帶出口調節的紡紗準備機的製作方法

2023-06-17 15:59:36

專利名稱：帶出口調節的紡紗準備機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種符合權利要求1的前序部分的紡紗準備機，具體而言，涉及一種並 條機、梳理機或精梳機，其配有一套對送至其中的纖維材料進行拉伸並可能進行並絲的 牽伸系統。
背景技術：
此類機械很早即已為人所知。送至本機械的一股或多股纖維梳條通過牽伸進行均勻 化處理，所形成的纖維梳條被置於一個條筒中。並條機的牽伸系統通常包括有一對上遊 滾筒(入口滾筒對)、 一對中央滾筒以及一對下遊滾筒(出口滾筒對)，沿被牽伸纖維材 料從其中通過的方向相繼布置。將纖維材料夾在其中的每一對滾筒以纖維運動的方向轉 動，並採用較高的下遊圓周速度，以形成牽伸。入口滾筒對與中央滾筒對之間的牽伸區 被稱為初步牽伸區，而中央滾筒對與出口滾筒對之間的牽伸區則被稱為主牽伸區
已有各種改變牽伸的方法，其目的是根據梳條質量傳感器所測得的梳條質量變化， 對纖維材料的厚度變化進行補償。對於自調勻整並條機的純入口調節情形，入口和中央 滾筒對的下滾筒速度會被調節，而出口滾筒對的速度不被調節，這意味著所形成的纖維 梳條將以恆定速度離開牽伸系統。在純出口調節中，入口和中央滾筒對的速度在設備達 到全速後即保持恆定，而出口滾筒對的速度則被控制，以補償纖維材料的不規則性。當 .某一滾筒對的控制或驅動屬於本文件所述情況時，幾乎可以肯定一對滾筒中僅有一個為 主動，而另一個為>^人動。
上述兩種方法的一個缺點在於頻率和幅度相對轉動速度的可能變化量的動態極限， 因為要移動的質量(或在此過程中所涉及的機械部件的轉動慣量)相對較大。在本申請 人的DE 102004 007 143號專利中已公開了 一種針對此問題的補救措施其中梳條的變 化由按照第一控制環中所測得信號的一個部分幅值和按照另 一控制環中所測得信號的 另一個部分幅值進行補償。短波和長波信號分量在此分開，並被分別分配至入口和出口 調節，由此可使自調勻整並條機的牽伸性能得以改善。

發明內容
本發明的目的是對梳條質量的高頻變化補償進行專門改進。 這一任務由權利要求1的特徵加以完成。
4本發明可應用於任何牽伸系統，不論其是僅有兩對滾筒以及相應地僅有一個牽伸 區，還是與典型牽伸系統一樣有3個或更多牽伸區。
本發明的優點最顯著地體現在，下遊滾筒對(對於並條機即為出口滾筒對)和砑光 滾筒對至少在一定時段內可按照比存放設備更低和/或更高的轉速被驅動，以使梳條內的 短波(即高頻)故障可獲得補償。存放設備在此情況下不會跟隨下遊滾筒對和砑光滾筒 對的轉速變化，至少不會是相同程度的變化。而有利的是，存放設備(特別是轉A)將 以恆定轉速被驅動，或者是其動態範圍小於下遊滾筒對和砑光滾筒對。
據此，建議採用出口調節，其中並非所有跟隨主牽伸區的機械元件都會受相同的速 度變化幅度的調節，而是只有出口滾筒和砑光滾筒(也被稱為牽拉滑輪)被以大動態變 化量驅動，以補償梳條質量的高頻變化。具體而言，在一種有利的實施方式中，轉盤和 存放容器或條筒將持續以基本恆定的速度轉動。受大幅動態變化調節的質量由此被顯著 減少，從而在總體上產生有價值的動態性能改進。
另一方面，已知的並條機在恆定輸出速度(入口調節)條件下被局限於改變主牽伸 區之前所涉及的所有機械部件的速度，而在恆定輸入速度(出口調節)條件下則被局限 於改變主牽伸區之後所涉及的所有機械部件的速度。由此本發明首次提出， 一方面的下 遊滾筒對的速度或出口滾筒對和砑光滾筒對的速度與另 一方面的後續機械部件(具體為 轉盤)的速度並不完全相互匹配。相反，本發明有意讓轉盤脫離對下遊滾筒對和砑光滾 筒對的速度變化的補償，或者以較小的動態變化進行驅動。
控制設備設計為以下方式特別有利在正常生產中，存放設備被以恆定速度驅動。
而下遊滾筒對和砑光滾筒對則相反，可以以更低或更高的速度驅動(採用更大的動態變
化)，以補償高頻或短波梳條故障。在此有一個令人意外的發現在使用此類方法時， 因 一方面的砑光滾筒與另 一方面的轉盤或條筒的轉速之差而預期會產生的牽伸故障，對 於梳條質量以及在條筒內所產生的存放模式沒有任何負面影響，或者其影響程度可以忽 略，原因是其局限於小幅度的轉速的短波變化。
有利的是，出口調節被設計用以對纖維材料質量的高頻或短波變化進行補償；該變 化量應小於標稱質量的20%,小於15%更為有利，小於10%則特別有利。出口調節還適 合被設計為對頻率高於5 Hz (高於10 Hz更為有利)的纖維材料的變化進行補償。具體 而言，已經發現在梳條故障信號分量的頻率高於10 Hz、幅值高達質量與標稱值偏差量 的10%的條件下，本發明不會對存放模式或可實現的梳條質量造成任何負面影響。
根據一種特別有利的實施方式，梳條故障信號的低頻分量可通過入口調節加以補 償，如同之前在典型的自調勻整並條機上所採用的方式一樣。為此，依據本發明的紡紗準備機將在上遊與下遊滾筒對之間加裝一對中央滾筒。對於純入口調節情形，上遊滾筒 對和中央滾筒對的速度將被控制，保持恆定的速度比，而下遊滾筒對、砑光滾筒和存放 設備則被以恆定速度驅動。上遊入口滾筒對與中央滾筒對之間的初步牽伸區內的牽伸在 這種情況下將保持恆定，而對質量變化的補償將在中央滾筒對與下遊滾筒對之間的主牽 伸區內進行。當根據本發明將此類入口調節與出口調節加以組合時，如果上遊滾筒對和 中央滾筒對繼續以恆定的初步牽伸被驅動，則比較有利。此外，在此情況下，對纖維材 料內較高頻率變化的補償發生在主拉伸區內。這可以通過設備內部的適當的計算機輔助 頻率分配加以實現。在這種設計中，存放設備將繼續被以恆定速度驅動。
上文已介紹的依據本發明的紡紗準備機的實施方式，在主拉伸區內對低頻和高頻分 量均可進行補償，其中低頻分量特別適合按雙曲線函數隨中央滾筒對(由此也包括上遊 入口滾筒對)的速度變化加以處理，而高頻分量則由下遊出口滾筒對和砑光滾筒對的速 度的線性變化加以處理。梳條材料故障信號的相移有利地被計入考慮。
作為對單一設備內低頻和高頻分量補償的替代方式，也可以設想該過程在兩臺順序 的機器上以兩個順序的步驟來完成，即採用兩級通過方式。在此情況下，第一級通過可 以是在釆用入口調節的典型自調勻整並條機上，而第二級通過則是在採用上文所述短時 (short-period)調節的機器上，或者可以按相反的順序執行兩級通過。 本發明的有利的進一步改進由所附權利要求中的特性予以示出。


以下藉助附圖對本發明進行更為詳細的解釋。各圖所示內容如下
圖1是依據現有技術的並條機的示意性側視圖2是依據本發明的並條機的示意性側視圖3是梳條故障信號的筒化表達；
圖4是帶有釋放裝置的牽伸系統的示意性側視圖5是纖維材料經長路線通過其中的轉盤的示意性橫截面圖6示出纖維材料經短路線通過圖5中的轉盤。
具體實施例方式
以下將參照圖i的示意表達，對僅在入口處有調節的一種業界熟知的並條機的基本 運行模式進行介紹。根據這一現有技術的例子，若干條基本被拆開的纖維梳條FB被並 排送至牽伸系統。這相當於可以僅向並條機輸送一股纖維梳條FB 。對纖維梳條FB進行壓緊的漏鬥1被置於並條機的入口處。也可以採用其他類型的壓緊設備。在通過組成為 一對傳感滾筒的傳感單元2、 3之後，此時已被壓緊、包括有單股纖維梳條FB的纖維梳 條FB'被送至牽伸系統4。牽伸系統4通常包括三個牽伸元件或滾筒對，實際的牽伸將 在它們之間發生。這些滾筒對包括上遊或入口滾筒對5、中央滾筒對6以及下遊、出口 或交付滾筒對7，其轉動圓周速度依此順序逐漸增加。由於採用這種配置，纖維梳條FB' 按照圓周速度比被牽伸。在由中央滾筒對6和出口滾筒對7形成的主牽伸區中，還有一 根壓力杆8,用以使纖維梳條FB'轉向，由此對在兩對滾筒6、 7之間未被夾緊的纖維(被 稱為浮遊纖維)的引導進行特別的改善。藉助於上方偏轉滾筒9,被拉伸的纖維梳條FB' 被聚攏在一起，形成多個梳條引導元件(見細節放大圖)，並經由砑光滾筒對14送入彎 曲梳條通道16，其中砑光滾筒對14的一個滾筒承受彈簧15的作用力，以對梳條的橫截 面進行測量。在通過位於以角速度co轉動的轉盤17上的梳條通道16之後，梳條FB'以 速度vl被置於條筒18中。
在圖l所示的並條機中，來自傳感設備2、 3的信號用於對梳條質量變化的補償。 纖維梳條FB'在這兩個傳感盤2、 3之間通過；可動傳感盤3被壓靠在固定位置的傳感盤 2上，可動傳感盤3的偏轉被作為纖維梳條FB'的橫截面的量度指標。例如傳感盤3可 與感應傳感元件20耦合，後者採用電壓信號形式的輸出信號被首先送至存儲器21,該 存儲器使得從通過傳感設備2、 3到進入牽伸系統4之間可以有距離或時間差(FIFO存 儲器即先入先出式緩衝區)。在經過此時間差之後，信號將被送至具有評價和調節功能 的處理器22。在本例中，主拉伸區內對質量變化的補償通過改變伺服驅動器23的轉速 來實現，該伺服驅動器將產生行星齒輪24的控制旋轉。入口滾筒對5的下方滾筒和中 央滾筒對6的下方滾筒由行星齒輪24的這一受控輸出速度驅動，而行星齒輪24則由主 電機25驅動。在本例中，由主電機25驅動的出口滾筒對7中的下方滾筒的速度將保持 恆定，以此確保所生產的纖維梳條FB'的長度可以精確計算。主電機25還驅動砑光滾筒 對14、轉盤17和條筒盤19。
圖2中示意性示出了本發明的並條機1;相同的編號用於指代相同的元件。在這種 並條機中，入口調節的方式與圖l所示並條機相同。然而，主電機25在此既不驅動出 口滾筒對7和砑光滾筒對14,也不驅動之後的在正常運行時速度恆定的存放設備元件 (具體而言即轉盤n)，而僅僅驅動行星齒輪24。還有一臺單獨的電機26,專門負責 驅動出口滾筒對7和砑光滾筒對14。轉盤17和與之有固定位置關係的梳條通道16以及 條筒盤19均由另外一臺速度基本恆定的電機27驅動。作為替代方案，轉盤17和條筒 盤19也可以連接至電機25;此時電機27將為冗餘。處理器22將對電機25、 26、 27發出相應的控制指令。輸出滾筒對7和砑光滾筒對14將接受高度動態的控制，以補償 高頻梳條故障(見圖3)。
圖3給出了一個梳條故障信號的高度示意性表達。在現實中，在梳條故障信號上會 疊加很多不同的波形。本例中包含基波波長L1，其上疊加有短波波長L2。通過依據本 發明提出的出口滾筒對7和砑光滾筒對14的短時調節，只有波長為L2的梳條故障信號 短波分量會被處理。為此，短波分量L1通過適當的(高通)濾波被去除。長波分量通 過另一個不同的過程被處理，在本例中，該過程即為常見的入口調節，其具有例如如圖 2所示的配置。電機27在此情況下將驅動轉盤17，而條筒盤19則以基本恆定的速度運 行。 ，
圖4所示為經放大、但也是高度簡化的牽伸系統4與其存放設備的表達。其布置基 本與圖2類似；然而僅示出了被驅動元件。被以同步速度驅動的元件分別由不同的陰影 線表示。入口和中央滾筒對5、 6被以動態性較低的主動方式驅動，以補償梳條質量的 低頻變化(見圖2中的主電機25、伺服驅動器23、行星齒輪24);出口和砑光滾筒對 7和14則以高度動態的控制加以驅動，以補償梳條質量的較高頻變化，而轉盤17基本 以恆定速度運動。纖維梳條FB'響應梳條質量的低頻和高頻變化而在主拉伸區內被拉伸。 具有評價功能的控制單元22為此將進行適當的頻率分配，以控制伺服驅動器23和電機 26 (圖3 )。入口和中央滾筒對5、 6以及出口和砑光滾筒對7和14均採用基本恆定的 平均圓周速度，其幅值根據已設置的牽伸度而有所不同。出口和砑光滾筒對7和14的 平均圓周速度的幅值對應於轉盤17在纖維梳條出現的點上的恆定圓周速度。
此時如果梳條信號L2的一個短波長(即高頻)正變化(見圖3)被以增大牽伸的 方式進行補償，則從砑光滾筒14到條筒18內逐漸增長的纖維梳條堆上的梳條被置於其 上的地方之間，梳條質量會有短時的增加。另一方面，如果是對梳條信號L2的短波長 負變化進行補償，則在此區域內相應地存在纖維梳條質量的短時降低。
這種在砑光滾筒14與條筒18之間的纖維梳條質量的短暫增加或減少的效應在圖5 和6中示出。如圖5中所示，在對一個或多個高頻、短波粗厚段進行補償之後，帶通道 16中會有更多的纖維材料，以使纖維梳條經過一條比沿通道的中心軸線的路線更長的路 徑。圖6所示為纖維梳條在帶通道16內鬆弛度較低的情況，其原因是依據本發明的出 口調節已對一個或多個細薄段加以補償。纖維梳條會經過帶通道16內一條較短的,路線， 但這並不意味著其被拉緊或拉伸。
換言之，對帶通道16內的質量變化的補償方式為纖維梳條FB'以對應於出口滾筒 對6和砑光滾筒對14的轉速變化的不規則短間隔，沿帶通道16內一條較長或較短的路
8徑通過。帶通道16具有均化質量緩衝區的作用。這種質量緩衝通過圖5和6所示狀態 之間的不斷變化而實現。
已經發現，當質量的變化幅度小於梳條標稱重量的10%時，以及當其頻率不高於 10 Hz (即其波長L2相應較短)時，依據本發明的補償將可對纖維梳條的均一度產生特 別的改善。否則根據砑光滾筒14與條筒18內的堆積點之間的距離，以及根據帶通道16 的設計，可能發生超出質量存放容量及牽伸故障。在這種情況下， 一方面入口調節將導 致均勻化，但另一方面，在牽伸系統之後，被牽伸梳條的故障將再次出現。
由於上述出口調節所形成的纖維梳條運動具有使帶通道16內梳條路徑持續變化的 效果，其附帶作用是防止堆積物在帶通道16內累積。否則，在輸送速度恆定時，在纖 維梳條所無法通過的帶通道16的一部分內，可能發生堆積物在帶通道16內累積，通過 本發明，作為一項附帶作用，可以在不造成纖維塊堆積的條件下對纖維進行存放。 一個 具體的風險是，在條筒18被裝滿後，這種纖維塊將從空的帶通道16內滑出，進入滿的 條筒18內；這種情況不好。
以上藉助轉盤17 (由此也包括帶通道16)和條筒盤19的轉速基本恆定的典型實施 方式對本發明進行了詳細的介紹。然而，也可以在反應相對較慢的條件下來改變轉盤17 和條筒盤19的轉速，以提高帶通道16的質量存放容量。為此，控制單元22可以向電機 27發送適當的指令。
在另一種實施方式中，僅依據本發明提供出口調節，而沒有入口調節。在一種依據 圖4的牽伸系統4中，上遊入口滾筒對5、中央滾筒對6和轉盤17以及條筒盤19均被 以恆定速度驅動，而出口滾筒對7和砑光滾筒對14則接受變量控制。
在一種進一步的開發方案中，具有入口調節的獨立牽伸系統置於具有出口調節的牽 伸系統前方，以形成兩級通過。這兩級通過的順序也可以顛倒。
此外，本發明還可用於矩形條筒。在此情況下，條筒18的橫截面基本為矩形，它 們並不在轉動的條筒盤19上，而是在轉動的轉盤17下方以線性模式運動。
所述的本發明的優勢具體包括可以對質量的短波變化進行補償(此處"質量"一詞 也指厚度和/或密度的變化)，將帶通道用作質量緩衝器，能夠在常規入口調節上疊加補 償，可應用於兩級通過，堆放時不會累積纖維塊，並且能夠通用於並條機、梳理機和精 梳機。
權利要求
1.紡紗準備機，具體為並條機、梳理機或精梳機，其配有一套對送至其中的纖維材料FB進行牽伸並可能進行並絲的牽伸系統(4)，其中所述牽伸系統(4)包括有一對上遊滾筒(5)和一對下遊滾筒(7)；且在所述牽伸系統(4)前方有一個傳感器(2、3、20)，用於測量纖維材料FB的質量、厚度或密度的變化；並有一個處理器(22)被連接至所述傳感器(2、3、20)，所述處理器使用所述傳感器信號作為控制所述下遊滾筒對(7)的依據，以使其轉速可以被修改從而實現出口調節；另有砑光滾筒(14)在所述牽伸系統(4)之後，用以將已牽伸的纖維材料FB』拉出所述牽伸系統(4)並向前輸送；還有配有轉盤的存放設備(16、17)，用於將已牽伸的纖維材料FB』置於條筒(18)內，其特徵在於，能夠通過所述處理器(22)至少短暫地改變所述下遊滾筒對(7)和所述砑光滾筒對(14)的轉速，其中，對所述存放設備(16、17)的驅動具有較小的動態變化，或者相比所述下遊滾筒對(7)和砑光滾筒對(14)的速度基本沒有轉速變化。
2. 根據權利要求1所述的紡紗準備機，其特徵在於所述處理器(22)經配置，使 得當所述紡紗準備機正常運行時，所述存放設備(16、 17)被以恆定轉速驅動，而所述 下遊滾筒對(7)和所述砑光滾筒對(14)可被以相對較低和/或較高的轉速驅動。
3. 根據權利要求1或2所述的紡紗準備機，其特徵在於所述處理器(22)可以控 制所述下遊滾筒對(7)和所述砑光滾筒對(14),以補償纖維材料的質量變化，該質量 變化應小於特定質量的20%,小於15%更為有利，小於10%則特別有利。
4. 根據上述權利要求之一所述的紡紗準備機，其特徵在於所述處理器(22)可以 控制所述下遊滾筒對(7)和所述砑光滾筒對(14),以補償纖維材料的變化，該變化的 頻率應高於5Hz,高於10Hz則更為有利。
5. 根據上述權利要求之一所述的紡紗準備機，其特徵在於在所述上遊滾筒對(5) 與所迷下遊滾筒對(7)之間有一對中央滾筒(6)，且在所述紡紗準備機正常運行中， 所述上遊滾筒對(5)和所述中央滾筒對(6)被以恆定速度驅動。
6. 根據權利要求1至4中之一所述的紡紗準備機，其特徵在於在所述上遊滾筒對 (5)與所述下遊滾筒對(7)之間有一對中央滾筒(6),且除上述用於補償高頻變化的纖維材料的出口調節之外，對所述上遊滾筒對(5)和所述中央滾筒對(6)的控制中還 包括入口調節，以補償相對較長波的低頻變化。
7. 根據權利要求6所述的紡紗準備機，其特徵在於對低頻分量通過所述中央滾筒 對(6)轉速按雙曲線函數的變化加以處理，而對高頻分量則通過所述下遊滾筒對(7) 和所述砑光滾筒對(14)轉速的線性變化加以處理。
8. 根據權利要求6或7所述的紡紗準備機，其特徵在於所述處理器(22 )將所述 纖維材料故障信號的相移計入考慮。
9. 根據權利要求6至8中之一所述的紡紗準備機，其特徵在於所述紡紗準備機體 現為並條機，並僅包括有上述的出口調節，而其之前或之後設有包括至少入口調節的體 現為並條機的紡紗準備機。
全文摘要
一種帶出口調節的紡紗準備機，配有一套對送至其中的纖維材料進行牽伸並絲的牽伸系統，該牽伸系統包括一對上遊滾筒和一對下遊滾筒；在該牽伸系統前方有一個傳感器；並有一個處理器被連接至該傳感器，該處理器使用傳感器信號作為控制下遊滾筒對的依據，以使其轉速可以被修改從而實現出口調節；另有砑光滾筒在該牽伸系統之後，用以將已牽伸的纖維材料拉出牽伸系統並向前輸送；還有配有轉盤的存放設備用於將該已牽伸的纖維材料置於條筒內。本發明的紡紗準備機的特徵為，能夠通過該處理器至少短暫驅動下遊滾筒對和砑光滾筒對以不同速度運行，對所述存放設備以較小的動態變化來驅動，或者相比所述下遊滾筒對和砑光滾筒對基本沒有轉速變化。
文檔編號D01H5/74GK101575753SQ200910131360
公開日2009年11月11日 申請日期2009年4月15日 優先權日2008年5月9日
發明者M·於丁, 克裡斯汀·哈斯 申請人:立達英格爾施塔特有限公司