专利名称：用于铺放丝束的装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的用来铺放丝束的装置以及一种按权利要求9前序部分所述的用来铺放丝束的方法。
背景技术：
由DE10232745A1已知这种类型的装置和这种类型的方法。
在已知装置和方法中，借助于一输送机构将丝束输入一条筒内。这里为了控制向条筒内铺放丝束，通过一运动机构沿多个运动方向往复引导输送机构。为此输送机构固定在一可摆动的第一支架上，可通过一驱动装置使该支架横向于输送方向往复摆动。这里第一支架的摆动轴设计成在一第二支架上，所述第二支架进行一叠加的横向定向的摆动运动，从而可沿两个正交的轴线引导输送机构运动。为此所述支架布置在条筒上方的一机座内，其中可借助一直线引导装置在两个铺放位置之间引导所述支架。已知装置和方法特别是有这样的优点，即待装填的条筒和方法特别是有这样的优点，即待装填的条筒在丝束铺放期间可位置固定地保持在铺放位置上。为了向条筒铺放，对丝束的引导仅通过输送机构的运动进行，从而可根据输送机构当前的位置按要求将丝束输送到条筒内。
为了与其造型无关地优化条筒的装填，在实用中，希望在铺放丝束时有尽可能高的灵活性。特别是考虑到在后面的后续处理过程中丝束从条筒中良好的抽出性能，希望有高和均匀的装填密度。
发明内容
因此本发明的目的是，这样地改进这种类型的装置及方法，即在铺放丝束时实现高的灵活性。
本发明的目的特别是，提供一种装置和方法，在所述装置或所述方法中可以均匀和以尽可能高的装填密度装填各种类型的条筒。
本发明的另一个目的在于，提供一种铺放丝束的装置和方法，所述装置或方法可以与环境条件无关地用简单的方式方法安装。
按照本发明，通过具有权利要求1特征的装置和按权利要求9和13特征的方法来实现这个目的。
本发明的装置与迄今为止在现有技术中已知的方案完全不同。例如已知，这种铺放装置和设置在前面的纺丝装置一起保持在机座中，以便得到直至铺放到条筒内为止的确定的丝束行进路线。本发明的装置不再使用将输送机构设置在机座中的条筒上方这种方案。按照本发明采用一多轴的自动机械作为输送机构的运动机构，从而将输送机构保持在机械手的自由端上。因此输送机构用来输送和将丝束铺放在条筒内的运动可以以最大的自由度进行。这里特别有利的是这样的可能性，即在条筒装填期间改变条筒内的装填高度和输送机构之间的距离。例如可以有利地以恒定的下落高度将丝束放入条筒内，这会使铺放均匀。
按照本发明装置一种有利的改进方案，所述自动机械具有至少三个运动轴，通过所述运动轴可以实现和控制输送机构用于铺放丝束和装填条筒的运动。因此，为了装填条筒可以叠加地进行至少三个运动，以得到丝束在条筒横截面上的均匀铺放。
为了在铺放时得到丝束的连续流(Fluss)，输送机构配设至少两个条筒，这两个条筒可交替装填，在这种情况下特别有利的是，所述自动机械具有五个运动轴，以除了装填各条筒外还可以相对于条筒对输送机构进行交替的定位。
在本发明装置的改进方案中，在输送机构前面设置一用来引导丝束的转向辊，这种改进方案的特征特别是，从连接在前面的处理装置出发实现连续和均匀地输入丝束。这里输送机构和转向辊最好保持在一支承板上，它在机械手端部处与自动机械固定连接。
为了在丝束输入时不会由输送机构的运动得到不允许的反作用，特别优选的是本发明装置这样的改进方案，在该方案中这样地控制机械手的运动，即，使支承板绕一假想的摆动轴线进行摆动运动，所述假想轴由转向辊的轴线构成。因此丝束的输入不受输送机构摆动运动的影响。
为了在速度较高时实现丝束的均匀输送，输送机构最好由两个受驱动的绞盘构成，所述绞盘共同作用，以输送丝束。
但是原则上也可以采用其它输送机构，例如带剥离器/抄钢丝辊(Abstreifer)的辊子或输送带。
可以采用矩形或圆形条筒作为条筒，以接纳丝束。
在按本发明的方法中，可自由选择和调整输送机构用来铺放丝束的运动的运动方向，所述方法的特征特别在于，丝束可以以均匀的装填密度铺放在任意形状的条筒内。因此特别是可以在条筒内产生这样的铺放图案。这种图案使得在条筒内形成丝束更好的物料分配。这里特别是可以避免在铺放丝束时在反向点的堆积。
可以这样来改进在条筒内形成铺放图案的灵活性，即输送机构用于铺放丝束的运动的运动辐度和/或速度根据条筒的几何形状改变和调整。这里这样来达到最大的灵活性，即在运动方向、运动幅度和/或速度上相互独立地对输送机构的各运动进行改变和调整。
在根据本发明的方法中，通过利用机械手引导输送机构的自动机械的控制算法规定了输送机构的运动过程，该方法的特征是，除了在丝束铺放时有高的灵活性以外，同时还在装填条筒时实现非常高的可重复性。各条筒装填度的均匀性特别是在后续处理过程中起有利的作用，因为通常从多个条筒中同时抽出多个丝束并将其合并成一丝条。由于均匀的装填也保证了丝束均匀的抽出。
为了能够根据过程、纤维类型和条筒类型最佳地将丝束铺放在条筒内，可以有利地存储多个用于自动机械的控制算法，将所述算法提供给一操作器(Operator)以供选择，从而保证与过程匹配的、优化的条筒装填。
本发明的装置和本发明的方法特别适于，连续地向条筒铺放在一两级短纤维制造过程中合并成丝束的合成纤维束。为此本发明的装置直接配设给纺丝装置，通过所述纺丝装置由聚合物熔体纺出一股或多股纤维束。
下面参照附图借助于一个实施例详细说明本发明的装置及本发明的方法。
其中图1和2以多个视图示意性示出带一前置纺丝装置的本发明装置的第一实施例，图3和4以多个视图示意性示出本发明按图1和2的装置。
具体实施例方式
在图1和2中以多个视图示意示出用来实施本发明方法的本发明的装置的第一实施例。其中图1示出整个设备的正视图，而图2示出铺放装置的局部视图。如果没有明确指某个附图，则以下说明适用于所有附图。
在第一实施例中示出一纺丝装置1，一牵引装置7，一铺放装置18以及一条筒站19，从而在一个工步中由熔融纺造的纤维形成一丝束并将其铺放在一条筒内。为此纺丝装置1具有多个纺丝喷嘴2.1，2.2和2.3，向所述纺丝喷嘴输送压力作用的聚合物熔体。
在本实施例中未详细说明熔体制备和熔体输入。
从每个纺丝喷嘴2.1，2.2和2.3中挤出多股合成纤维，并将其分别合并成一纤维束4.1、4.2和4.3。为此在纺丝喷嘴2.1，2.2和2.3下方分别设置一冷却装置3.1，3.2和3.3，以冷却刚纺出的纤维，冷却装置3.1，3.2和3.3最好由吹风筒/空气扩散器(Blaskerze)构成，其中所产生的冷却空气流从内向外流过纤维。在冷却装置下3.1，3.2和3.3的下方设置一个或多个上油辊5.1，5.2和5.3，以使纤维形成纤维束4.1，4.2和4.3。
纤维束4.1，4.2和4.3合并成丝束6，并通过牵引装置7将其从纺丝装置1中抽出，牵引装置7具有多个牵引辊8，所述牵引辊由丝束6部分地包缠。牵引辊7受到驱动并将丝束6引导到铺放装置18。
铺放装置18具有一由两个共同作用地受驱动的绞盘11.1和11.2构成的输送机构10。在绞盘11.1和11.2前面设置一转向辊9，通过所述转向辊引导由牵引装置7引出的丝束6。转向辊9悬伸地支承在支承板13上。在支承背13背侧上，转向辊9与一辊电机14连接。绞盘11.1和11.2在转向辊9下方悬伸地支承在支承板13上。每个绞盘11.1和11.2通过一设置在支承板13背侧上的绞盘驱动装置15驱动。
在转向辊9侧向的上部区域内，支承板13与一多轴自动机械12的机械手16连接。这里自动机械12可以由市场上常见的工业自动机械例如Kuka公司的KR500型构成。支承板13可以通过机械手16沿多个运动方向移动和保持。
自动机械12布置在条筒站19上方。条筒站19包含两个并排设置的条筒17.1和17.2，所述条筒可交替地用于接纳丝束6。这里条筒17.1和17.2设计成矩形条筒。
自动机械12最好布置在条筒17.1和17.2之间，其中为了铺放丝束6可选择地在条筒17.1或条筒17.2的上方引导机械手16连同支承板13运动。在图1中用虚线示出机械手16和支承板13在条筒17.2上方的位置。
在运行中，在纺丝装置1中产生的纤维束4.1、4.2和4.3合并成一丝束6，并通过牵引装置7将其从纺丝装置1中抽出并输送给铺放装置18。在铺放装置18中，在通过转向辊9转向后通过绞盘11.1和11.2输送丝束6。为了在输送丝束6期间装填固定在条筒站19内的条筒17.1，通过机械手16沿多个运动方向引导带有转向辊9及绞盘11.1和11.2的支承板13运动。由自动机械12赋予支承板13的运动可以水平地沿多个轴或垂直地或作为摆动运动实现。这里自动机械12的驱动装置最好通过控制算法控制。但是也可以通过单独的(控制)作用使运动在运动方向、幅度或速度上与当前过程或当前存在的条筒相匹配，为此可以调整和改变运动方向、运动幅度和速度。
如果条筒17.1装满，则向用虚线表示的位置对机械手16进行位置更换。起动自动机械12，以将输送机构10定位在条筒17.2上方。如果通过输送机构10到达条筒17.2上方的起始位置，使在自动机械12内进行切换，以起动铺放运动。现在将丝束6铺放在条筒17.2内。在用丝束6装填条筒17.2期间，用空条筒更换条筒站19内装满的条筒17.1。
在图1和2中所示的实施例中，也可以有利地采用在条筒站19中的条筒的不同形状。例如也可以由圆条筒接纳丝束6。这里自动机械12的铺放运动通过一可选择地存储的控制算法控制。
在图1所示的实施例中，输送机构用来输送和铺放丝束6的运动基本上在水平的平面内进行。为了在丝束铺放期间在转向辊9和牵引装置之间不产生长度变化，在图3和4中示出用于将丝束6铺放在条筒17.1内的另一种方法变型方案。
这里图3示出铺放装置18连同条筒站19的侧视图，图4中示出铺放装置18连同条筒站19的正视图。以下说明如果没有明确指明某个附图便适用于两个附图。
铺放装置18设计成和上述实施例相同，其中转向辊9和绞盘11.1及11.2连同其驱动装置14和15保持在支承板13上。支承板13通过机械手16引导。条筒17.1保持在铺放装置19下方。这里支承板13和条筒17.1上棱边之间的距离用大写字母H表示。
为了用丝束6均匀地装填通过矩形横截面构成的条筒17.1，支承板13通过机械手16按两个相互叠加的摆动运动进行偏移。
在图3中第一摆动运动的运动幅度由摆角α1和β1表示。这里在不变的距离H上由丝束6装填条筒17.1。在这种情况下，在装填开始时，按一摆角α1引导带有输送机构10的支承板13运动。这时这样控制机械手106的运动，即，使支承板13绕摆动轴线20进行摆动运动。这里假想摆动轴线20与转向辊9的轴线同方向布置。随着条筒17.1装填程度的加大，摆动运动幅度逐步加大，直至最大摆角β1。随着装填程度的加大而加大的运动幅度存储在自动机械12的控制算法内，从而可以自动地铺放丝束。通过将假想的第一摆动轴线20偏移到转向辊9的轴线处而保持丝束6的输入不受影响，因此不会对前面的牵引装置7造成反作用。
对于距离H相对于装填程度产生变化，从而得到尽可能一致的丝束下落高度的情况，丝束铺放可以用恒定的摆角进行。
在图4中示出支承板13的两个叠加的摆动运动。这里输送机构10绕一在输入的丝束6的高度上在转向辊的切向上形成的第二摆动轴线21摆动。从而在输入时保证丝束6最大的运行平稳性。这里运动幅度也从第一摆α2变化到一最大摆角β2，这里前提是，条筒17.1的上棱边和输送机构10之间的距离H保持不变。这里还存在这样的可能性，即在距离H变化时可以以恒定的丝束下落高度和不变的摆动运动摆角装填。
在图3和4所示的实施例中，输送机构的运动通过一六轴自动机械控制。可以仅通过所示的转向辊9确保向输送机构10输送丝束，而不需要附加的辅助机构。
图1至4所示的实施例在其结构上是举例性的。原则上辊子或输送带也适于作为输送机构，为了实施铺放运动所述辊子或输送带可以与工业自动机械组合。市场上常见的工业自动机械适于用来装填条筒，所述自动机械至少具有三个尤其是五个运动轴和相应的负荷能力。
附图标记表1 纺丝装置2.1，2.2，2.3 纺丝喷嘴3.1，3.2，3.3 冷却装置4.1，4.2，4.3 纤维束5.1，5.2，5.3 上油辊 6 丝束7 牵引装置8 牵引辊9 转向辊 10 输送机构11.1，11.2 绞盘12 自动机械13 支承板 14 辊电机15 绞盘驱动装置16 机械手17.1条筒17.2 条筒18 铺放装置19 条筒站20 第一摆动轴线21 第二摆动轴线
权利要求
1.用于铺放丝束(6)的装置，具有一输送机构(10)和一条筒(17.1)，其中通过输送机构(10)将丝束(6)输入条筒(17.1)，其中为了将丝束(6)铺放到条筒(17.1)内，输送机构(10)设计成在输送期间可通过一运动机构运动，其特征为所述运动机构由一多轴的自动机械(12)构成，该自动机械(12)在一机械手(16)的自由端上携带输送机构(10)。
2.按权利要求1的装置，其特征为自动机械(12)具有至少三个运动轴，通过所述运动轴能够实现和控制输送机构(10)用来铺放丝束(6)和装填条筒(17.1)的运动。
3.按权利要求1或2的装置，其特征为给所述输送机构(10)配设多个可以交替地装填的条筒(17.1，17.2)，并且所述自动机械(12)具有至少五个运动轴，通过所述运动轴能够实施和控制输送机构(10)用于铺放丝束(6)和装填条筒(17.1，17.2)的运动。
4.按权利要求1至3之任一项的装置，其特征为在输送机构(10)前面设置一用来引导丝束(6)的转向辊(9)，输送机构(10)和转向辊(9)保持在一支承板(13)上，并且该支承板(13)在机械手(16)的端部上与机械手(16)固定连接。
5.按权利要求4的装置，其特征为在输送和铺放丝束(6)期间，能够这样来控制机械手(16)的运动，即，使支承板(13)绕一由转向辊(9)的轴线构成的假想摆动轴线(20)进行摆动运动。
6.按权利要求5的装置，其特征为能够这样来控制机械手(16)的运动，即，使支承板(13)绕一在输入丝束(6)的高度上沿转向辊(9)切向形成的第二假想摆动轴线(21)进行第二摆动运动。
7.按上述权利要求之任一项的装置，其特征为所述输送机构(10)由两个受驱动的绞盘(11.1，11.2)构成。
8.按权利要求1至7之任一项的装置，其特征为所述条筒(17.1)设计成矩形条筒或圆形条筒。
9.用来将丝束铺放到条筒内的方法，其中由输送机构输送丝束，并且使输送机构在多个运动方向上摆动地运动，以铺放丝束，其特征为可自由地选择和调整输送机构用来铺放丝束的运动的运动方向。
10.按权利要求9的方法，其特征为根据条筒的几何形状来改变和调整输送机构用来铺放丝束的运动的运动幅度。
11.按权利要求9或10的方法，其特征为根据条筒的几何形状来改变和调整输送机构用来铺放丝束的运动速度。
12.按权利要求9至11之任一项的方法，其特征为在运动方向、运动幅度和/或速度上相互独立地改变和调整输送机构的各运动。
13.用来将丝束铺放在条筒内的方法，其中由输送机构输送丝束，并且使输送机构在多个运动方向上摆动地运动，以铺放丝束，或者按权利要求9至12之任一项的方法，其特征为输送机构的运动过程通过一自动机械的控制算法预先规定，所述自动机械以其机械手引导所述输送机构。
14.按权利要求13的方法，其特征为为了将丝束铺放在条筒内，为自动机械规定了多个控制算法，以供选择。
全文摘要
本发明涉及一种用于铺放丝束(6)的装置和方法。其中通过输送机构(10)将丝束送入条筒(17.1)内，其中，为了将丝束铺放在条筒内输送机构可沿多个运动方向往复运动，以铺放丝束。为了在将丝束铺放到条筒中时获得尽量高的灵活性，根据本发明，输送机构的运动通过多轴的自动机械实现，所述自动机械在自由端部(16)携带所述输送机构。
文档编号B65H54/78GK101023015SQ200580031248
公开日2007年8月22日 申请日期2005年9月9日 优先权日2004年9月16日
发明者B·舍恩纳格尔, O·施瓦茨, M·施特雷贝 申请人:苏拉有限及两合公司