TWI499700B

TWI499700B - 紡紗準備機

Info

Publication number: TWI499700B
Application number: TW098115202A
Authority: TW
Inventors: Michael Ueding; Christian Haas
Priority date: 2008-05-09
Filing date: 2009-05-07
Publication date: 2015-09-11
Also published as: TW201002886A; CN101575753B; DE102008001696B4; DE102008001696A1; JP2009270249A; CN101575753A; JP5469912B2

Description

紡紗準備機

本發明係關於一種紡紗準備機，特別是關於一種併條機、梳理機或精梳機，其配有一套對送至其中的纖維梳條進行拉伸並可能進行並絲的牽伸系統。

此類機械很早即已為人所知。送至本機械的一股或多股纖維梳條通過牽伸進行均勻化處理，所形成的纖維梳條被置於一個條筒中。併條機的牽伸系統通常包括有一對上游滾筒(入口滾筒)、一對中央滾筒以及一對下游滾筒(出口滾筒)，沿被牽伸纖維梳條從其中通過的方向相繼佈置。將纖維梳條夾在其中的每一對滾筒以纖維運動的方向轉動，並採用較高的下游圓周速度，以形成牽伸。上游滾筒與中央滾筒之間的牽伸區被稱為初步牽伸區，而中央滾筒與下游滾筒之間的牽伸區則被稱為主牽伸區。

已有各種改變牽伸的方法，其目的是根據梳條品質感測器所測得的梳條品質變化，對纖維梳條的厚度變化進行補償。對於自調勻整併條機的純入口調節情形，一對上游和中央滾筒中的下滾筒速度會被調節，而下游滾筒的速度不被調節，這意味著所形成的纖維梳條將以恒定速度離開牽伸系統。在純出口調節中，上游和中央滾筒的速度在設備達到全速後即保持恒定，而下游滾筒的速度則被控制，以補償纖維梳條的不規則性。當某一對滾筒的控制或驅動屬於上述情況時，幾乎不變的是在一對滾筒中僅有一個為主動，而另一個為從動。

上述兩種方法的一個缺點在於頻率和幅度相對轉動速度的可能變化量的動態極限，因為要移動的梳條品質(或在此過程中所涉及的機械部件的轉動慣量)相對較大。在本案申請人的DE 10 2004 007 143號專利中已公開了一種針對此問題的補救措施：其中梳條的變化由按照第一控制迴圈中所測得信號的一部分幅值和按照另一控制迴圈中所測得信號的另一部分幅值進行補償。短波和長波信號分量在此分開，並被分別分配至入口和出口調節，由此可使自調勻整併條機的牽伸性能得以改善。

本發明的目的是對梳條品質的高頻變化補償進行專門改進。

這一任務由申請專利範圍第1項的特徵加以完成。

本發明可應用於任何牽伸系統，不論其是僅有兩對滾筒以及相應地僅有一個牽伸區，還是與典型牽伸系統一樣有三個或更多牽伸區。

本發明的優點最顯著地體現在，下游滾筒(對於併條機即為出口滾筒)和砑光滾筒至少在一定時段內可按照比存放設備更低和/或更高的轉速被驅動，以使梳條內的短波(即高頻)故障可獲得補償。存放設備在此情況下不會跟隨下游滾筒和砑光滾筒的轉速變化，至少不會是相同程度的變化。而有利的是，存放設備(特別是轉盤)將以恒定轉速被驅動，或者是其動態範圍小於下游滾筒和砑光滾筒。

據此，建議採用出口調節，其中並非所有跟隨主牽伸區的機械元件都會受相同的速度變化幅度的調節，而是只有下游滾筒和砑光滾筒(也被稱為牽拉滑輪)被以大動態變化量驅動，以補償梳條品質的高頻變化。

特別是，在一種有利的實施方式中，轉盤和存放容器或條筒將持續以基本恒定的速度轉動。受大動態變化調節的梳條品質由此被顯著減少，從而在總體上產生有價值的動態性能改進。

另一方面，已知的併條機在恒定輸出速度(入口調節)條件下被局限於改變主牽伸區之前所涉及的所有機械部件的速度，而在恒定輸入速度(出口調節)條件下則被局限於改變主牽伸區之後所涉及的所有機械部件的速度。由此本發明首次提出，一方面的下游滾筒的速度或下游滾筒和砑光滾筒的速度與另一方面的後續機械部件(具體為轉盤)的速度並不完全相互匹配。相反，本發明有意讓轉盤脫離對下游滾筒和砑光滾筒的速度變化的補償，或者以較小的動態變化進行驅動。

控制設備設計為以下述方式特別有利，在正常生產中，存放設備被以恒定速度驅動。而下游滾筒和砑光滾筒則相反，可以以更低或更高的速度驅動(採用更大的動態變化)，以補償高頻或短波梳條故障。在此有一個令人意外的發現，在使用此類方法時，因一方面的砑光滾筒與另一方面的轉盤或條筒的轉速之差而預期會產生的牽伸故障，對於梳條品質以及在條筒內所產生的存放模式沒有任何負面影響，或者其影響程度可以忽略，原因是其局限於小幅度的轉速的短波變化。

有利的是，出口調節被設計用以對梳條品質的高頻或短波變化進行補償，該變化量應小於標稱品質的20%，小於15%更為有利，小於10%則特別有利。出口調節還適合被設計為對頻率高於5Hz(高於10Hz更為有利)的纖維梳條的變化進行補償。具體而言，已經發現在梳條故障信號分量的頻率高於10Hz、幅值高達梳條品質與標稱品質偏差量的10%的條件下，本發明不會對存放模式或可實現的梳條品質造成任何負面影響。

根據一種特別有利的實施方式，梳條故障信號的低頻分量可通過入口調節加以補償，如同之前在典型的自調勻整併條機上所採用的方式一樣。為此，依據本發明的紡紗準備機將在上游與下游滾筒對之間加裝一對中央滾筒。對於純入口調節情形，上游滾筒和中央滾筒的速度將被控制，保持恒定的速度比，而下游滾筒對、砑光滾筒和存放設備則被以恒定速度驅動。上游滾筒與中央滾筒之間的初步牽伸區內的牽伸在這種情況下將保持恒定，而對梳條品質變化的補償將在中央滾筒對與下游滾筒對之間的主牽伸區內進行。當根據本發明將此類入口調節與出口調節加以組合時，如果上游滾筒和中央滾筒繼續以恒定的初步牽伸被驅動，則比較有利。此外，在此情況下，對纖維梳條內較高頻率變化的補償發生在主牽伸區內。這可以通過設備內部的適當的電腦輔助頻率分配加以實現。在這種設計中，存放設備將繼續被以恒定速度驅動。

上文已介紹的依據本發明的紡紗準備機的實施方式，在主牽伸區內對低頻和高頻分量均可進行補償，其中低頻分量特別適合按雙曲線函數隨中央滾筒(由此也包括上游滾筒)的速度變化加以處理，而高頻分量則由下游滾筒和砑光滾筒的速度的線性變化加以處理。較佳地，梳條故障信號的相位移被計入考慮。

作為對單一設備內低頻和高頻分量補償的替代方式，也可以設想該過程在兩台順序的機器上以兩個順序的步驟來完成，即採用兩級通過方式。在此情況下，第一級通過可以是在採用入口調節的典型自調勻整併條機上，而第二級通過則是在採用上文所述短時(short-period)調節的機器上，或者可以按相反的順序執行兩級通過。

本發明所採用的具體實施例，將藉由以下之實施例及附呈圖式作進一步之說明。

以下將參照第1圖的示意表達，對僅在入口處有調節的一種業界熟知的併條機的基本運行模式進行介紹。

根據這一現有技術的例子，數條基本被拆開的纖維梳條FB被並排送至牽伸系統。當然亦可以僅向併條機輸送單股纖維梳條FB。對纖維梳條FB進行壓緊的漏斗1被置於併條機的入口處。也可以採用其他類型的壓緊設備。在通過組成為一對傳感滾筒的傳感單元2、3之後，此時已被壓緊，且包括有單股纖維梳條FB的纖維梳條FB'被送至牽伸系統4。牽伸系統4通常包括三個牽伸元件或成對的滾筒，實際的牽伸將在它們之間發生。這些成對的滾筒包括上游滾筒5、中央滾筒6以及下游滾筒7，其轉動圓周速度依此順序逐漸增加。由於採用這種配置，纖維梳條FB'按照圓周速度比被牽伸。在由中央滾筒6和下游滾筒7形成的主牽伸區中，還有一根壓力杆8，用以使纖維梳條FB'轉向，由此對在兩對滾筒(中央滾筒6及下游滾筒7)之間未被夾緊的纖維(被稱為浮游纖維)的引導進行特別的改善。借助干上方偏轉滾筒9，被拉伸的纖維梳條FB'被聚攏在一起，至多個梳條引導元件10(見細節放大圖)，並經由砑光滾筒14送入彎曲的梳條通道16，其中一對砑光滾筒14中的一個滾筒承受彈簧15的作用力，以對纖維梳條的橫截面進行測量。在通過位於以角速度ω轉動的轉盤17上的梳條通道16之後，纖維梳條FB'以速度v_L 被置於條筒18中。

在第1圖所示的併條機中，來自傳感單元2、3的信號用於對梳條品質變化的補償。纖維梳條FB'在這兩個傳感單元2、3之間通過；可動的傳感單元3被壓靠在固定位置的傳感單元2上，可動的傳感單元3的偏斜被作為纖維梳條FB'的橫截面的量度指標。例如傳感單元3可與感應傳感元件20耦合，後者採用電壓信號形式的輸出信號被首先送至記憶體21，該記憶體使得從通過傳感單元2、3到進入牽伸系統4之間可以有距離或時間差(FIFO記憶體即先入先出式緩衝區)。在經過此時間差之後，信號將被送至具有評估和調節功能的處理器22。在本例中，主牽伸區內對梳條品質變化的補償通過改變伺服驅動器23的轉速來實現，其產生行星齒輪24的控制旋轉。一對上游滾筒5中的下方滾筒和一對中央滾筒6中的下方滾筒便是由行星齒輪24的受控輸出速度所驅動，而行星齒輪24則由主電動機25驅動。在本例中，由主電動機25驅動的下游滾筒7中的下方滾筒的速度將保持恒定，以此確保所生產的纖維梳條FB'的長度可以精確計算。主電動機25還驅動砑光滾筒14、轉盤17和條筒盤19。

第2圖中顯示出了本發明的併條機1；相同的元件符號用於相同的元件。在這種併條機中，入口調節的方式與第1圖所示併條機相同。然而，主電動機25在此既不驅動下游滾筒7和砑光滾筒14，也不驅動之後在正常運行時速度恒定的存放設備元件(具體而言即轉盤17)，而僅僅驅動行星齒輪24。還有一台獨立的電動機26，專門負責驅動下游滾筒7和砑光滾筒14。轉盤17和與之有固定位置關係的梳條通道16以及條筒盤19均由另外一台速度基本恒定的電動機27驅動。作為替代方案，轉盤17和條筒盤19也可以連接至電動機25；此時電動機27將為多餘的。處理器22對電動機25、26、27發出相應的控制指令。下游滾筒7和砑光滾筒14將接受高度動態的控制，以補償高頻梳條故障(見第3圖)。

第3圖給出了一個梳條故障信號的高度示意性表達。實際上，在梳條故障信號上會疊加很多不同的波形。本例中包含波長L1的基波，其上疊加有波長L2的短波。透過依據本發明提出的下游滾筒7和砑光滾筒14的短時調節，只有波長L2的梳條故障信號中的短波分量會被處理。為此，波長L2的短波分量通過適當的(高通)濾波被去除。長波分量通過另一個不同的過程被處理，在本例中，該過程即為常見的入口調節，其具有如第2圖所示的配置。電動機27在此情況下將驅動轉盤17，而條筒盤19則以基本恒定的速度運行。

第4圖所示為經放大、但也是高度簡化的牽伸系統4與其存放設備。其佈置基本與第2圖類似；然而僅示出了被驅動元件。被以同步速度驅動的元件分別由不同的陰影線表示。上游滾筒5和中央滾筒6被以動態性較低的主動方式驅動，以補償梳條品質的低頻變化(見第2圖中的主電動機25、伺服驅動器23、行星齒輪24)；下游滾筒7和砑光滾筒14則以高度動態的控制加以驅動，以補償梳條品質的較高頻變化，而轉盤17基本以恒定速度運動。纖維梳條FB'回應梳條品質的低頻和高頻變化而在主牽伸區內被拉伸。具有評估功能的處理器22為此將進行適當的頻率分配，以控制伺服驅動器23和電動機26(第3圖)。上游滾筒5和中央滾筒6以及下游滾筒7和砑光滾筒14均採用基本恒定的平均圓周速度，其大小根據已設置的牽伸度而有所不同。下游滾筒7和砑光滾筒14的平均圓周速度的大小對應於轉盤17在纖維梳條出現的點上的恒定圓周速度。

此時如果梳條故障信號中波長L2的短波(即高頻)的正變化(見第3圖)被以增大牽伸的方式進行補償，則從砑光滾筒14到條筒18內逐漸增長的纖維梳條堆上的纖維梳條被置於其上的地方之間，梳條品質會有短時的增加。另一方面，如果是對梳條故障信號中波長L2的短波的負變化進行補償，則在此區域內相應地存在梳條品質的短時降低。

這種在砑光滾筒14與條筒18之間的梳條品質的短暫增加或減少的效應在第5圖和第6圖中示出。如第5圖中所示，在對一個或多個高頻、短波粗厚段進行補償之後，梳條通道16中會有更多的纖維梳條，以使纖維梳條經過一條相對比沿通道的中心軸線的路線更長的路徑。第6圖所示為纖維梳條在梳條通道16內鬆弛度較低的情況，其原因是依據本發明的出口調節已對一個或多個細薄段加以補償。纖維梳條會經過帶通道16內一條較短的路線，但這並不意味著其被拉緊或拉伸。

換言之，對梳條通道16內的梳條品質變化的補償方式為：纖維梳條FB'以對應於下游滾筒6和砑光滾筒14的轉速變化的不規則短間隔，沿梳條通道16內一條較長或較短的路徑通過。梳條通道16具有均化品質緩衝區的作用。這種品質緩衝透過第5圖和第6圖所示狀態之間的不斷變化而實現。

已經發現，當梳條品質的變化幅度小於纖維梳條標稱品質的10%時，以及當其頻率不高於10Hz(即其波長L2相應較短)時，依據本發明的補償將可對纖維梳條的均一度產生特別的改善。否則根據砑光滾筒14與條筒18內的堆積點之間的距離，以及根據梳條通道16的設計，可能發生超出存放容量及牽伸故障。在這種情況下，一方面入口調節將導致均勻化，但另一方面，在牽伸系統之後，被牽伸纖維梳條的故障將再次出現。

由於上述出口調節所形成的纖維梳條運動具有使梳條通道16內梳條路徑持續變化的效果，其附帶作用是防止堆積物在梳條通道16內累積。否則，在輸送速度恒定時，在纖維梳條所無法通過的梳條通道16的一部分內，可能發生堆積物在梳條通道16內累積。通過本發明，作為一項附帶作用，可以在不造成纖維塊堆積的條件下對纖維進行存放。一個具體的風險是，在條筒18被裝滿後，這種纖維塊將從空的梳條通道16內滑出，進入滿的條筒18內；這種情況不好。

以上借助轉盤17(由此也包括梳條通道16)和條筒盤19的轉速基本恒定的典型實施方式對本發明進行了詳細的介紹。然而，也可以在反應相對較慢的條件下來改變轉盤17和條筒盤19的轉速，以提高梳條通道16的存放容量。為此，處理器22可以向電動機27發送適當的指令。

在另一種實施方式中，僅依據本發明提供出口調節，而沒有入口調節。在一種依據第4圖的牽伸系統4中，上游滾筒5、中央滾筒6和轉盤17以及條筒盤19均被以恒定速度驅動，而下游滾筒7和砑光滾筒14則接受變數控制。

在一種進一步的開發方案中，具有入口調節的獨立牽伸系統置於具有出口調節的牽伸系統前方，以形成兩級通過。這兩級通過的順序也可以顛倒。

此外，本發明還可用於矩形條筒。在此情況下，條筒18的橫截面基本為矩形，它們並不在轉動的條筒盤19上，而是在轉動的轉盤17下方以線性模式運動。

項所述之本發明的優勢具體包括：可以對梳條品質的短波變化進行補償(此處“品質”一詞也指厚度和/或密度的變化)，將梳條通道用作品質緩衝器，能夠在常規入口調節上疊加補償，可應用於兩級通過，堆放時不會累積纖維塊，並且能夠通用於併條機、梳理機和精梳機。

由以上之實施例可知，本發明所提供之紡紗準備機確具產業上之利用價值，故本發明業已符合於專利之要件。惟以上之敘述僅為本發明之較佳實施例說明，凡精於此項技藝者當可依據上述之說明而作其它種種之改良，惟這些改變仍屬於本發明之發明精神及以下所界定之專利範圍中。

1．．．漏斗

2．．．傳感單元

3．．．傳感單元

4．．．牽伸系統

5．．．上游滾筒

6．．．中央滾筒

7．．．下游滾筒

8．．．壓力杆

9．．．上方偏轉滾筒

10．．．梳條引導元件

14．．．砑光滾筒

15．．．彈簧

16．．．梳條通道

17．．．轉盤

18．．．條筒

19．．．條筒盤

20．．．感應傳感元件

21．．．記憶體

22．．．處理器

23．．．伺服驅動器

24．．．行星齒輪

25．．．主電動機

26．．．電動機

27．．．電動機

FB、FB'．．．纖維梳條

L1、L2．．．波長

v_L ．．．速度

ω．．．角速度

第1圖顯示現有技術的併條機的側視示意圖；

第2圖顯示本發明的併條機的側視示意圖；

第3圖是梳條故障信號的示意圖；

第4圖是帶有存放設備的牽伸系統的示意性側視圖；

第5圖是纖維梳條經長路線通過轉盤的斷面示意圖；

第6圖是纖維梳條經短路線通過第5圖中的轉盤的斷面示意圖。