WO2022101533A1 - Máquina de hilado y/o torcido de hilos - Google Patents

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WO2022101533A1
WO2022101533A1 PCT/ES2021/070805 ES2021070805W WO2022101533A1 WO 2022101533 A1 WO2022101533 A1 WO 2022101533A1 ES 2021070805 W ES2021070805 W ES 2021070805W WO 2022101533 A1 WO2022101533 A1 WO 2022101533A1
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WO
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thread
spinning
yarn
guide
diameter
Prior art date
Application number
PCT/ES2021/070805
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English (en)
French (fr)
Inventor
Albert Galan Llongueras
Jordi Galan Llongueras
Jose Antonio Latorre Raez
Original Assignee
Twistperfect, S.L.
Casumconi, S.L.
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Publication date
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Priority to US18/268,406 priority patent/US20240035207A1/en
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H13/00—Other common constructional features, details or accessories
    • D01H13/04—Guides for slivers, rovings, or yarns; Smoothing dies
    • D01H13/06—Traversing arrangements
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
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    • D01H13/04—Guides for slivers, rovings, or yarns; Smoothing dies
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H1/00—Spinning or twisting machines in which the product is wound-up continuously
    • D01H1/14—Details
    • D01H1/20—Driving or stopping arrangements
    • D01H1/24—Driving or stopping arrangements for twisting or spinning arrangements, e.g. spindles

Definitions

  • the invention refers to a machine for spinning and/or twisting yarns that provide, to the function for which it is intended, advantages and characteristics, which are described in detail below, which represent an improvement on the current state of the art.
  • the object of the present invention lies in a yarn spinning and/or twisting machine comprising, in addition to the standard elements, means for moving the relative position of the yarn guide with respect to the yarn exit point of the yarn feeding means with a trajectory not aligned with the axis of rotation during a spinning cycle, in such a way that the trajectory of the thread along the total height of the balloons that the thread forms does not collide with the means of collecting the thread and the tension be more constant and, consequently, the shape and number of the balls between the thread guide and the means of generating the ball, which are the ring and slider, be as constant as possible.
  • the invention proposes to use a thread guide with an internal diameter of the thread guide greater than the diameter of the standard thread guides, in such a way that between the exit point of the thread of the thread feeding means and the thread guide a vibration is generated that causes the thread tension is more constant, stable and in balance and, consequently, the shape and number of balloons between the thread guide and the means for generating the diameter of the balloon is more constant.
  • the invention also includes other technical characteristics that they cause the thread tension to be as constant as possible and, consequently, the shape and number of the balls between the thread guide and the ring and slider to also be as constant as possible, stable and balanced.
  • the field of application of the present invention falls within the sector of the industry dedicated to the manufacture of spinning and twisting ring and slider type thread machines.
  • Ring spinning and twisting machines that process yarn with multi-balloon technology basically comprise:
  • - balloon generation means consisting of a ring-slider assembly, movable vertically and concentric with the axis of rotation of the yarn collection means,
  • the yarn collection means comprise a rotating spindle with respect to a fixed structure.
  • the ring-cursor assembly is movable with respect to the spindle in vertical movements of a certain distance up and down until the spinning cycle is completed.
  • the yarn guide is also movable with a movement associated with the position of the ring-slider assembly, creating a distance between them defined as LB (height of the multiple ball zone).
  • this distance LB may or may not be constant, and will depend on the tension of the yarn and/or the number of balloons, which may change during the spinning cycle.
  • the slider is an element that, in addition to correctly directing the thread towards the spindle of the thread collection means, through its mass (milligrams) allows to regulate the tension of the thread and the geometry of the multiple ball during the spinning process and / or twisted thread.
  • WO2018122625 describes a ring spinning and twisting machine that processes the yarn with multiple balloons in which the yarn guide located after the feeding system is always concentric with the axis of rotation of the spindle and is movable in a vertical and vertical path. aligned with that axis.
  • this system is perfectly valid because the angle p of the thread exit or spinning angle from the feeding system to the thread guide allows it to be less than 60 ° with respect to the vertical and a suitable spinning triangle is generated, stable and without breaks.
  • the spinning triangle is known in the sector and is defined as the triangle of the bundle of fibers coming out of the exit point of the feeding means, just at the moment they acquire twist to become yarn.
  • a suitable spinning triangle is associated with a beta spinning angle that is also suitable and never greater than 60° with respect to the vertical.
  • the spinning triangle is not a critical element in ring twisting.
  • the following movements of the thread guide are known: i - The thread guide moves with the same movement of the rocker arm or ring-cursor assembly. Consequently, the distance between the thread guide and the ring-slider assembly is constant. ii - The thread guide moves in synchronization with the movement of the rocker arm or ring-slider assembly. For example, the location of the thread guide is situated at the midpoint of the distance between the ring-slider assembly and the exit point of the thread from the feeding means. iii - The thread guide has no movement. The thread guide is fixed and is independent of the movement of the rocker arm or ring-cursor assembly. The yarn guide is located at any point of the axis of rotation of the spindle of the collection means. iv - The thread guide moves completely independently of the movement of the rocker arm or ring-slider assembly.
  • the path of the yarn between the yarn feeding means and the assembly cursor-ring may collide with the thread collecting means, such as the spindle of the thread collecting means.
  • the change in tension sometimes causes a change in the number of balls generated.
  • the number of balls goes from 2 to 3 or from 3 to 4 and vice versa, that is, from 3 to 2 or from 4 to 3.
  • This change in the shape or number of balls generated causes the slider to move uncontrollably in the ring for a while and the slider has several points of contact with the ring, causing premature wear of the slider and thread breakage.
  • This new state of balance with one ball more or one less causes the position of the cursor to be again +90o and that the contact point of the cursor with the ring is correct, optimizing the durability of the cursor to the maximum, avoiding breakage of threads and/or premature slider changes that entail an expense for the part, machine downtime (reduced efficiency) and the cost of personnel to change the sliders.
  • the variation of the thread tension during the spinning and/or twisting process causes, among other consequences, that the slider moves uncontrollably on the ring for a while and the slider has several points of contact with the ring, causing premature traveler wear and thread breakage.
  • a traveler usually lasts, on average, between 4 and 8 days approximately in the spinning of short fibers. After this period it must be changed for a new one.
  • the position of the slider on the ring and the areas of friction and wear on the slider have been extensively studied, especially the areas of friction between the slider-ring and slider-thread.
  • the slider has a stable position during the entire spinning process.
  • the yarn spinning and/or twisting machine that the invention proposes is configured as the ideal solution to the problem of how to maintain an adequate spinning angle throughout a spinning or twisting process in machines that are limited by their height or distance between the outlet of the thread from the feeding system and the ring and, at the same time, to process the thread with the multiple balloon technology and in order to keep the tension of the thread as constant as possible and therefore avoid its breakage.
  • a second objective of the invention is to prevent the trajectory of the yarn along the area between the yarn guide and the ball generating means from colliding with the yarn collection means when the exit point of the ball thread of the thread feeding means is not aligned with the axis of rotation of the thread collecting means of the thread.
  • a multi-balloon ring yarn spinning and/or twisting machine comprising, like all standard machines:
  • - balloon generation means consisting of a vertically movable ring-slider assembly concentric with the axis of rotation of the collection means.
  • - motor means linked to the thread pick-up means of the thread, and further comprising, in a novel way, means for moving the relative position of the thread guide with respect to the thread exit point of the thread feeding means with a non-aligned trajectory with the axis of rotation of the collection means during a spinning cycle in such a way that the trajectory of the yarn along the ball generation zone does not collide with the yarn collection means and the tension is more constant and, consequently, the shape and number of the balls between the thread guide and the ring-slider assembly is more constant.
  • the yarn guide is generally centered with the axis of the yarn pick-up means of the yarn.
  • the thread guide also rises with a path not aligned with the axis of rotation of the thread pick-up means in order to maintain a distance between the thread guide and the ring-slider assembly such that it does not cause a notable change in tension in the thread and therefore the geometry of the multiple balloons remains stable.
  • the thread guide is located at the upper point of its trajectory, the farthest from the axis of turning of the yarn pick-up means from the yarn and closer to the yarn exit point of the yarn feeding means.
  • the non-alignment of the thread guide with respect to the axis of rotation of the thread collection means causes the multiple balloon structure to not be aligned with the axis of rotation of the thread collection means.
  • the non-alignment of the thread guide preferably, allows, during an entire spinning cycle, to maintain a spinning angle of less than 60° with respect to the vertical and consequently stabilize the process, which would not be possible if the thread guide moved always.
  • the spinning angle is defined as the angle between the straight line of the yarn exit and upper points of the yarn guide path and the vertical at each moment of a spinning cycle.
  • the path of the yarn guide to pass from the lower point to the upper point may be linear or non-linear, that is, it may be a path combined with linear and curved motion.
  • the orientation of the yarn guide is not horizontal.
  • the orientation of the yarn guide can be changed from the horizontal position.
  • the machine comprises programmable control means to modify the position of the thread guide with respect to the position of the ring-slider assembly as a function of the tension of the thread and/or the position of the ring-slider assembly and thus keep it as constant as possible. the tension of the thread and consequently the number of balloons.
  • the machine may comprise means for knowing the tension of the thread and/or means for knowing the position of the ring-slider assembly.
  • the process for spinning and/or twisting yarns may preferably comprise some or all of the following steps:
  • a thread guide movement system that allows the relative position of the thread guide to be moved with respect to the point of exit of the thread from the thread feeding means with a trajectory not aligned with the axis of rotation of the thread collecting means during a spinning cycle, in such a way that the trajectory of the yarn along the ball generation zone does not collide with the means of collection of the thread and the tension is more constant and, consequently, the shape and number of balloons between the thread guide and the means for generating the diameter of the balloon is more constant.
  • the internal diameter of the thread guide is greater than the internal diameter of standard thread guides and less than 1.1 times the generating diameter of the balloon.
  • the thread guide is an element that, in a machine for spinning and/or twisting threads to a ball, has the main function of centering the thread on the axis of rotation of the ball generating means, that is, on the center of the ball generating diameter.
  • ball or ring This element is important since in the spinning and twisting of yarns and the output of the yarn from the drafting train or from the yarn feed rollers is generally separated from the axis of rotation of the ball generating means in order to leave space for the bobbin extraction elements and/or to maintain the spinning triangle concept.
  • the inner diameter of the thread guide to a balloon tends to tend to 0, being It uses dimensions between 2 and 4 mm in internal diameter to simply let the thread pass through it to avoid vibrations in a ball spinning process.
  • the thread guides are usually positioned as close to the spindle, that is, an attempt is made to reduce the distance between the thread guide and the balloon diameter generating means, to ensure that the diameter of the balloon is as small as possible and thus be able to put more spinning stations on the same machine. If said distance is increased in a process of spinning and/or twisting a ball, the diameter of the ball increases due to the centripetal force of the yarn up to the limit that breaks the yarn and touches you with the spindle separator.
  • an element called ball control ring is generally used, whose main function is to prevent the diameter of the ball from growing too much when working at high speeds. spinning speeds.
  • the diameter of the ball grows by the centripetal force of the yarn and the yarn may break when it collides with the spinning station separator.
  • a control ring is placed.
  • the diameter of the control ring is normally greater than the diameter of the balloon generating means, in order to allow the spindle of the yarn collection means to move within the control ring.
  • the Control rings typically have an inside diameter of at least 1.1 times the generating diameter of the balloon or ring.
  • the size of the inside diameter of the yarn guide substantially influences the shape of the freely obtained and balanced balloons and the tension of the yarn in spinning and/or or torsion to multiple balloons.
  • An inner diameter of the thread guide greater than the diameter of the standard thread guides allows vibrations to be generated in the form of strings or false balloons in the area between the exit point of the thread feeding means and the thread guide, which absorb changes in tension. of the thread and allow the tension of the thread to be more constant and therefore the shape and number of the balls in the area between the thread guide and the means for generating the diameter of the ball or cursor ring assembly, to be more constant and stable, thus avoiding and reducing uncontrolled movements of the slider that cause premature thread breakage.
  • the specific measurement of the internal diameter of the thread guide depends on the geometry of the machine (diameter of the ring, diameter of the winding tube, height of the tube, distance between the top of the tube and the exit point, distance between the thread guide and the balloon diameter generating means, distance between the thread exit point of the feeding means and the thread guide, total distance between the thread exit point and the balloon diameter generating means, and the angles of spinning, transition and disturbance, ...) and the type of thread to be processed, among others.
  • the inner diameter of the thread guide is between 0.01 to 0.9 times the diameter of the balloon diameter generating means.
  • the inner diameter of the thread guide is at least between 6 and 30 mm. in ring spinning.
  • the yarn spinning and/or twisting machine comprises means for modifying the internal diameter of the yarn guide to allow the internal diameter of the yarn guide to be, at some point in the spinning process, greater than the diameter of the standard yarn guides and less than 1 .1 times the balloon-generating diameter.
  • the modification of the inner diameter of the thread guide makes it possible to control the vibrations generated in the area between the thread feeding means and the thread guide and, consequently, also to control the tension of the thread in the area between the thread guide and the balloon diameter generation means. .
  • an optimal value is 0.3 times the diameter of 40mm, which corresponds to a thread guide diameter of 12mm for three balloons.
  • thread guides can be placed arranged throughout the area between the exit point of the thread from the feeding means and the balloon diameter generating means, said thread guides can have different diameters and be located in different positions . This embodiment allows greater control of the vibrations generated in the area of multiple balloons.
  • the inner diameters of the yarn guides can be the same or different and can also change over time.
  • the position of the thread guides can be modified depending on the time. DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
  • Figure number 1 -A.- Shows a schematic view of the representation of a thread spinning and/or twisting machine with the thread guide located at the lower point of its rectilinear path and not aligned with the axis of rotation of the means of rotation. pickup and the cursor ring assembly located in the initial minimum position.
  • Figure number 1 -B.- Shows a schematic view of the representation of the thread spinning and/or twisting machine shown in figure 1 -A, in this case with the thread guide located at the top point of its rectilinear path and not aligned with the axis of rotation and the ring located in the maximum final position.
  • Figure number 2-A.- Shows again a schematic view of the representation of a thread spinning and/or twisting machine, here represented with the thread guide located at the lower point of its rectilinear path and not aligned with the axis of rotation. of the collection means and the ring located in the minimum initial position, where, in addition, in this case the thread guide has an angle of inclination of several degrees with respect to the horizontal.
  • Figure number 2-B.- Shows a schematic view of the representation of the yarn spinning and/or twisting machine shown in figure 2-B, in this case represented with the thread guide located at the top of its rectilinear path and not aligned with the axis of rotation of the collection means and with the ring located in the maximum final position, the thread guide having an angle of inclination of several degrees with respect to the horizontal.
  • Figure number 3-A also shows a schematic view of the representation of a thread spinning and/or twisting machine, in this case, with the thread guide located at the lower point of its non-rectilinear trajectory and not aligned with the axis of rotation of the thread collection means and the ring located in the minimum initial position.
  • Figure number 3-B Shows a schematic view of the representation of the thread spinning and/or twisting machine shown in figure 3-B but, in this case, with the thread guide located at the upper point of its trajectory. not straight and not aligned with the axis of rotation of the thread collection means and the ring located in the maximum final position.
  • Figure number 4.- Shows an elevation view of another schematic representation of another example of a yarn spinning and/or twisting machine with more than one balloon, according to the state of the art, showing the main parts and elements that it thus comprises as their relative arrangement.
  • Figure number 5. Shows a schematic view similar to the one shown in figure 4, in this case with a thread guide with an inner diameter of the thread guide greater than the diameter of the standard thread guides and less than 1.1 times the balloon-generating diameter. which causes vibrations between the thread feeding means and the thread guide.
  • Figure number 6. Shows a schematic view similar to those shown in figures 4 and 5, in this case in an example with various thread guides with an inner diameter of the thread guide greater than the diameter of the standard thread guide and less than 1.1 times the diameter that generates balloons that cause different vibration zones between the thread feeding means and the thread guide.
  • Figure number 7.- Shows a schematic view similar to the one shown in figure 6, in this case in an example with a slider stabilizer element located inside the spindle of the thread collection means.
  • the number of balls (B) represented in the figures within the zone (LB) is not limited to two balls.
  • V Axis of rotation of the spindle or means of collecting yarn and of the means balloon diameter generators.
  • LT Total sum zone the lower and the upper zone, between the exit point of the yarn of the feeding means and the collecting means.
  • a fiber structure (3) or roving is fed to a drawing device and is stretches as it passes through the stretching device.
  • the drawing device is considered to be the yarn feeding means (1).
  • the fiber structure (3) or roving leaves the thread feeding means (1) through an exit point (Y1) and is guided by a thread guide (8) towards the mobile ring-slider assembly (5), normally incorporated on a ring bench (6).
  • the fiber structure (3) or roving creates at least two balloons (B), twisting the fiber structure and producing a thread (12).
  • the thread (12) is wound on the thread collection means, such as a tube (2) that engages on a rotating spindle (4) that rotates on an axis (V), usually vertical.
  • the yarn guide (8) follows a path (T) between a lower point (X) and an upper point (Y) that is not coincident with the axis (V ) of the collection media.
  • figures 1A and 1B show, respectively, the two positions of the ring-slider assembly (5) and of the thread guide (8), at the beginning of the spinning cycle (points Z and X respectively) and at the end of the spinning cycle. (points W and Y respectively), and in this case the trajectory (T) of the thread guide (8) is a straight line inclined with respect to the axis of rotation (V) of the spindle (4) or the collection means.
  • figures 2A and 2B show, respectively, the two positions of the ring-slider assembly (5) and of the thread guide (8), at the beginning of the spinning cycle (points Z and X respectively) and at the end of the spinning cycle ( points W and Y respectively), and in this case the trajectory (T) of the thread guide (8) it is a straight line inclined with respect to the axis of rotation (V) of the spindle (4).
  • the difference with the machine shown in Figures 1A and 1B is that the machine shown in Figures 2A and 2B comprises a thread guide (8) inclined at an angle (a) of certain degrees with respect to the horizontal position in order to be able to orient itself best in the position of the upper point (Y), close to the exit point (Y1 ).
  • figures 3A and 3B show, respectively, the two positions of the ring-slider assembly (5) and of the thread guide (8), at the start of the spinning cycle (points Z and X respectively) and at the end of the spinning cycle. yarn (points W and Y respectively), and in this case the trajectory (T) of the thread guide (8) is not linear.
  • the trajectory (T) of the thread guide (8) has an inclination with an angle (a) of a few degrees with respect to the horizontal position, a fact that causes the thread guide (8) at its upper point (Y) to be inclined and to be oriented best.
  • the initial part of the path (T) of the thread guide (8) is straight and centered with the axis (V) and allows the thread guide (8) to rise vertically enough to prevent the thread touches the thread take-up tube (2) before starting to offset the thread guide (8) with respect to the axis (V) by means of the final part of the path (T) in the shape of a curve.
  • the path (T) represented in the figures should be drawn on the thread guide (8) and not on the opposite end of the actuator that includes the thread guide. It has been decided to draw the trajectory at this point in order not to hinder the understanding of the figures. Consequently, in the event that during the spinning process the angle (a) is modified, the trajectory (T) may not coincide with that represented in the figures.
  • the orientation of the thread guide (8) is not horizontal.
  • the thread spinning and/or twisting machine comprises means for modifying the orientation of the thread guide (8) with respect to the horizontal position.
  • said thread guide (8) is inclined with respect to the horizontal line with an angle (a) that is within a range between -45° and +45°.
  • wire guides with an inner diameter of the wire guide (8) greater than the diameter of the standard wire guides (8) and less than 1.1 times the generating diameter of the balloon (DB), as shown in figure 4, allows creating two zones with differentiated functions.
  • the choice of the inner diameter of the yarn guide (8) depends on the tension and stability that occurs in the system during the bobbin formation time.
  • the inner diameter of the thread guide (8) is between 0.01 to 0.9 times the diameter of the balloon diameter generating means (DB).
  • the inner diameter of the thread guide (8) is at least 6 mm and at most 30 mm.
  • the yarn spinning and/or twisting machine comprises means for modifying the internal diameter of the yarn guide (8) during the spinning and/or twisting process to allow the internal diameter of the yarn guide to be, at some point in the spinning process, greater than the diameter of the standard yarn guides (8) and less than 1.1 times the generator of balloon diameter (DB).
  • the thread spinning and/or twisting machine comprises a slider stabilizer element (9) located within the length of the tube (2) of the collection means of the thread.
  • the internal diameter of the stabilizer element of the slider (9) is greater than the diameter of the tube (2) of the collection means and less than the ball diameter generator (DB) and preferably less than the diameter (DB).
  • the slider stabilizer element (9) is a thread guide as the diameter (DB) is less than 1.1.
  • the cursor stabilizer element (9) has the same movement capacity with respect to the ring-cursor assembly (5) as described above.
  • the slider stabilizer element (9) can change its inner diameter during the spinning process.
  • the zone (LB), where the multiple stable balloons are generated is the one located between the slider stabilizer element (9) and the thread guide (8).
  • a false balloon (B') is created that absorbs the differences in tension during spinning, allowing the balloons (B) in the upper area (LB), between the element slider stabilizer (9) and upper thread guide (8) are more stable.
  • This embodiment prevents, to a large extent, the change in relative position between the slider and the ring by keeping the slider in a stable and adequate position and consequently avoids and absorbs the generation of vibrations caused by a change in the relative position between the slider and the ring.
  • Another advantage of this embodiment is the reduction of the balloon generating diameter (DB) from which the multi-balloon zone (LB) is generated.
  • the generating diameter of the ball in this embodiment, is the diameter (DB') of the slider stabilizing element (9).
  • the reduction of the generating diameter of the balloon allows to generate multiple balloons with a zone (LB) of shorter length.
  • This new way of modifying and adjusting the balls can be done in three ways:
  • the way to modify in real time consists of capturing the parameters of the thread tension and/or the position of the cursor and/or the shape of the balls obtained by means of a sensor for this purpose by means of any system or optical, electrical, electronic means, mechanical, load cell,., that gives us a digital, analog, mechanical or any other signal that can be processed and through mechanisms of any kind, PLC, pneumatic, hydraulic, mechanical, electrical, electronic, magnetic.... , and modify in real time the position of the thread guide (8) with respect to the exit point of the thread (Y1) of the thread feeding means (1) and/or modify the internal diameter of the thread guide (8) in such a way that the Modified tension keeps the shape of the balloons constant.
  • One of the ways of modifying the position of the thread guide (8) with respect to the thread exit point (Y1) of the thread feeding means (1) is by means of a geared motor, a PLC screen and specific software that transforms the signal into movement .
  • the system can also be used to jump to the state of balls very quickly without the cursor being affected by interference for a long time, which is the reason for the premature wear of the cursor.
  • both the lower (LB) and upper (LC) zones can be established and fixed, as well as the pre-established internal diameter of the thread guide (8).

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Spinning Or Twisting Of Yarns (AREA)

Abstract

Máquina de hilado y/o torcido de hilos de anillos con múltiples balones que comprende medios para mover la posición relativa del guiahilos (8) respecto al punto de salida del hilo (Y1) de los medios de alimentación de hilo (1) con una trayectoria (T) no alineada con el eje de giro (V) durante un ciclo de hilado de tal manera que la trayectoria del hilo a lo largo de una zona inferior (LB) entre el guiahilos (8) y el conjunto anillo-cursor (5), en que forma al menos 2 balones, no choca con los medios de recogida del hilo (4) para que el proceso de hilado sea estable. Preferentemetne, la trayectoria (T) del guiahilos (8) tiene un primer tramo que mueve el guiahilos (8) sobre el eje de giro (V) de los medios de recogida de hilo (4) y un segundo tramo que mueve el guiahilos (8) alejándose del eje de giro (V) de los medios de recogida de hilo (4).

Description

MÁQUINA DE HILADO Y/O TORCIDO DE HILOS
MEMORIA DESCRIPTIVA
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La invención, tal como expresa el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a una máquina de hilado y/o torcido de hilos que aportan, a la función a que se destina, ventajas y características, que se describen en detalle más adelante, que suponen una mejora del estado actual de la técnica.
El objeto de la presente invención recae en una máquina de hilado y/o torcido de hilos que comprende, además de los elementos estándar, unos medios para mover la posición relativa del guiahilos respecto al punto de salida del hilo de los medios de alimentación de hilo con una trayectoria no alineada con el eje de giro durante un ciclo de hilado, de tal manera que la trayectoria del hilo a lo largo de la altura total de los balones que forma el hilo no choca con los medios de recogida del hilo y la tensión sea más constante y, consecuentemente, la forma y número de los balones entre el guiahilos y los medios de generación del balón, que son el anillo y cursor, sea lo más constante posible.
Adicionalmente, la invención propone utilizar un guiahilos con un diámetro interior del guiahilos superior al diámetro de los guiahilos estándar, de tal manera que entre el punto de salida del hilo de los medios de alimentación de hilo y el guiahilos se genera una vibración que provoca que la tensión del hilo sea más constante, estable y en equilibrio y, consecuentemente, la forma y número de los balones entre el guiahilos y los medios de generación del diámetro del balón sea más constante.
La invención también comprende otras características técnicas que provocan que la tensión del hilo sea lo más constante posible y, consecuentemente, la forma y número de los balones entre el guiahilos y el anillo y cursor sea también lo más constante posible, estable y en equilibrio.
CAMPO DE APLICACIÓN DE LA INVENCIÓN
El campo de aplicación de la presente invención se enmarca dentro del sector de la industria dedicada a la fabricación de máquinas de hilar y retorcer hilo del tipo de anillo y cursor.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Como es sabido, en los procesos de hilatura y retorcido de hilo de anillos con múltiples balones, independientemente del tipo de máquina, es deseable que la tensión del hilo y la forma del balón sean lo más constantes y estables posibles.
Las máquinas de hilatura y torcido de anillos que procesan el hilo con la tecnología de múltiples balones comprenden básicamente:
- unos medios de alimentación de hilo, con un punto de salida del hilo alineado o no alineado con el eje de giro de los medios de recogida de hilo del hilo,
- unos medios de recogida de hilo con un eje de giro,
- un guiahilos, situado entre los medios de alimentación de hilo y los medios de recogida de hilo del hilo o huso,
- medios de generación del balón, consistentes en un conjunto anillo- cursor, movibles verticalmente y concéntricos con el eje de giro de los medios de recogida de hilo,
- y unos medios motores vinculados a los medios de recogida de hilo, de tal manera que al girar, gracias a los medios motores, los medios de recogida de hilo en tomo a su eje de giro, el hilo transcurre desde los medios de alimentación de hilo una vez atravesado el guiahilos con una configuración de múltiple balón y una trayectoria helicoidal hasta el conjunto anillo-cursor que lo direcciona a los medios de recogida de hilo.
Los medios de recogida de hilo comprenden un huso giratorio respecto a una estructura fija. Con el objetivo de recoger o plegar el hilo correctamente sobre el huso, el conjunto anillo-cursor es movible respecto al huso en movimientos verticales de cierta distancia arriba y abajo hasta completar el ciclo de hilado. Durante el ciclo de hilado el guiahilos también es movible con un movimiento asociado a la posición del conjunto anillo-cursor, creándose una distancia entre ellos definida como LB (altura de la zona de múltiple balón). Durante el ciclo de hilado, esta distancia LB puede ser constante o no, y dependerá de la tensión del hilo y/o la cantidad de balones, que podrá ser cambiante durante el ciclo del hilado.
El cursor es un elemento que, además de direccionar correctamente el hilo hacia el huso de los medios de recogida de hilo, a través de su masa (miligramos) permite regular la tensión del hilo y la geometría del múltiple balón durante el proceso de hilado y/o torcido del hilo.
Existen diferentes tecnologías específicas de hilatura y retorcido de anillos con múltiples balones:
Por un lado, WO2018122625 describe una máquina de hilar y retorcer de anillos que procesa el hilo con múltiples balones en la que el guiahilos situado después del sistema de alimentación es siempre concéntrico con el eje de giro del huso y es movible en una trayectoria vertical y alineada con dicho eje. Cuando las dimensiones de la maquina permiten que la altura de la zona de múltiple balón sea grande, dicho sistema es perfectamente válido porque el ángulo p de salida del hilo o ángulo de hilado desde el sistema de alimentación hasta el guiahilos permite que sea menor de 60° respecto la vertical y se genere un triángulo de hilatura adecuado, estable y sin roturas.
El triángulo de hilatura es conocido en el sector y se define como el triángulo del haz de fibras salientes del punto de salida de los medios de alimentación, justo en el momento que adquieren torsión para convertirse en hilo. Un triángulo de hilatura adecuado está asociado a un ángulo de hilado beta también adecuado y nunca mayor de 60° respecto a la vertical.
El triángulo de hilatura no es un elemento crítico en retorcido de anillos.
Una opción conocida en el estado de la técnica en hilado a un balón para reducir los cambios de tensión del hilo es mover la posición del guiahilos, pero siempre sobre el eje de giro del huso de los medios de recogida.
Son conocidos los siguientes movimientos del guiahilos: i - El guiahilos se mueve con el mismo movimiento del balancín o conjunto anillo-cursor. Consecuentemente, la distancia entre el guiahilos y el conjunto anillo-cursor es constante. ii - El guiahilos se mueve de manera sincronizada con el movimiento del balancín o conjunto anillo-cursor. Por ejemplo, la localización del guiahilos se sitúa en el punto medio de la distancia entre el conjunto anillo-cursor y el punto de salida del hilo de los medios de alimentación. iii - El guiahilos no tiene movimiento. El guiahilos está fijo y es independiente del movimiento del movimiento del balancín o conjunto anillo-cursor. El gulahilos se sitúa en cualquier punto del eje de giro del huso de los medios de recogida. iv - El guiahilos se mueve de forma totalmente independiente del movimiento del movimiento del balancín o conjunto anillo-cursor.
En ocasiones, especialmente en hilatura de anillos, cuando el punto de salida del hilo de los medios de alimentación de hilo se encuentra próximos al guiahilos, al subir el guiahilos verticalmente y concéntricamente al eje de giro de los medios de recogida de hilo, se genera un ángulo de hilado demasiado acusado (mayor de 60° respecto la vertical) que provoca roturas del hilo.
Sería interesante encontrar una solución que permitiera el movimiento del guiahilos, con el objetivo de mantener la tensión del hilo constante, a la vez que se mantuviera el ángulo de hilado dentro de los parámetros adecuados para evitar roturas.
En otras ocasiones, cuando el punto de salida del hilo de los medios de alimentación del hilo no está alineado con el eje de giro de los medios de recogida de hilo del hilo, la trayectoria del hilo entre los medios de alimentación del hilo y el conjunto anillo-cursor puede chocar con los medios de recogida del hilo, tal como el huso de los medios de recogida del hilo.
Sería entonces interesante encontrar también una solución que evitara que la trayectoria del hilo durante la distancia o zona entre el guiahilos y el conjunto anillo-cursor, chocara con los medios de recogida del hilo cuando el punto de salida del hilo de los medios de alimentación del hilo no está alineado con el eje de giro de los medios de recogida de hilo del hilo. Por otra parte, durante el proceso de hilatura o torsión, la tensión del hilo puede variar, modificando la forma del balón y finalmente modificando la posición del cursor respecto el anillo. Existen diferentes motivos que provocan un cambio de tensión del hilo. Los cambios de tensión en el hilo modifican la geometría de los balones.
En el caso de máquinas de hilado y/o torsión que trabajan con múltiples balones, el cambio de tensión provoca en ciertas ocasiones un cambio en el número de balones generados. Por ejemplo, el número de balones pasa de 2 a 3 o de 3 a 4 y viceversa, es decir de 3 a 2 o de 4 a 3.
Este cambio en la forma o en el número de balones generados, provoca que el cursor se mueva de forma incontrolada en el anillo durante un tiempo y tenga varios puntos de contacto el cursor con el anillo, provocando desgaste prematuro del cursor y roturas de hilo.
Uno de los motivos de esta situación es que el ángulo del hilo con la base del anillo, medido en el extremo tangente izquierdo del anillo en su vista frontal, pasa de + de 90º a menos de 90° respecto de la base del anillo o horizontal. Este cambio provoca que la tensión varíe durante un cierto tiempo de forma inestable hasta que, transcurrido un tiempo, vuelve a la posición inicial o cambia de número de balones, llegando al equilibrio de nuevo. Este nuevo estado de equilibrio con un balón más o uno menos provoca que la posición del cursor sea de nuevo de + 90º y que su punto de contacto del cursor con el anillo sea el correcto, optimizando al máximo la durabilidad del cursor, evitando roturas de hilos y/o cambios prematuros de cursor que suponen un gasto de la pieza, tiempo de paro de la maquina (reducción de la eficiencia) y coste de personal para realizar el cambio de los cursores. La inestabilidad del balón o el cambio de estado de un número de balón a otro número de balón, sea cual sea el número, se produce normalmente en determinadas condiciones de hilatura, como la altura del guiahilos respecto del conjunto de cursor y anillo o respecto del punto de salida del hilo, peso del cursor, diámetro generador de balón, diámetro del guiahilos, tipo de hilo, material, sistema de hilatura (peinado, cardado...), torsión, modelo de máquina, estado de desgaste del cursor y de los anillos, altura del tubo, diámetro del anillo, altura del anillo, diámetro del tubo entre otros.
Por tanto, para conseguir que la durabilidad del cursor sea óptima, sería deseable conseguir que el cursor no cambie el ángulo del hilo con la base del anillo y mantenga un recorrido y posición estables. Para que no se mueva es necesario evitar la inestabilidad del balón o los cambios de estado o transición de un balón a otro que afectan a la estabilidad de la posición del cursor.
La variación de la tensión del hilo durante el proceso de hilado y/o torcido, provoca, entre otras consecuencias, que el cursor se mueva de forma incontrolada en el anillo durante un tiempo y tenga varios puntos de contacto el cursor con al anillo, provocando desgaste prematuro del cursor y roturas de hilo.
A modo de ejemplo, un cursor suele durar, como media, entre 4 y 8 días aproximadamente en la hilatura de fibras cortas. Después de este periodo debe cambiarse por otro nuevo. Está muy estudiada la posición del cursor en el anillo y las zonas de fricción y desgaste del cursor, especialmente las zonas de fricción entre el cursor-anillo y cursor-hilo.
Cuando el cursor no se cambia preventivamente, empiezan a producirse roturas de hilos, que hacen necesario la atención del operario para empalmarlo, reducen la eficiencia de la máquina, al estar un tiempo sin producir esa posición, y reducen la calidad del hilado puesto que este hilo tendrá una zona o punto débil, aproximadamente un 80 % de la resistencia habitual en hilatura y retorcido.
Por tanto, es especialmente importante que el cursor tenga una posición estable durante todo el proceso de hilatura.
Sería interesante encontrar una solución que evitara el cambio en el número de balones generados y las vibraciones y consecuentemente evitara el cambio de posición relativa entre en cursor y el anillo.
Por otra parte, y como referencia al estado actual de la técnica, cabe señalar que, al menos por parte del solicitante, se desconoce la existencia de ninguna otra máquina de hilado o invención similar que presente unas características técnicas, iguales o semejantes a las que presenta la que aquí se reivindica.
EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN
La máquina de hilado ylo torcido de hilos que la invención propone se configura como la solución idónea al problema de cómo poder mantener un ángulo de hilado adecuado durante todo un proceso de hilado o torcido en máquinas que están limitadas por su altura o distancia entre la salida del hilo del sistema de alimentación y el anillo y, al mismo tiempo de procesar el hilo con la tecnología de múltiple balón y con la finalidad de mantener lo más constante posible la tensión del hilo y por lo tanto evitar roturas del mismo.
Un segundo objetivo de la invención es evitar que la trayectoria del hilo a lo largo de la zona entre el guiahilos y los medios de generación del balón choque con los medios de recogida del hilo cuando el punto de salida del hilo de los medios de alimentación del hilo no está alineado con el eje de giro de los medios de recogida de hilo del hilo.
Los detalles caracterizadores de la invención que lo hacen posible están recogidos en las reivindicaciones finales que acompañan a la presente descripción.
Concretamente, una máquina de hilado y/o torcido de hilo de anillos con múltiples balones que comprende como todas las máquinas estándar:
- unos medios de alimentación de hilo con un punto de salida del hilo, alineado o no alineado con el eje de giro de los medios de recogida de hilo del hilo,
- unos medios de recogida de hilo del hilo con un eje de giro,
- un guiahilos situado entre los medios de alimentación de hilo y los medios de recogida de hilo del hilo,
- medios de generación del balón, consistentes en un conjunto anillo- cursor movibles verticalmente y concéntricos con el eje de giro de los medios de recogida.
- unos medios motores vinculados a los medios de recogida de hilo del hilo, y además comprende, de manera novedosa, medios para mover la posición relativa del guiahilos respecto al punto de salida del hilo de los medios de alimentación de hilo con una trayectoria no alineada con el eje de giro de los medios de recogida durante un ciclo de hilado de tal manera que la trayectoria del hilo a lo largo de la zona de generación del balón no choca con los medios de recogida del hilo y la tensión sea más constante y, consecuentemente, la forma y número de los balones entre el guiahilos y el conjunto anillo-cursor sea más constante. En el inicio del ciclo de hilado, cuando el conjunto anillo-cursor movibles en altura está situado en la zona inferior de los medios de recogida de hilo del hilo, el guiahilos está generalmente centrado con el eje medios de recogida de hilo del hilo.
A medida que el ciclo avanza, es decir a medida que el conjunto anillo- cursor sube verticalmente, el guiahilos también sube con una trayectoria no alineada con el eje de giro de los medios de recogida de hilo con el objetivo de mantener una distancia entre el guiahilos y el conjunto anillo-cursor tal que no provoque un cambio de tensión notable en el hilo y por lo tanto la geometría de los múltiples balones se mantenga estable.
En el final del ciclo de hilado, cuando el conjunto anillo-cursor está en el punto final, o parte superior de los medios de recogida de hilo, el guiahilos se encuentra situado en el punto superior de su trayectoria, lo más alejado del eje de giro de los medios de recogida de hilo del hilo y más cerca del punto de salida del hilo de los medios de alimentación de hilo.
La no alineación del guiahilos respecto al eje de giro de los medios de recogida de hilo provoca que la estructura de múltiple balón no esté alineada con el eje de giro de los medios de recogida de hilo. No obstante, y gracias a la posición relativa del guiahilos y el conjunto anillo-cursor respecto al punto de salida del hilo de los medios de alimentación de hilo, se asegura que la trayectoria del hilo a lo largo de la zona de generación de balones no choca con los medios de recogida del hilo.
Al mismo tiempo la no alineación del guiahilos, preferentemente, permite, durante todo un ciclo de hilado, mantener un ángulo de hilado inferior a 60° respecto la vertical y en consecuencia estabilizar el proceso, cosa que no sería posible si el guiahilos se moviera siempre vertical y alineado con el eje de giro de los medios de recogida de hilo. El ángulo de hilado se define como el ángulo que forman la línea recta de los puntos de salida del hilo y superior de la trayectoria del guiahilos y la vertical en cada momento de un ciclo de hilado.
La trayectoria del guiahilos para pasar desde el punto inferior al punto superior puede ser lineal o no lineal, es decir, puede ser una trayectoria combinada con movimiento lineal y curvo.
En una realización preferente, la orientación del guiahilos no es horizontal.
En otra realización preferente, la orientación del guiahilos puede modificarse respecto la posición horizontal.
En una realización preferente, la máquina comprende medios de control programables para modificar la posición del guiahilos respecto a la posición del conjunto anillo-cursor en función de la tensión del hilo y/o posición del conjunto anillo-cursor y así mantener lo más constante posible la tensión del hilo y consecuentemente el número de balones. En esta realización la máquina puede comprender medios para conocer la tensión del hilo y/o medios para conocer la posición del conjunto anillo-cursor.
Gracias a la máquina descrita, es posible realizar un procedimiento para hilar y/o torcer de hilos que comprenda una etapa donde se mueva la posición relativa del guiahilos respecto al punto de salida del hilo de los medios de alimentación de hilo con una trayectoria no alineada con el eje de giro de los medios de recogida de hilo durante un ciclo de hilado, de tal manera que la trayectoria del hilo a lo largo de la zona de generación de balones no choca con los medios de recogida de hilo y la tensión sea más constante y, consecuentemente, la forma y número de los balones entre el guiahilos y la generación del diámetro del balón sea más constante. El procedimiento para hilar y/o torcer de hilos, preferentemente, puede comprender alguna o todas de las etapas siguientes:
- Mover el guiahilos con una trayectoria lineal o no lineal.
- Mover el guiahilos con una trayectoria que tiene un primer tramo que mueve el guiahilos sobre el eje de giro de los medios de recogida de hilo del hilo y un segundo tramo que mueve el guiahilos alejándose del eje de giro de los medios de recogida de hilo.
- Modificar la orientación del guiahilos respecto a la horizontal en algún punto de su trayectoria.
- Modificar automáticamente, gracias a medios de control programables, la posición del guiahilos respecto a la posición del conjunto anillo-cursor en función de la tensión del hilo y/o posición del conjunto anillo-cursor, y así mantener lo más constante posible la tensión del hilo y, consecuentemente, el número de balones.
También es posible modificar una máquina de hilado y/o torcido de hilos estándar para que efectúen el procedimiento anterior descrito.
Para conseguir que una máquina de hilado y/o torcido de hilos estándar efectúe el método anterior descrito, se realizarán las siguientes etapas:
- Extraer el guiahilos original.
- Extraer los limitadores de balón.
- Incorporar un sistema de movimiento de un guiahilos que permita mover la posición relativa del guiahilos respecto al punto de salida del hilo de los medios de alimentación de hilo con una trayectoria no alineada con el eje de giro de los medios de recogida de hilo durante un ciclo de hilado, de tal manera que la trayectoria del hilo a lo largo de la zona de generación de balones no choque con los medios de recogida del hilo y la tensión sea más constante y, consecuentemente, la forma y número de los balones entre el guiahilos y los medios de generación del diámetro del balón sea más constante.
Opcionalmente se pueden realizar todos o parte de las siguientes etapas:
- Instalar medios para modificar la orientación del guiahilos respecto a la horizontal.
- Instalar medios para conocer la tensión del hilo y/o medios para conocer la posición del conjunto anillo-cursor.
- Instalar medios de control programables para modificar la posición del guiahilos respecto a la posición del conjunto anillo-cursor en función de la tensión del hilo y/o posición del conjunto anillo-cursor y así mantener lo más constante posible la tensión del hilo y consecuentemente el número de balones.
Por otra parte, en una realización preferente de la invención, el diámetro interior del guiahilos es superior al diámetro interior de los guiahilos estándar e inferior a 1 ,1 veces el diámetro generador del balón.
El guiahilos es un elemento que, en una máquina de hilado y/o torcido de hilos a un balón, tiene como función principal centrar el hilo en el eje de giro de los medios generación del balón, es decir sobre el centro de diámetro generador de balón o anillo. Este elemento es importante puesto que en la hilatura y torcido de hilos y la salida del hilo del tren de estiraje o de los rodillos de alimentación del hilo está, generalmente, separado del eje de giro de los medios generación del balón para poder dejar espacio a los elementos de extracción de la husada y/o para mantener el concepto de triangulo de hilatura.
El diámetro interior de los guiahilos a un balón suele tender a 0, siendo habituates unas dimensiones de entre 2 y 4 mm de diámetro interior para simplemente dejar pasar el hilo a través suyo para evitar las vibraciones en un proceso de hilatura a un balón.
Además, habitualmente, los guiahilos se posicionan lo más cerca del huso, es decir, se intenta reducir la distancia entre el guiahilos y los medios de generación del diámetro del balón, para conseguir que el diámetro del balón sea lo más pequeño posible y así poder poner más estaciones de hilado en la misma máquina. Si se aumenta dicha distancia en un proceso de hilatura y/o torsión a un balón, el diámetro del balón se incrementa por fuerza centrípeta del hilo hasta el límite que rompe el hilo y, te toca con el separador de husos.
El experto en la materia sabe que si se modifica el diámetro del guiahilos se produce un efecto de vellosidad del hilo, es decir, a más diámetro interior del guiahilos, menor calidad del hilo por incremento de la vellosidad por las vibraciones que se producen antes del guiahilos en un proceso de hilatura a un balón.
Por otro lado, en las máquinas de hilado y/o torsión a un balón, generalmente, se utiliza un elemento que se denomina anillo de control de balón cuya función principal es la de evitar que el diámetro del balón crezca demasiado cuando se trabaja a altas velocidades de hilado. Cuando se hila a altas velocidades a un balón, el diámetro del balón crece por la fuerza centrípeta de hilo y puede romperse el hilo cuando este colisiona con el separador de estaciones de hilado. Para evitar este efecto negativo y tener controlado el diámetro del balón para que el hilo no colisione con los separadores de estaciones de hilado, se coloca un anillo de control. El diámetro del anillo de control normalmente es superior al diámetro de los medios de generación del balón, con el fin de permitir que el huso de los medios de recogida del hilo pueda moverse dentro del anillo de control. Los anillos de control normalmente tienen un diámetro interior de, como mínimo, 1 ,1 veces el diámetro generador de balón o anillo.
Se ha descubierto en esta patente que el tamaño del diámetro interior del guiahilos, es decir, el diámetro del agujero del guiahilos, influye sustancialmente en la forma de los balones obtenidos de manera libre y equilibrados y en la tensión del hilo en la hilatura y/o torsión a múltiples balones.
Un diámetro interior del guiahilos superior al diámetro de los guiahilos estándar permite que, en la zona entre el punto de salida de los medios de alimentación del hilo y el guiahilos, se generen vibraciones en forma de cuerdas o falsos balones que absorben los cambios de tensión del hilo y permiten que la tensión del hilo sea más constante y por lo tanto que la forma y número de los balones en la zona entre el guiahilos y los medios de generación del diámetro del balón o conjunto anillo cursor, sea más constante y estable, evitando y reduciendo así movimientos incontrolados del cursor que provocan roturas del hilo prematuras.
No obstante, la medida concreta del diámetro interior del guiahilos depende de la geometría de la maquina (diámetro del anillo, diámetro del tubo de enrollado, altura del tubo, distancia entre la parte superior del tubo y el punto de salida, distancia entre el guiahilos y los medios de generación del diámetro del balón, distancia entre el punto de salida del hilo de los medios de alimentación y el guiahilos, distancia total entre el punto de salida del hilo y los medios de generación del diámetro del balón, y los ángulos de hilado, de transición y perturbación, ... ) y del tipo de hilo a procesar entre otras.
Preferentemente, el diámetro interior del guiahilos está entre 0,01 a 0,9 veces el diámetro de los medios de generación del diámetro del balón. Preferentemente el diámetro interior del guiahilos es de, como mínimo, entre 6 y 30 mm. en hilatura de anillos.
Preferentemente, la máquina de hilado y/o torcido de hilos comprende medios para modificar el diámetro interior del guiahilos para permitir que el diámetro interior del guiahilos sea, en algún momento del proceso de hilado, superior al diámetro de los guiahilos estándar e inferior a 1 ,1 veces el diámetro generador de balón.
La modificación del diámetro interior del guiahilos permite controlar las vibraciones generadas en la zona entre los medios de alimentación del hilo y el guiahilos y, consecuentemente, controlar también la tensión del hilo en la zona entre el guiahilos y los medios de generación del diámetro del balón.
Así, como ejemplo para producir un hilo 20Ne de algodón en múltiples balones con una maquina cuyo diámetro de anillos es de 40mm, un valor óptimo es 0,3 veces el diámetro de 40mm lo que corresponde a un diámetro de guiahilos de 12mm a tres balones.
En una realización preferente, se pueden situar vahos guiahilos dispuestos en toda la zona comprendida entre el punto de salida del hilo de los medios de alimentación y los medios de generación del diámetro de balón, dichos guiahilos pueden tener distintos diámetros y estar situados en distintas posiciones. Esta realización permite un mayor control de las vibraciones generadas en la zona de múltiples balones.
Los diámetros interiores de los guiahilos pueden ser iguales o distintos y también se pueden modificar en función del tiempo. La posición de los guiahilos puede modificarse en función del tiempo. DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, unos planos en los que, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura número 1 -A.- Muestra una vista esquemática de la representación de una máquina de hilado y/o torcido de hilos con el guiahilos situado en el punto inferior de su trayectoria rectilínea y no alineada con el eje de giro de los medios de recogida y el conjunto anillo cursor situado en la posición mínima inicial.
La figura número 1 -B.- Muestra una vista esquemática de la representación de la máquina de hilado y/o torcido de hilos mostrada en la figura 1 -A, en este caso con el guiahilos situado en el punto superior de su trayectoria rectilínea y no alineada con el eje de giro y el anillo situado en la posición máxima final.
La figura número 2-A.- Muestra nuevamente una vista esquemática de la representación de una máquina de hilado y/o torcido de hilos, aquí representada con el guiahilos situado en el punto inferior de su trayectoria rectilínea y no alineada con el eje de giro de los medios de recogida y el anillo situado en la posición mínima inicial, donde, además, en este caso el guiahilos presenta un ángulo de inclinación de varios grados respecto de la horizontal.
La figura número 2-B.- Muestra una vista esquemática de la representación de la máquina de hilado y/o torcido de hilos mostrada en la figura 2-B, en este caso representada con el guiahilos situado en el punto superior de su trayectoria rectilínea y no alineada con el eje de giro de los medios de recogida y con el anillo situado en la posición máxima final, presentando el guiahilos un ángulo de inclinación de varios grados respecto la horizontal.
La figura número 3-A.- Muestra igualmente una vista esquemática de la representación de una máquina de hilado y/o torcido de hilos, en este caso, con el guiahilos situado en el punto inferior de su trayectoria no rectilínea y no alineada con el eje de giro de los medios de recogida del hilo y el anillo situado en la posición mínima inicial.
La figura número 3-B.- Muestra una vista esquemática de la representación de la máquina de hilado y/o torcido de hilos mostrada en la figura 3-B pero, en este caso, con el guiahilos situado en el punto superior de su trayectoria no rectilínea y no alineada con el eje de giro de los medios de recogida de hilo y el anillo situado en la posición máxima final.
La figura número 4.- Muestra una vista en alzado de otra representación esquemática de otro ejemplo de una máquina de hilado y/o torcido de hilos con más de un balón, según el estado del arte, apreciándose las principales partes y elementos que comprende así como la disposición relativa de las mismas.
La figura número 5.- Muestra una vista esquemática similar a la mostrada en la figura 4, en este caso con un guiahilos con un diámetro interior del guiahilos superior al diámetro de los guiahilos estándar e inferior a 1 ,1 veces el diámetro generador de balones que provoca unas vibraciones entre los medios de alimentación del hilo y el guiahilos.
La figura número 6.- Muestra una vista esquemática similar a las mostradas en las figuras 4 y 5, en este caso en un ejemplo con diversos guiahilos con un diámetro interior del guiahilos superior al diámetro de los guiahilos estándar e inferior 1 ,1 veces el diámetro generador de balones que provocan diferentes zonas de vibraciones entre los medios de alimentación del hilo y el guiahilos.
La figura número 7.- Muestra una vista esquemática similar a la mostrada en la figura 6, en este caso en un ejemplo con un elemento estabilizador del cursor situado dentro del huso de los medios de recogida de hilo.
El número de balones (B) representados en las figuras dentro de la zona (LB) no que limitado a dos balones.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
A la vista de las mencionadas figuras, se pueden observar diferentes formas de realización de la invención en una representación esquemática de una máquina de hilado y/o torcido de hilos, de acuerdo con la numeración adoptada según el siguiente listado de referencias numéricas:
1 . Medios de alimentación de hilo.
2. Tubo.
3. Estructura de fibra.
4. Huso o medio de recogida de hilo.
5. Conjunto anillo-cursor.
6. Banco de anillos.
8. Guiahilos. 8’ guiahilos intermedio, 8" guiahilos superior.
9. Elemento estabilizador del cursor.
10. Cursor
12. Hilo
Y1 . Punto de salida del hilo de los medios de alimentación.
V. Eje de giro del huso o medios de recogida de hilo y de los medios generadores del diámetro de balón.
V . eje descentrado del guiahilos respecto del eje V
T. Trayectoria del guiahilos entre los puntos inferior (X) y superior (Y)
X. Punto inferior de la trayectoria del guiahilos
Y. Punto superior de la trayectoria del guiahilos
Z. Punto de posición mínima inicial del conjunto anillo-cursor.
W. Punto de posición máxima final del conjunto anillo-cursor.
B. Balones.
B’. Vibraciones del hilo o falsos balones
DB. Diámetro generador de balón.
DB’. Diámetro del elemento estabilizador del cursor (9)
LB. zona inferior de generación de balones, entre el guiahilos y los medios de recogida de hilo o los medios de generación del diámetro del balón.
LC. Zona superior entre el punto de salida del hilo de los medios de alimentación y el guiahilos.
LA. Zona cercana al anillo entre el elemento estabilizador del cursor y el conjunto anillo-cursor.
LT. Zona de suma total la zona inferior y la superior, entre el punto de salida del hilo de los medios de alimentación y los medios de recogida. α. Ángulo inclinación guiahilos respecto de la horizontal. β. Ángulo de hilado entre los puntos (Y1 ) y (Y) respecto la vertical
Así, tal como se observa en las figuras 1 -A, 1-B, 2-A, 2-B, 3-A y 3-B, una estructura de fibra (3) o mecha alimenta a un dispositivo de estirado y se estira a medida que pasa por el dispositivo de estirado. En esta realización el dispositivo de estirado se consideran los medios de alimentación de hilo (1 ). La estructura de fibra (3) o mecha sale de los medios de alimentación de hilo (1 ) por un punto de salida (Y1 ) y es guiada por un guiahilos (8) hacia el conjunto anillo-cursor (5) móvil, normalmente incorporado en un banco de anillo (6). Entre el guiahilos (8) y el conjunto anillo-cursor (5), la estructura de fibra (3) o mecha crea, al menos, dos balones (B), torciendo la estructura de fibra y produciéndose un hilo (12). Finalmente, tras atravesar el conjunto anillo-cursor (5), el hilo (12) se enrolla en los medios de recogida de hilo, tal como un tubo (2) que se acopla sobre un huso (4) giratorio que gira sobre un eje (V), normalmente, vertical.
En la máquina de hilado y/o torcido de hilos objeto de la invención, el guiahilos (8) sigue una trayectoria (T) entre un punto inferior (X) y un punto superior (Y) que no es coincidente con el eje (V) de los medios de recogida.
Con el objetivo de evitar que la trayectoria del hilo a lo largo de la zona de generación de múltiples balones (LB), entre el guiahilos (8) y los medios de recogida de hilo, choque con los medios de recogida del hilo (3) y evitar aumentar demasiado el ángulo de hilado (P), es decir de la salida de hilo (Y1 ) respecto de la vertical o eje (V) de giro de los medios de recogida, cuando dicho punto de salida del hilo (Y1 ) de los medios de alimentación del hilo (1 ) no está alineado con dicho eje de giro (V) de los medios de recogida de hilo, la trayectoria (T) del guiahilos (8) nunca estará alineada en su totalidad con el eje de giro (V) de huso (4) o los medios de recogida del hilo.
Concretamente, las figuras 1A y 1 B muestran, respectivamente, las dos posiciones del conjunto anillo-cursor (5) y del guiahilos (8), al inicio del ciclo de hilado (puntos Z y X respectivamente ) y al final del ciclo de hilado (puntos W y Y respectivamente), y en este caso la trayectoria (T) del guiahilos (8) es una línea recta inclinada respecto al el eje de giro (V) del huso (4) o los medios de recogida .
Concretamente, las figuras 2A y 2B muestran, respectivamente, las dos posiciones del conjunto anillo-cursor (5) y del guiahilos (8), al inicio del ciclo de hilado (puntos Z y X respectivamente) y al final del ciclo de hilado (puntos W y Y respectivamente), y en este caso la trayectoria (T) del guiahilos (8) es una línea recta inclinada respecto al eje de giro (V) del huso (4). La diferencia con la máquina representada en las figuras 1A y 1 B, es que la máquina representada en las figuras 2A y 2B comprende un guiahilos (8) inclinado con un ángulo (a) de unos ciertos grados respecto de la posición horizontal para poder orientarse mejor en la posición del punto superior (Y), cercano al punto de salida (Y1 ).
Y, concretamente, las figuras 3A y 3B muestran, respectivamente, las dos posiciones del conjunto anillo-cursor (5) y del guiahilos (8), al inicio del ciclo de hilado (puntos Z y X respectivamente) y al final del ciclo de hilado (puntos W y Y respectivamente), y en este caso la trayectoria (T) del guiahilos (8) no es lineal. La trayectoria (T) del guiahilos (8) tiene una inclinación con un ángulo (a) de unos ciertos grados respecto de la posición horizontal, hecho que provoca que el guiahilos (8) en su punto superior (Y) esté inclinado y se oriente mejor.
En una realización preferente, según las figuras 3A y 3B la parte inicial de la trayectoria (T) del guiahilos (8) es recta y centrada con el eje (V) y permite subir verticalmente el guiahilos (8) lo suficiente para evitar que el hilo toque el tubo (2) de recogida de hilo antes de comenzar a descentrar el guiahilos (8) respecto al eje (V) mediante la parte final de la trayectoria (T) en forma de curva.
La trayectoria (T) representada en las figuras debería dibujarse sobre el guiahilos (8) y no en el extremo opuesto del actuador que comprende el guiahilos. Se ha decido dibujar la trayectoria en este punto con el fin de no dificultar la comprensión de las figuras. Consecuentemente, en el caso que durante el proceso de hilado se modifique el ángulo (a), la trayectoria (T) puede no coincidir con la representada en las figuras.
Opcionalmente la orientación del guiahilos (8) no es horizontal. Opcionalmente la máquina de hilado y/o torcido de hilos comprende medios para modificar la orientación del guiahilos (8) respecto la posición horizontal.
En una realización preferentemente, durante la trayectoria (T) del movimiento del guiahilos (8) desde el punto inferior (X) al punto superior (Y) dicho guiahilos (8) se inclina respecto la línea horizontal con un ángulo (a) que está dentro de un rango de entre -45° y +45°.
No se especifica en esta solicitud la manera de obtener trayectorias de movimiento no lineales, ya que es bien conocido en el estado de la técnica dispositivos que realizan movimientos de partes de una máquina siguiendo dichas trayectorias.
En una realización preferente, en lugar de un guiahilos estándar, un guiahilos con un diámetro interior del guiahilos (8) superior al diámetro de los guiahilos (8) estándar y inferior a 1 , 1 veces el diámetro generador (DB).
La utilización de guiahilos con un diámetro interior del guiahilos (8) superior al diámetro de los guiahilos (8) estándar e inferior a 1 ,1 veces el diámetro generador del balón (DB), tal como se aprecia en la figura 4, permite crear dos zonas con funciones diferenciadas.
Una primera zona o zona superior (LC), que es la situada entre el un punto de salida del hilo (Y1 ) de los medios de alimentación de hilo del hilo (1 ) y el guiahilos (8), donde se crean unas vibraciones o un falso balón (B’) que, mediante continuos colapsos, absorbe las diferencias de tensión durante el hilado, permitiendo que los balones (B) de la segunda zona sean más estables. Una segunda zona o zona inferior (LB), que es la situada entre el gulahilos (8) y los medios de generación del diámetro del balón (DB), que es donde se generan los múltiples balones (B) estables
La elección del diámetro interior del guiahilos (8) depende de la tensión y la estabilidad que se produce en el sistema durante el tiempo de formación de la husada.
En una realización preferente, el diámetro interior del guiahilos (8) está entre 0,01 a 0,9 veces el diámetro de los medios de generación del diámetro del balón (DB).
En otra realización preferente, el diámetro interior del guiahilos (8) es como mínimo de 6 mm y de como máximo 30 mm.
En una forma de realización opcional, representada en la figura 6, en vez de una única zona de falsos-balones (B’), existen varían zonas de falsos balones (B’) mediante la colocación de varios guiahilos, (referenciados como (8) en inferior, (8’) el intermedio y (8”) el superior), al menos uno con un diámetro interior del guiahilos superior al diámetro de los guiahilos estándar y inferior a 1 ,1 veces el diámetro generador de balón (DB), consiguiendo una regulación más precisa del sistema con el mismo fin, variable o no en cada guiahilos (8, 8’, 8”). Los guiahilos (8, 8’, 8”) pueden tener diferente diámetro interior así como estar situados en diferentes posiciones durante el proceso de hilado.
En una realización preferente, la máquina de hilado y/o torcido de hilos comprende medios para modificar el diámetro interior del guiahilos (8) durante el proceso de hilado y/o torcido para permitir que el diámetro interior del guiahilos sea, en algún momento del proceso de hilado, superior al diámetro de los guiahilos (8) estándar y inferior a 1 ,1 veces el generador de diámetro de balón (DB).
En una realización preferente, como se aprecia en el ejemplo de la figura 7, la máquina de hilado y/o torcido de hilos comprende un elemento estabilizador del cursor (9) situado dentro de la longitud del tubo (2) de los medios de recogida del hilo. Para ello es necesario que el diámetro interior del elemento estabilizador del cursor (9) sea superior al diámetro del tubo (2) de los medios de recogida e inferior al generador de diámetro de balón (DB) y preferentemente inferior al diámetro (DB). Se puede considerar que el elemento estabilizador del cursor (9) es un guiahilos al ser inferior a 1.1 el diámetro (DB).
Con el elemento estabilizador del cursor (9) situado cerca a los medios de generadores del diámetro de balón (DB) se genera una zona cercana al anillo (LA) entre el elemento estabilizador del cursor (9) y el cursor (10).
El elemento estabilizador del cursor (9) tiene la misma capacidad de movimiento respecto al conjunto anillo-cursor (5) tal y como se ha descrito anteriormente.
El elemento estabilizador del cursor (9) puede cambiar de diámetro interior durante el proceso de hilado.
En esta realización la zona (LB), donde se generan los múltiples balones estables, es la situada entre el elemento estabilizador del cursor (9) y el guiahilos (8).
En este caso, en la zona cercana al anillo (LA) se crea un falso balón (B’) que absorbe las diferencias de tensión durante el hilado, permitiendo que los balones (B) de la zona superior (LB), entre el elemento estabilizador del cursor (9) y el guiahilos superior (8), sean más estables. Esta realización evita, en gran medida, el cambio de posición relativa entre el cursor y el anillo manteniendo el cursor en una posición estable y adecuada y consecuentemente evita y absorbe la generación de vibraciones causadas por un cambio de posición relativa entre el cursor y el anillo.
Otra ventaja de esta realización (mostrada en la figura 7), es la reducción del diámetro generador del balón (DB) a partir del cual se genera la zona de múltiples balones (LB). En otras palabras, el diámetro generador del balón, en esta realización, es el diámetro (DB’) del elemento estabilizador del cursor (9). La reducción del diámetro generador del balón permite generar múltiples balones con una zona (LB) de longitud inferior.
Para cambiar esta tensión del hilo, la posición del cursor o la forma de los balones, durante el proceso de hilado y/o torcido se puede hacer de tres modos: a) Modificar la posición del guiahilos (8) respecto al punto se salida del hilo (Y1 ) de los medios de alimentación del hilo (1 ) b) Modificar el diámetro del guiahilos (8) c) Con la combinación de los modos a) y b)
Modificando una variable, la otra variable, o las dos a la vez, conseguimos modificar la tensión del hilo en el sistema, aumentándola o disminuyéndola, provocando que los cambios de estado o de transición entre balones se eliminen.
Mediante esta técnica, también podemos minimizar el tiempo de transición de cambio de estado de balones modificando la tensión del sistema, de tal modo que el cambio de balón se produce de forma inmediata debido la gran tensión suministrada. De esta forma, como ya hemos dicho anteriormente, provocamos que el hilo que pasa por el cursor este siempre en un ángulo superior a 90º respecto a la base del anillo, trabajando el cursor en una posición estable, friccionando con el anillo en la zona usual de contacto.
De esta forma se reduce el desgaste prematuro del cursor y se reducen las roturas de hilo.
Esta nueva forma de modificar y ajustar los balones puede realizarse de tres modos:
- En tiempo real
- Mediante ensayo previo
- Fijando los parámetros obtenidos previamente para un determinado hilado.
- La forma de modificar en tiempo real, consiste en capturar los parámetros tensión del hilo y/o la posición del cursor y/o la forma de los balones obtenidos mediante un sensor a tal efecto mediante cualquier sistema o medio óptico, eléctrico, electrónico, mecánico, célula de carga,., que nos dé una señal digital, analógica, mecánica o de cualquier tipo que pueda ser procesada y mediante mecanismos de cualquier tipo, PLC, neumático, hidráulico, mecánico, eléctrico, electrónico, magnético...., y modificar en tiempo real la posición del guiahilos (8) respecto al punto se salida del hilo (Y1 ) de los medios de alimentación del hilo (1 ) y/o modificar el diámetro interior del guiahilos (8) de tal manera que la tensión modificada mantenga constante la forma de los balones. Una de las formas de modificación de la posición del guiahilos (8) respecto al punto se salida del hilo (Y1 ) de los medios de alimentación del hilo (1 ) es mediante motor reductor, PLC pantalla y software específico que transforme la señal en movimiento.
De esta forma estamos modificando la tensión en tiempo real cuando se detecta que se producen interferencias o cambios de estado de balones evitando así que el cursor tenga desgastes prematuros.
También se puede utilizar el sistema para realizar saltos de estado de balones de forma muy rápida sin que el cursor se vea afectado por las interferencias durante largo tiempo, motivo del desgaste prematuro del cursor.
- Mediante ensayo previo, podemos determinar cuál ha de ser la posición del guiahilos (8) respecto al punto se salida del hilo (Y1 ) de los medios de alimentación del hilo (1 ) y/o el diámetro interior del guiahilos (8) en función de la posición del conjunto anillo-cursor (5). Se puede programar este aprendizaje en unos medios de control programares (no representados) para que, durante el ciclo de hilado, se pueda mantener constante, aumentar o reducir, según convenga, la posición del guiahilos (8) respecto al punto se salida del hilo (Y1 ) de los medios de alimentación del hilo (1 ) y/o modifique el diámetro interior del guiahilos (8) en función de la posición del conjunto anillo-cursor (5) respecto al punto se salida del hilo (Y1 ) de los medios de alimentación del hilo (1 ).
Estos ajustes se pueden hacer, ente otros sistemas, mediante movimiento electromecánico accionado por un software y un PLC, y un sensor de tensión o óptico... que nos da los parámetros en cada posición. Este sistema permite ajustar la distancia y/o el diámetro interior del guiahilos para cada variable que afecta a la tensión y a la forma del balón como son, el título, la torsión, el material (algodón 100%, PES. PA, mezclas... ), el proceso de hilatura (peinado, cardado....), el diámetro del anillo, la altura del tubo, el modelo de máquina, la marca de máquina, sistema compact, y una gran cantidad de variables.
- En caso de conocer los parámetros exactos del hilado y de acuerdo con un determinado diámetro de anillo-cursor pueden establecerse y fijarse tanto las zonas inferior (LB) y superior (LC), como el preestablecer el diámetro interior del guiahilos (8).
Descrita suficientemente la naturaleza de la presente invención, así como la manera de ponerla en práctica, no se considera necesario hacer más extensa su explicación para que cualquier experto en la materia comprenda su alcance y las ventajas que de ella se derivan.

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S
1. Máquina de hilado y/o torcido de hilos de anillos con múltiples balones que comprende:
* unos medios de alimentación de hilo (1 ) con un punto de salida del hilo (Y1 )
* unos medios de recogida de hilo (4) con un eje de giro (V),
* un guiahilos (8) situado entre los medios de alimentación de hilo (1 ) y los medios de recogida de hilo (4),
* medios de generación del balón (DB) consistentes en un conjunto anillo-cursor (5) movibles verticalmente y concéntricos con el eje (V)
* unos medios motores vinculados a los medios de recogida de hilo (4) caracterizada porque comprende medios para mover la posición relativa del guiahilos (8) respecto al punto de salida del hilo (Y1 ) de los medios de alimentación de hilo (1 ) con una trayectoria (T) no alineada con el eje de giro (V) durante un ciclo de hilado de tal manera que la trayectoria del hilo a lo largo de una zona inferior (LB) entre el guiahilos (8) y el conjunto anillo- cursor (5), en que forma al menos 2 balones, no choca con los medios de recogida del hilo (4) para que el proceso de hilado sea estable.
2. Máquina de hilado y/o torcido de hilos, según la reivindicación 1 caracterizada porque la trayectoria (T) del guiahilos (8) es lineal.
3. Máquina de hilado y/o torcido de hilos, según la reivindicación 1 caracterizada porque la trayectoria (T) del guiahilos (8) no es lineal
4. Máquina de hilado y/o torcido de hilos, según la reivindicación 1 caracterizada porque la trayectoria (T) del guiahilos (8) tiene un primer tramo que mueve el guiahilos (8) sobre el eje de giro (V) de los medios de recogida de hilo (4) y un segundo tramo que mueve el guiahilos (8) alejándose del eje de giro (V) de los medios de recogida de hilo (4).
5.- Máquina de hilado y/o torcido de hilos, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la orientación del guiahilos (8) no es horizontal.
6.- Máquina de hilado y/o torcido de hilos, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque comprende medios para modificar la orientación del guiahilos (8) respecto la posición horizontal.
7.- Máquina de hilado y/o torcido de hilos, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque comprende
* medios para conocer la posición de los medios de generación del diámetro del balón (DB) respecto al punto de salida del hilo (Y1 ) de los medios de alimentación de hilo (1 ) y/o medios para conocer la tensión del hilo, y
* medios de control programables que modifican la posición del guiahilos (8) respecto a la posición del conjunto anillo-cursor (5) en función de la tensión del hilo y/o posición del conjunto anillo-cursor (5).
8. Máquina de hilado y/o torcido de hilos, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizada porque el diámetro interior del guiahilos (8) es superior al diámetro de los guiahilos (8) estándar para cada tipo de hilo e inferior a 1 ,1 veces el diámetro generador de balón (DB).
9. Máquina de hilado y/o torcido de hilos según la reivindicación 8, caracterizada porque el diámetro interior del guiahilos (8) está entre 0,01 a 0,9 veces el diámetro generador de balón (DB)
10. Máquina de hilado y/o torcido de hilos según cualquiera de las reivindicaciones 8-9, caracterizada porque como mínimo el diámetro interior del guiahilos (8) es de 3 mm.
11. Máquina de hilado y/o torcido de hilos según cualquiera de las reivindicaciones 8-10, caracterizada porque comprende varios guiahilos, (8,8’8”), ai menos alguno de ellos con un diámetro interior del guiahilos (8) superior al diámetro de los guiahilos (8) estándar para cada tipo de hilo e inferior a 1 ,1 veces el diámetro generador de balón (DB).
12. Máquina de hilado y/o torcido de hilos según cualquiera de las reivindicaciones 8-11 , caracterizada porque comprende medios para modificar el diámetro interior del guiahilos (8) durante el proceso de hilado y/o torcido para permitir que el diámetro interior del guiahilos sea, en algún momento del proceso de hilado, superior al diámetro de los guiahilos (8) estándar para cada tipo de hilo e inferior a 1 ,1 veces el diámetro generador de balón (DB).
13.- Máquina de hilado y/o torcido de hilos, según la reivindicación 12, caracterizada porque comprende
* medios para conocer la tensión del hilo medios para conocer la tensión del hilo y/o la posición del cursor y/o la forma de los balones, y
* medios de control programables que modifican en tiempo real el diámetro interior del guiahilos (8) en función de la tensión del hilo y/o otros parámetros de la máquina de hilado y/o torcido de hilos.
14.- Máquina de hilado y/o torcido de hilos, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque comprende un elemento estabilizador del cursor (9) situado dentro de la longitud del tubo (2) de los medios de recogida del hilo (4) y con un diámetro superior al tubo (2) e inferior a 1.1 al diámetro (DB)
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