quando aumentar o diâmetro da embalagem em preparação. Para conseguir tudo o que atrás se referiu, o mandril é movido por um motor assíncrono (19), alimentado com frequência regulável por meio de um inversor (14); ou é movido por um motor de corrente contínua, cuja velocidade é regulada por meio de um inversor ou accionamentos de corrente contínua que recebem o comando de meios electrónicos de comando da velocidade; ou é movido por um motor qualquer de velocidade regulável. Os referidos meios de comando de velocidade servem para a realização de uma velocidade apropriada para o enrolamento e a transferência mínima de potência entre o rolo motor e o mandril.

Em particular, os referidos meios de comando de velocidade es- 15 tão adaptados para comandar, quer o rolo motor, quer o mandril de recolha, com velocidade variável ou constante; (10) são as embalagens em formação. Estas embalagens podem ser mais de uma, no seguimento umas das outras; (1) é a unidade de comando com base num minicomputador apropriado para memorizar as instruções do operador, introduzidas através do teclado de comando (2) e apropriado para transformar as referidas instruções num programa apropriada para ser executado pela sua unidade central de cálculo e de processamento para fornecer resultados numéricos e gráficos que ocorrem durante o trabalho de enrolamento.

Por sua vez, os referidos resultados numéricos e gráficos são armazenados na memória da referida unidade de comando que dirige todo o aparelho da presente invenção. A referida unidade de comando (1) apresenta--se substancialmente como um microprocessador que utiliza como entrada informações obtidas por um sistema de sensores e que produz como saída sinais de modificação operativa, através do inversor (7), na fonte motriz (8), que acciona a carne cilíndrica do patim de guia do fio (3) para comandar a distribuição dos fios (12) na embalagem (10) em formação, de modo a evitar as sobreposições das sucessivas camadas de enrolamento; (25) é a linha eléctrica principal trifásica da qual derivam os ramos que vão alimentar os inversores, ou transdutores de frequência reguláveis (7), (14) e (21); (24) é um bloco de controlo e de regulação que, através do inversor (14) modifica a velocidade de rotação do mandril (9) a fim de manter uniforme a velocidade de recolha do fio na embalagem à medida que esta aumenta de diâmetro; (4) é uma sonda de análi- 16 -

se, ou qualquer sensor de proximidade, de técnica conhecida que, funcionando como transdutor, gera sinais de saída proporcionais à:velocidade de rotação do veio motor (22) do mandril porta-embalagens (9). Os referidos sinais de saída chegam à entrada e constituem os sinais de entrada da unidade de comando (1); (20) é uma sonda de análise, ou qualquer sensor de proximiade, de técnica conhecida que, desempenhando a função de transdutor, gera sinais de saída proporcionais à velocidade de rotação da came cilíndrica do patim de guia do fio (3). Os referidos sinais de saída chegam à entrada e constituem os sinais de entrada da unidade de comando (1); (18) é uma sonda de análise, ou qualquer sensor de proximidade, de técnica conhecida, que, funcionando como transdutor, gera sinais de saída proporcionais à velocidade de rotação do veio motor (22) do mandril porta-embalagens (9). Os referidos sinais de saída chegam ao bloco de controlo e de regulação (24); (30) é a linha horizontal correspondente ao valor do angulo de enrolamento considerado óptimo para a embalagem em formação; (33) e (36) são as linhas horizontais correspondentes respectiva-mente ao valor máximo e ao valor mínimo do ângulo de enrolamento que pode ser admitido durante todo o funcionamento do enrolamento para a formação da embalagem (10). Os referidos ângulos de enrolamento máximo e mínimo afastam-se de 5%, para mais ou para menos, do ângulo de enrolamento óptimo representado pela linha (30). Os referidos valores máximo e mínimo colocados entre os limites restritos de 5% não representarão nenhum erro de espécie no âmbito da qualidade dos enrolamentos para a formação da embalagem. Experiências feitas pela 17 17

requerente mostraram que as referidas variações permitem manter a propriedade óptima de enrolamento e manter as melhores características de tingimento, graças à compacidade uniforme das camadas de enrolamento em toda a embalagem (10); (32) são as curvas de relação de enrolamento "K" constante e de valor inteiro, representando as referidas curvas o lugar geométrico dos pontos de operação do grupo de recolha em correspondência com os quais teríamos a formação de nervuras, ou de efeito de espelho de primeira ordem e, portanto, a pior condição na sobreposição dos enrolamentos, como é bem conhecido pelos especialistas destas técnicas. Visto que a relação de enrolamento "K" é definida pela relação entre o número de rotações da embalagem e o número de ciclos completos de ida e volta do patim de guia do fio, ambos medidos na mesmo unidade de tempo, compreende-se imediatamente que as linhas de "K" constante são de valor decrescente do início do enrolamento para a formação da embalagem para o fim do enrolamento quando se atinge o diâmetro final da embalagem; (34) são as curvas de relação de enrolamento "K" constante e de valor fraccionário de frac-ção exacta, representando as referidas curvas o lugar geométrico dos pontos de funcionamento do grupo de recolha em correspondência com os quais teríamos a formação de nervuras de segunda ordem; (38) são as curvas com relação de enrolamento "K" constante e de valor fraccionário de fracção exacta, representando as referidas curvas o lugar geométrico dos pontos de funcionamento do grupo de recolha em correspondência com os quais teríamos a formação de nervuras de terceira ordem. 18

Para melhor esclarecer o aspecto da primeira, segunda, terceira, etc. ordens de formação de nervuras na embalagem definimos, como também é conhecido na literatura técnica, o seguinte: as nervuras de primeira ordem formam-se em correspondência com os valores da relação de enrolamento "K" iguais por exemplo a 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1; as nervuras de segunda ordem formam-se em correspondência com os valores da relação de enrolamento "K" iguais por exemplo a n/2, podendo n ter os valores 13, 11, 9, 7, 5, 3, 1; as nervuras de terceira ordem formar-se-ão em correspondência com valores da relação de enrolamento "K" iguais por exemplo a n/4, podendo n ter os valores 17, 13, 9, 5, 1 e assim por diante, para as sucessivas ordens das nervuras; (D) é a distância das duas curvas adjacentes mais vizinhas do grupo inteiro de curvas com valor de "K" inteiro ou de fracção exacta que representam, no seu conjunto, as ordens de formação de nervuras consideradas como prejudiciais para a qualidade do enrolamento em questão para a formação da embalagem; &D é metade da distância D; 0 ê o valor do diâmetro da embalagem crescente durante o enrolamento, sendo o referido valor posto em absissas no diagrama ilustrado na fig. 2; o( é o ângulo de enrolamento ou ângulo de cruzamento e é marcado em ordenadas no diagrama ilustrado na fig. 2; ÇS^ é o diâmetro do túbulo fixado no mandril (9), recolhendo-se no referido suporte os enrolamentos cruzados do filamento (12) proveniente da instalação de fiação (15); 02 é o diâmetro final que a embalagem (10) deve atingir antes de ser expulsa do mandril (9); (31) são os troços de curva operativos do grupo de recolha ao longo dos quais a relação 19 de enrolamento "K" se apresenta com um valor constante não inteiro nem fraccionário de fracção exacta, representando os referidos troços de curva o lugar geométrico dos pontos de funcionamento do grupo de recolha em correspondência com os quais teríamos a obtenção de enrolamentos distribuídos na embalagem (10) de modo tal que não se provoca a formação de nervuras, ou efeito de espelho, considerados prejudiciais ao nível da qualidade da embalagem pré-estabelecido pelo operador.

Os referidos troços de curva (31) estão limitados ao intervalo das linhas horizontais (33) e (36), simétricas em relação à linha (30), representando esta última, como atrás se mencionou, o ângulo de enrolamento considerado como o óptimo para a embalagem (10) em formação; (O) é o ponto de funcionamento inicial dos enrolamentos para a formação da embalagem (10); (T) é o ponto de funcionamento de fim de enrolamento, quando a embalagem (10) tiver atingido o diâmetro final ($2^' Pr®“úeterminado também pelo operador. A descrição do funcionamento que segue, com referência às figuras mencionadas, refere-se antes de mais ao que é novo e portanto examina unicamente o aparelho segundo a presente invenção que comanda e controla os meios anteriores a distribuição do fio na embalagem em formação, de modo que os enrolamentos se sobreponham, dando crigam ao dbpósito do fio com uma compacidade uniforme, ficando entendido que os dispositivos e os meios, de técnica conhecida, associados para isso no grupo de recolha não serão objecto de descrição.

Activação pelo operador do aparelho segundo a presente invenção de modo que a embalagem será guiada para

20 formar-se com enrolamentos contínuos cruzados de fio sintético fornecidos pela instalação de fiação (15), da qual sairá com velocidade substancialmente constante.

Subida do aparelho segundo a presente invenção pré-disposto para comandar a distribuição do fio na embalagem que se pretende formar.

No visor de janela do teclado de comando (2) aparecerão conjuntamente ou progressivamente os vários pedidos inerentes aos parâmetros operativos do enrolamento de fio a efectuar.

Os referidos pedidos serão formulados ao operador para que este último estabeleça os valores seguintes: - velocidade de recolha do fio (12) que sai da instalação de fiação (15); - ângulo de enrolamento considerado óptimo para a embalagem de fio (10) a formar; - comprimento do curso transversal do patim de guia do fio que, guiando e deslocando o fio horizontalmente, o obriga a depositar-se e a distribuir-se em espiras helicoidais ; - número de rotações da carne cilíndrica do guia do fio (3) necessárias para fazer com que o patim de guia do fio execute uma pulsação dupla, isto é, de ida e volta, completa; - as ordens de formação de nervuras consideradas prejudiciais para a qualidade do enrolamento a efectuar; - percentagem de variação óptima do ângulo de enrolamento; - diâmetros do túbulo no qual se inicia o enro lamento do fio (12) e da embalagem (10) no fim da sua formação .

Os referidos valores serão introduzidos pelo operador na unidade de comando (1), através do teclado de comando (2)r e serão processados na sua unidade de cálculo de acordo com um programa memorizado previamente. Portanto, serão determinados e memorizados, juntamente com os parâmetros operativos do grupo de recolha, todo o conjunto de curvas de valor MK" inteiro ou fraccionário de fracçâo exacta que representam no seu conjunto as ordens de formação de nervuras consideradas como prejudiciais pelo operador para a qualidade do enrolamento em questão para a formação da embalagem.

No visor de janela do teclado de comando (2) aparecerá o valor dividido por dois, D/2, da distância entre duas curvas adjacentes mais próximas de todo o conjunto ou grupo das referidas curvas de valor de "K" inteiro ou fraccio nário de fracção exacta. O operador, depois de ler o valor D/2, introduzirá um valor, através do teclado de comando (2), que constituirá o desvio mínimo, isto é, a distância mínima que será garantida, pelo aparelho segundo a presente invenção, entre os troços de curva operativos (31) do grupo de recolha e as curvas (32), (34) e (38), sendo estas últimas o lugar geométrico dos pontos de funcionamento a evitar, na medida em que correspondem à formação de nervuras consideradas prejudiciais para o enrolamento em questão.

Depois deste pré-registo, o operador de servi- 22 ço activará o grupo de recolha conhecido. A fonte de motriz (36) levará a velocidade de rotação do rolo motor (6) ao valor de regime, isto é, à velocidade de recolha. Uma vez o rolo motor (6) em regime, serão activadas simultaneamente as fontes motrizes (19) e (8). A came cilíndrica do patim de guia do fio (3) será levada à velocidade de rotação calculada pela unidade de comando (1), a qual terá a função de controlo do referido valor da velocidade de rotação e, portanto, o controlo da velocidade conhecida de translação do guia do fio (não representado), enquanto o mandril porta-embalagens (9) será levado a uma velocidade de rotação de regime estabelecida pelo bloco de controlo e regulação (24). 0 bloco de controlo e regulação (24), já de técnica conhecida, recebe na entrada o valor da frequência com a qual a fonte motriz (16) está a mover em rotação o rolo motor (6) e, portanto, o valor da velocidade de rotação deste último e, na saída do referido bloco (24), envia numa sucessão contínua uma referência de tensão ao conversor de frequência ou inversor (14) que regulará o valor da referida frequência fornecida à fonte motriz (19) para fazer com que a velocidade de rotação periférica do mandril se estabeleça com o mesmo valor da velocidade de rotação periférica do rolo motor de contacto (6).

Estabelecida a igualdade perfeita entre as duas referidas velocidades de rotação periféricas, será activado imediatamente a seguir o contacto periférico entre o mandril (9) e o rolo motor (6), ambos em rotação equivalente, tudo como é bem conhecido nestas técnicas. A unidade de comando (1) do aparelho segundo a 23 presente invenção, elaborando no seu programa interno, por meio do seu microprocessador, ou conjunto de microprocessadores, os dados de entrada provenientes das sondas de análise (4) e (20), fornecerá na saída, através do inversor (7), o valor da frequência para alimentação da fonte motriz (8) para obter a velocidade precisa de rotação da carne cilíndrica do patim de guia do fio (3) de modo que o grupo de recolha opere com os parâmetros de trabalho correspondentes ao ponto (0) do diagrama da fig. 2.

Neste instante, como é conhecido, é activado o lanço de filamento (12) proveniente da instalação de fiação (15), nos túbulos de suporte da embalagem (10).

Para melhor esclarecer a posição do ponto (0) operativo de início de enrolamento define-se o seguinte: a unidade de comando (1) que tem, como atrás se mencionou, os dados inicialmente introduzidos pelo operador, irá, através do seu programa memorizado no microprocessador, calcular a posição do ponto (0) de modo tal que fique a uma distância de qualquer das referidas curvas perigosas maior do que ou, no limite, igual, ao desvio mínimo já estabelecido e introduzido, como atrás se expôs, pelo operador e também de modo tal que fique contido entre as linhas horizontais (33) e (36). A partir do ponto (0) inicia-se o primeiro troço de curva operativa (31) descendente (fig. 2) no qual o enrolamento em formação é o referido "enrolamento de precisão" conhecido, regulando nesse troço de curva a unidade de comando (1), utilizando as informações de entrada enviadas pelas sondas de análise (4) e (20), através do inversor (7), a velo- 24 cidade de rotação da cante cilíndrica do guia de fio (3) que, instante a instante, será ligada à velocidade de rotação do mandril (9), estando esta última em variação contínua, quando varia o diâmetro crescente da embalagem (10) em formação, com a finalidade precisa de manter constante a relação de enrolamento "K" durante o referido troço de curva (31). Quando este último for intersectar a linha horizontal (36), a unidade de comando (1), sempre através do inversor (7), variará instantaneamente a frequência de alimentação da fonte motriz (8) de modo a aumentar, no tempo mais curto possível, a velocidade de rotação da came cilíndrica do guia de fio (3). Incidente-mente, essa aceleração rápida da rotação está representada graficamente na fig. 2 por linhas substancialmente verticais (40). 0 novo ponto operativo de enrolamento do grupo de recolha será representado graficamente pelo ponto HA". O referido ponto "A" deverá ter uma posição ligada à regulação precisa atrás referida para o ponto (O). A unidade de comando (1) terá portanto a função de activar todos os sinais de comando de modo a ter um accionamento preciso comandado pela fonte motriz (8) a fim de obter o conjunto de todos os troços de curva operativos descendentes que começam nos pontos (A), (B), (C), (D), (E), (F), (G), (Η), (I) e (L), para terminarem sobre a linha horizontal (36). Tudo isto é bem visível na fig. 2.

Os troços de curva operativos (31) seguintes estão unidos por troços de linhas substancialmente verticais (40), que unem o fim de um troço de curva (31) com o princípio do troço de curva (31) imediatamente seguinte. Incidente-mente, os pontos de funcionamento (B), (C), (D), (E), (F), (G), (Η), (I) e (L) deverão também ter uma posição ligada às regras precisas atrás expostas para o ponto (0). 0 último troço de curva (31) terminará, sempre pela acção da unidade de comando (1), no ponto em correspondência com o qual se atinge o diâmetro final da embalagem (10), depois do que a referida embalagem será expulsa do mandril (9), para preparar, como é conhecido, o grupo de recolha para as operações necessárias para a formação de novas embalagens de enrolamento cruzados de filamentos (12) provenientes da instalação de fiação (15).

Com o aparelho segundo a presente invenção proporcionou-se um processo susceptível de formar embalagens que apresentam enrolamentos de fio com distribuição perfeita, visto estar isenta de nervuras consideradas prejudiciais nas sucessivas passagens do processo produtivo de uma manufactura têxtil e, visto que todo o aparelho proposto não apresenta mecanismos ou meios mecânicos de construção mais ou menos complexa, mesmo na presença de velocidades muito elevadas de recolha, os enrolamentos nas embalagens estão isentos de efeitos de sobreposição ou "efeito de espelho". É evidente que tudo o que foi descrito é dado unicamente a título de exemplo não limitativo, sendo possíveis variantes e modificações sem se sair do campo de protecção da presente invenção.

Claims (6)

1. -26-

   REIVXUDICAÇÕES 1.- Processo para enrolar fio, distribuindo-o na embalagem em formação, num grupo de recolha de fios sintéticos, quer este ultimo esteja equipado com um mandril porta-bobinas accio-nado a velocidade regulável por uma fonte de energia motriz, ou com um rolo de controlo que se mantém constantemente em contacto com a periferia exterior de diâmetro crescente da embalagem em formação, quer também com uma came do. patim de guia do fio que roda por acção de uma fonte de energia motriz, caracterizado pelo facto de: - se traçarem, comandando a came do patim de guia do fio, os valores dos parâmetros de enrolamento de modo que o grupo de recolha opere ao longo de troços descendentes de curvas, cada uma com "relação de enrolamento" K constante e com valor não inteiro, ou de valor diferente dos que escorvam a formação de nervuras não desejadas, e sendo cada troço descendente de curva mantido a

   uma distância maior/ ou no limite igual a um valor de referência de uma curva qualquer do grupo de curvas de valores de ”K" inteiros ou de fracções exactas, que representam no seu conjunto as ordens de formação de nervuras consideradas prejudiciais para a qualidade do enrolamento em curso; - se conterem os referidos troços de curva no interior de um intervalo delimitado por um valor máximo e por um valor mínimo do ângulo de enrolamento e sendo os referidos valores máximo e mínimo simétricos do valor considerado óptimo para a embalagem em formação.
2. 2. - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracteri-zado pelo facto de o valor máximo e o valor mínimo do ângulo de enrolamento serem respectivamente -5 % do valor do ângulo de enrolamento considerado óptimo para a embalagem em formação.
3. 3. - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracteri-zado pelo facto de o valor de referência tomado para distanciar vantajosamente as curvas de "K" inteiro ou de fracção exacta dos troços de curva operativos ser fixado e pré-registado num valor menor, ou no limite igual a metade da distância das duas curvas adjacentes mais próximas do grupo de curvas de "K" inteiro ou de fracção exacta que representam as ordens de formação de nervuras do "efeito de espelho" consideradas prejudiciais para a qualidade do enrolamento em curso. 4.- -28-
4. 4.- Aparelho para realizar o processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de compreender uma unidade de controlo baseada num microprocessador no qual se inserem inicialmente, por meio de um teclado de comando, os valores dos parâmetros de enrolamento operativos do grupo de recolha juntamente com o valor da ordem de formação de nervuras considerado prejudicial para a embalagem em formação, sendo os referidos valores tratados na unidade de cálculo do microprocessador para a análise computadorizada do grupo de curvas, cada uma com "relação de enrolamento" K constante e com um valor inteiro ou de fracção exacta, chegando depois ao mesmo microprocessador os impulsos elêctricos gerados em cada rotação, ou um seu submúltiplo, do veio da carne do patim de guia dos fios e do veio do mandril porta--bobinas, aplicados por transdutores conhecidos colocados nos mesmos para fornecer de maneira unívoca o conhecimento, em qualquer instante, dos valores da rotação dos referidos veios, sendo estes últimos valores comparados no comparador eléctrico do microprocessador com os referidos parâmetros de enrolamento operativos a fim de gerar mais sinais de comando numa sucessão contínua que activam e controlam a fonte de energia motriz da came do patim de guia dos fios para que o grupo de recolha funcione com parâmetros de trabalho pré-dispostos ao longo dos troços de curva cada um com "relação de enrolamento" K constante e de valor inteiro ou de fracção exacta diferente dos valores que escorvam a formação de nervuras não desejadas e devendo além disso esses

   troços de curva ser deslocados ou para o interior de um intervalo definido por um valor máximo e por um valor mínimo do ângulo de enrolamento ou para uma distância maior, ou pelo menos igual a um valor de referência pré-determinado de uma curva qualquer do grupo de curvas de valores de K inteiros ou de fracções exactas elaborados pela unidade de cálculo do microprocessador.
5. 5. - Aparelho para comandar a distribuição do fio na embalagem em formação num grupo de recolha para fios sintéticos de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo facto de em todas as posições do enrolamento estar presente um aparelho segundo a presente invenção.
6. 6. - Unidade de recolha, caracterizada por estar equipada com um aparelho que permite enrolar o fio distribuindo-o na embalagem em formação tornando esta última isenta de nervuras prejudiciais, de acordo com as reivindicações 1 a 5, Lisboa, 22 de Dezembro de 1989 . O Agente Oficial da Propriedade Industrial