专利名称：生产交叉卷绕筒子的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用一络筒装置来生产无规卷绕的交叉卷绕筒子的方法以及实施该方法的装置。该络筒装置包括用以调节纱线卷绕到交叉卷绕筒子上的纱线张力的装置和/或用以调节交叉卷绕筒子靠到摩擦辊上的支承力的装置。
优质的交叉卷绕筒子的一个重要性能是卷绕密度，卷绕密度的强烈波动在进一步加工例如染色和特别是退绕过程中会出现问题。现代化的络筒装置特别是自动络筒机具有使无规卷绕的交叉卷绕筒子的卷绕密度尽可能保持恒定的装置。因此知道必须补偿交叉卷绕筒子靠到驱动筒子的摩擦辊上的支承力。同样也知道应使纱线卷绕到交叉卷绕筒子上的纱线张力保持恒定，特别是把纱线张力调节到一个恒定值的方法已经在有关交叉卷绕筒子的卷绕密度上取得良好的效果。
本发明的目的是，进一步改进交叉卷绕筒子的卷绕密度和广泛消除密度变化，特别是卷绕密度的提高。
此目的是这样实现的，即在至少叠圈区范围内对纱线张力和/或支承力进行控制，使交叉卷绕筒子在此范围内的卷绕密度与叠圈区以外范围内的卷绕密度相同。
本发明是基于这样的认识，虽然有了纱线张力的调整或支承力的补偿，但仍会发生具有增高的卷绕密度的区域。众所周知在实施防叠绕措施时，例如在一个周期内实行摩擦辊传动电动机的接通和切断时，在加速阶段摩擦辊与交叉卷绕筒子之间具有打滑现象，而在惯性运动阶段则摩擦辊与交叉卷绕筒子之间不存在打滑，于是便出现卷绕密度的增高。这种卷绕密度的增高也出现在纱线张力的调整和支承力的补偿中，为了避免这种卷绕密度的升高，在出现叠圈区的范围内至少在一个时间间隔内减小纱线张力和/或支承力。纱线张力可通过释放纱线张紧器和/或降低筒子速度来减小。
在本发明的结构形式中规定当达到叠圈区的范围时按照一预定的程序控制纱线张力和/或支承力。例如可通过试验或计算来获知应把纱线张力和/或支承力减小到何等程度才能使在叠圈区范围内的卷绕密度与其余范围内相同。于是便能对其减小的过程编写一个有关的程序并在达到一叠圈区之前一直到叠圈区以后的范围内予以调用。
在本发明的另一结构形式中规定至少一个叠圈区的范围存储在络筒装置的控制和/或调整装置内。叠圈区的范围可以预测并相应地储存在控制和/或调整装置中。但叠圈区范围的到达也能在络筒过程中检测，例如通过对摩擦辊与交叉卷绕筒子之间的差角的检测，如从DE 4239579A1中所知的那样。
在本发明的又一结构形式中规定在交叉卷绕筒子的生产过程中检测卷绕密度，并通过减少纱线张力和/或支承力把卷绕密度调整到一预定的给定值。因此能生产出一种对卷绕密度而言具有特别优质的交叉卷绕筒子。
在本发明的再一结构形式，在交叉卷绕筒子直径的增长过程中检测卷绕密度，它同直径增长的给定值相比较，然后进行调整。
在本发明的又一结构形式中，此任务是在一个装置中这样来解决的，即络筒装置具有一控制和/或调整单元，为了使至少一个叠圈区范围内的卷绕密度同叠圈区以外的卷绕密度相同，该控制和/或调整单元同一个纱线张力调节装置和/或支承力调节装置相连接。
本发明的其它特征和优点在从属权利要求中和在后面用附图表示的本发明的实施例中加以说明。此处
图1表示实施按本发明方法的一个装置的示意图；图2表示用来解释检测值和/或计算值的摩擦辊与交叉卷绕筒子的侧视图；图3表示用来确定由于纱线覆盖量导致的直径增大的评定装置的构成的方框图；图4表示在络筒过程中纱线覆盖量对筒子直径的关系曲线图，按照本发明能明显减少在络筒过程中卷绕密度的增大。
利用图1所示的络筒装置，一根以箭头11的方向运行的纱线10被绕在筒管12上而形成一圆柱形的交叉卷绕筒子13。圆柱形交叉卷绕筒子13靠在一设有回旋螺纹15的摩擦辊14上，使摩擦辊14同时起着横动装置的作用。纱线10通过一可校准的和/或可调整的纱线张力器16而引导到一导纱环17，然后引到摩擦辊14的回旋螺纹15中。
交叉卷绕筒子13是借嵌装在筒管12中的筒子盘座18来支承的，它与筒管12从而同交叉卷绕筒子13一起旋转。筒子盘座18可旋转地设置在筒子架19上，使交叉卷绕筒子13以一预定的支承力靠在摩擦辊14上。
络筒装置设有一个控制和/或调整装置20，控制和/或调整装置20预先给定摩擦辊14的传动电动机21的速度。这例如可通过一变频器22连接到作为传动电动机21的异步电动机上来实现。控制和/或调整装置20还对图中仅示意表示的可调的纱线张力器16起调节作用，从而能对纱线张力进行调节，特别是调整到使纱线10以一恒定张力卷绕在交叉卷绕筒子13上。
筒子架19上设有一在图中仅示意表示的装置23，通过它可对交叉卷绕筒子13靠到摩擦辊14上的支承力进行调节。装置23能独立工作，也就是说能自动根据筒子直径来保持一近似恒定的支承力。在所述的实施例中还规定装置23由控制和/或调整装置20来调节，例如调节到一恒定的支承力。
在筒子盘座18和摩擦辊14的转轴26上装有一旋转角传感器24，25，这些旋转角传感器连接到控制和/或调整装置20上。
在确定的事先能计算的摩擦辊14与交叉卷绕筒子13的直径比例中，在所谓的叠圈区内出现叠圈或菱形纹，它对纱线从交叉卷绕筒子的退绕具有特别不利的影响。因此采取了防叠绕措施来消除这种叠圈或菱形纹或至少减少其影响。对此已知使传动电动机21周期性地进行接通和切断，使在接通后的加速期间在摩擦辊14与交叉卷绕筒子13之间具有打滑，而在紧接着的惯性运动期间在摩擦辊14与交叉卷绕筒子13之间处于无打滑状态。当摩擦辊的转速降到一预定值后，马上又重新接通，也就是在一预定的周期内进行具有打滑的加速。现在发现，虽然在叠圈区范围内采用了这样的防叠绕措施，但仍出现一较强的卷绕密度的增大，从而对退绕性能产生不利的后果。这种卷绕密度的增大可从交叉卷绕筒子13每一转的纱线覆盖量中看出，例如它在图4中所覆盖的从180mm～200mm的直径范围。从图4可以看到，在筒子直径为190mm的叠圈区范围之前纱线覆盖量显著减小。此减小的覆盖量导致在此直径范围内交叉卷绕筒子13的密度增高，也就是达到一较高的卷绕密度。为了使卷绕密度的增高至少能减小一些，对此叠圈区范围在络筒过程中加以干涉。这里在交叉卷绕筒子13的直径较大时一般把干涉限制在叠圈区范围，因为一方面叠圈区在交叉卷绕筒子的直径较小时很快就经过，另一方面卷绕密度的增高也不太明显。在络筒过程中的干涉可按此方法来实现，即在叠圈区范围内实现一近似恒定的纱线覆盖量。这种络筒过程的控制可通过减小纱线张力或通过交叉卷绕筒子13靠在摩擦辊14上的支承力的减小来实现。纱线张力可以这样来减小，即把纱线张力器17开启一点和/或降低传动电动机21的速度从而降低络筒速度来实现。
按照本发明的第一种解决办法规定纱线张力和/或支承力的减小以一程序的方式存储在控制和/或调整装置20中，使这一程序对纱线张力变化和/或支承力变化的过程和大小进行给定。能够预先计算出的叠圈区范围同样可存放在控制和/或调整装置20中，因此与络筒过程(从空筒管12开始卷绕起一直到满卷的交叉卷绕筒子13的完成为止)的持续时间有关的程序能在给定的时点上调用。在另一变更的实施方式中规定，在络筒过程中对叠圈区的范围进行检测。这例如可通过旋转角传感器24，25的信号进行评定，在控制和/或调整装置20中按DE 4239579 A1中已知的方法来实现。
在这两种解决办法中可以规定在络筒过程中的干涉仅是在危害最大的叠圈区内按照预定的程序来实现，但也有可能在其他同样紧迫的叠圈区内来实现纱线张力和/或支承力的减小，这里相应于叠圈区可调用在干涉过程和持续时间上不同的程序。适当的程序可靠经验来获得，此时通过试验可以找出纱线张力和/或支承力减小到什么数值才能避免在图4中所示的束紧现象。是否在什么尺寸时才能获得改进也可从交叉卷绕筒子13的卷绕特性上获知。
在按本发明的一个精致的解决方案中规定，对络筒过程中的卷绕密度进行检测，并在络筒过程中出现明显偏差时进行干涉。如在后面将更详细地说明那样，有可能对卷绕密度通过交叉卷绕筒子13直径的增大过程来进行检测。在图4中表示在络筒过程中没有干涉时的直径增大，也就是交叉卷绕筒子13每一转的纱线覆盖量，在图2中示意表示摩擦辊14和交叉卷绕筒子13以及用以获得纱线覆盖量(δ)所需的物理量，因为纱线覆盖量(δ)同前面的直径(d0)相比是非常微小的，所以下面的方程式(1)可以成立dsp＝d0+2δ·nsp
式中dsp为交叉卷绕筒子13的瞬时直径，d0为交叉卷绕筒子13事先计算的直径，δ为交叉卷绕筒子13每一转的纱线覆盖量，nsp为按照事先计算的直径(d0)交叉卷绕筒子13的转数。
对于锥形筒子13′，dsp表示传动直径。此外对于摩擦辊14与交叉卷绕筒子13之间在无打滑的状态下，也就是在防叠绕措施的降速过程中，下面的方程式(2)成立dsp=ωFWωsp•dFW]]>式中ωFW为摩擦辊14的角速度，ωsp为交叉卷绕筒子13的角速度，dFW为摩擦辊14的直径。
一个用来求得瞬时纱线覆盖量(δ)的评定装置如图3所示。因为按本发明的方法和装置也适用于锥形筒子13′，所以在图3中一起表示出一个锥形筒子13′和一个摩擦辊14。角速度ωsp和ωFW可在一装置27中按方程式(2)来进行评定。因为摩擦辊14的直径dFW是恒定的，所以可放弃用此直径值的相乘。此外，交叉卷绕筒子13的角速度输送到转数计数器28。装置27和转数计数器28的数值被输送到一数学滤波器29，它是从方程式(1)发展起来的。于是此滤波器便能给出瞬时的纱线覆盖量(δi)。
如果瞬时值(δi)，也就是纱线覆盖量的实际值偏离纱线覆盖量(δ)的给定值一个固定值，如果同时从控制和/或调整装置20由测量的角速度(ωsp和ωFW)已知到达叠圈区范围，则在络筒过程中进行干涉，也就是减小纱线张力和/或支承力。纱线覆盖量(δ)的给定值最好从事先在一无叠圈区内测量的纱线覆盖量(δ)的数值获得。在叠圈区的范围内(也就是离叠圈卷绕的准确值的差距)也能按照一预定的程序在络筒过程中进行干涉，也就是以一预定的过程和预定的量来改变纱线张力和/或支承力。但优先的办法是在一叠圈区的范围内把纱线覆盖量通过对纱线张力和/或支承力的干涉而调节到一个近似恒定的纱线覆盖量值(δ)。
前面所述的在络筒过程中检测直径的增长或纱线覆盖量(δ)可通过评定装置的相应设计毫无困难地通过时间来实现而不只是通过转数来实现。于是可以不用方程式(1)而用下面的方程式来取代dsp=d02+6π•δ•ν•t]]>式中ν代表络筒速度或摩擦辊14的圆周速度，t代表卷绕时间或络筒时间。从此方程式出发，在此情况下可设计为一数学滤波器。此方程式的推导在申请人同时提交的专利中请P……(内部卷号P11345)中有所说明，它涉及到此问题。
在实践中最简单的办法是藉助于旋转角传感器24、25来获得摩擦辊14和交叉卷绕筒子13的角速度或转数或持续周期。但也有可能通过其他传感器的数值来计算纱线覆盖量(δ)，例如通过交叉卷绕筒子13的圆周速度测量装置。这种装置是藉助一靠在交叉卷绕筒子13的圆周上的滚筒30来测量的，它上面设有一旋转角传感器31。于是藉助一可比较的计算方法便能够在使用旋转角传感器24和25的情况下计算出交叉卷绕筒子13每一转或对时间的瞬时纱线覆盖量。
权利要求
1.用络筒装置以无规卷绕的方式来生产交叉卷绕筒子的方法，该络筒装置包括用来调节纱线卷绕在交叉卷绕筒子上的纱线张力的装置和/或用来调节交叉卷绕筒子靠在一摩擦辊上的支承力的装置，其特征在于，在至少一个叠圈区的范围内对纱线张力和/或支承力进行控制，使在此范围内的交叉卷绕筒子的卷绕密度与叠圈区以外范围的卷绕密度相同。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，在达到叠圈区时按照一预定的程序来控制纱线张力和/或支承力。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，至少一个叠圈区的范围被存储在络筒装置的控制和/或调整装置中。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于，在交叉卷绕筒子的生产过程中对卷绕密度进行检测，并通过对纱线张力和/或支承力的控制把卷绕密度调整到一预定的给定值。
5.根据权利要求4的方法，其特征在于，通过交叉卷绕筒子直径的增大过程(纱线覆盖量)来控制卷绕密度，并与直径增大(纱线覆盖量)的给定值进行比较，并调整到此目标值。
6.根据权利要求5的方法，其特征在于，为了检测交叉卷绕筒子直径增长的过程，对交叉卷绕筒子的圆周速度进行测量和评定。
7.根据权利要求5的方法，其特征在于，通过时间或络筒转数来检测纱线覆盖量并藉助一个卷绕装置调节到一给定值。
8.用络筒装置来生产无规卷绕的交叉卷绕筒子的装置，该络筒装置包括用来调节纱线卷绕到交叉卷绕筒子上的纱线张力的装置和用来调节把交叉卷绕筒子靠在一摩擦辊上的支承力的装置，其特征在于，络筒装置具有一控制和/或调整装置(20)，它为了把至少一个叠圈区范围内的卷绕密度调节到与叠圈区外部范围的卷绕密度相同起见，同纱线张力调节装置(16，21)相连接和/或同支承力调节装置(23)相连接。
9.根据权利要求8的装置，其特征在于，控制和/或调整装置(20)具有一程序，根据此程序可在至少一个叠圈区范围内控制纱线张力调节装置(16和21)和/或支承力调节装置(23)。
10.根据权利要求8和9的装置，其特征在于，至少有一个叠圈区范围存储在控制和/或调整装置内。
11.根据权利要求8或9的装置，其特征在于，控制和/或调整装置(20)包括摩擦辊(14)和交叉卷绕筒子(13)的角速度(ωFW和ωsp)的测量装置(24，25)，和/或交叉卷绕筒子(13)的圆周速度测量装置(30，31)，以及直径增长的计算装置(27，28，29)。
12.根据权利要求11的装置，其特征在于，控制和/或调整装置(20)包括将直径增长(δ)调节到一给定值的装置。
全文摘要
在用来生产无规卷绕的交叉卷绕筒子的方法中规定:在至少一个叠圈区的范围内,对纱线卷绕到交叉卷绕筒子上的纱线张力和/或把交叉卷绕筒子靠在传动它的摩擦辊上的支承力进行控制,以便使在此范围内的卷绕密度调节到与叠圈区范围外部的卷绕密度相同。
文档编号B65H63/08GK1170690SQ9711386
公开日1998年1月21日 申请日期1997年6月26日 优先权日1996年6月26日
发明者F·J·赫门斯, U·梅尔 申请人:W.施拉夫霍斯特公司