JP2005520938A - 遠心紡績装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、紡績装置であって、回転軸線を中心として回転可能に支承された遠心紡績エレメントが設けられており、該遠心紡績エレメントが、遠心機底部と、該遠心機底部の領域に配置された遠心機首部と、該遠心機首部に取り付けられた電磁式の駆動装置と、回転軸線に対して平行に移動可能に支承された、遠心機首部を通って遠心紡績エレメント内に突入した糸ガイド管とを有している形式のものに関する。本発明によれば、糸ガイド管（７）に、遠心紡績エレメント（３）の遠心機首部（２４）を貫通する巻返し巻管（９）が移動可能に配置されており、糸ガイド管（７）および／または遠心紡績エレメント（３）が軸方向に移動可能であり、これによって、遠心紡績エレメント（３）の内壁（２５）に、遠心機底部（２６）の領域で始まる糸パッケージ（１５）が、コップ巻体を備えて形成可能であることが提案されている。

Description

短繊維糸の製作に関連して、種々異なる紡績法が知られている。

リング紡績およびオープンエンド紡績のほかに、たとえば遠心紡績は、以前から知られている紡績法である。この場合、遠心紡績では、基本的に２種類の紡績モード、いわゆる「一段階紡績」と、いわゆる「二段階紡績」との間で識別される。

両紡績モードでは、まず、供給材料として、紡績ポット内に蓄えられた繊維束または粗糸ボビンとして提供された繊維粗糸がドラフト機構で所望の糸番手に相応に延伸され、軸方向に移動可能に支承された糸ガイド管を介して、高い回転数で回転する遠心紡績エレメント内に搬送される。この場合、糸ガイド管の開口から流出した供給材料は、糸脚を形成して、遠心機内壁に当て付けられ、この遠心機内壁によって連行される。すなわち、繊維材料は、遠心紡績エレメントと共に回転する糸脚の回転によって撚りを獲得する。

撚り付与によって形成された糸は、綾振り可能にかつ軸方向に移動可能に支承された糸ガイド管によって遠心機内壁に堆積させられ、そこに、糸パッケージ、いわゆる「紡績ケーク」を形成する。

この場合、一段階紡績では、遠心機回転数と供給材料の供給速度とが互いに調和されており、これによって、紡績ケークとして堆積させられた糸がすでに最終的な撚りを有していて、後続の作業工程において、たとえば糸ガイド管に提供されているかまたは下方から遠心紡績エレメント内に導入された巻返し巻管に巻き返され得る。この巻返し過程時に形成される紡績コップは、のちに、生産経過において後置された巻取り機によって巻き返され、大容量のチーズが形成される。

しかし、遠心紡績に関連して、２種類の紡績法が知られているだけでなく、部分的にかなり異なって形成された多数の紡績装置も知られている。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第４２０８０３９号明細書には、たとえば遠心紡績装置が開示されている。この遠心紡績装置は、磁気軸受けに支持された管状の遠心紡績エレメントを有している。この遠心紡績エレメントは、中心に配置された電磁式の遠心機駆動装置を有している。このように形成された遠心紡績装置には、上方からだけでなく、下方からも良好に接近可能であり、これによって、巻返し巻管が、ドイツ連邦共和国特許出願公開第４２０８０３９号明細書に図示されているように、下方から遠心紡績エレメント内に導入され得るかまたは、たとえばドイツ連邦共和国特許出願公開第１９５２３８３５号明細書に開示されているように、糸ガイド管に移動可能に配置されていて、この場合、上方から遠心紡績エレメント内に導入される。このような管状の紡績遠心機には良好に接近可能であるにもかかわらず、この紡績遠心機は、その構造に基づき、比較的高いエネルギ消費を伴うという著しい欠点を有している。すなわち、管状の遠心紡績エレメントの最大の直径の領域にロータを有する駆動装置の位置によって、比較的不利なエネルギ使用が生ぜしめられる。

著しく有利なエネルギ使用は、いわゆる「ポット遠心機」が使用される場合、すなわち、紡績遠心機の電磁式の駆動装置が取り付けられた首状の付設部を有する遠心紡績エレメントが使用される場合に得られる。

このように形成された紡績遠心機は、たとえば国際公開第９８／１１２８４号パンフレットによって公知である。

この公知の遠心紡績装置では、巻返し巻管が、遠心機首部と反対の側に位置する遠心機開口を通って遠心紡績エレメント内に導入され、完成した紡績コップが同一の遠心機開口を通して取り出される。巻返し位置に走入させられた巻返し巻管に対する、遠心紡績エレメントの内壁に堆積させられた糸パッケージの整然とした巻返しを保証するために、この公知の遠心紡績装置では、下方から上方への紡績ケークの堆積が行われる。すなわち、紡績プロセスの終了時、糸ガイド管が、紡績遠心機底部の近くの上側の終端位置に到達した場合に巻返し巻管による巻返し過程が開始される。この事例では、糸パッケージが上方から下方に、すなわち、巻管先端部で始まって巻返し巻管に巻き返される。

しかし、このような遠心紡績装置では、巻返し過程の間、いわゆる「巻体崩れ」が起こった場合に大きな困難が生ぜしめられる。このような事例では、しばしば、すでに部分的に巻き取られた巻返し巻管が遠心紡績エレメントから取り出され得ることを、下側の領域でまだ遠心紡績エレメントの内壁に付着している糸パッケージ残分が阻止する。これは、このような事例において、該当する紡績遠心機が停止されなければならず、まずクリーニングされなければならないことを意味している。

さらに、この公知の遠心紡績装置では、製作された紡績コップも欠点であると分かった。なぜならば、このような紡績コップの巻取り方向が、リング紡績機で製作される紡績コップと異なるからである。

生産プロセスにおいて後置された自動チーズワインダの準備装置は一般的にリング紡績コップに調整されているので、このような遠心紡績コップの形成はしばしばより大きな困難を生ぜしめる。

前述した公知先行技術から出発して、本発明の課題は、前述した欠点を有しておらず、特にリング紡績コップとほとんど差異のない紡績コップの製造が可能となる遠心紡績装置を提供することである。

この課題は、本発明によれば、請求項１に記載したような紡績装置によって解決される。

本発明の有利な構成は従属請求項の対象である。

本発明による紡績装置によって、公知の紡績装置の欠点を回避することが簡単に達成されている。すなわち、巻返し過程後に形成された紡績コップが、たとえばリング紡績機で製造された紡績コップと同様に形成されていて、したがって、問題なく慣用の巻取りテクノロジによって加工され得る。さらに、本発明により形成された遠心紡績装置では、紡績ケークの、最後に堆積させられた糸層が常に到達可能であり、これによって、必要な場合、たとえば紡績プロセスの間の糸切れ後または巻返し過程の間の巻体崩れ後に常に外部からの巻返し過程の導入もしくは開始が可能となる。この場合、このような外部からの巻返し過程の開始時に調整される糸二次システムは比較的短いので、次いで、形成された紡績コップが巻取り機にたいてい残分なしに繰出し可能となる。さらに、外部からの巻返し過程の開始後に形成された紡績コップは常に問題なく遠心紡績エレメントから取り出すことができる。すなわち、巻体崩れに基づき相変わらず遠心紡績エレメントにとどまっている糸パッケージ残分は、紡績コップのドッフィング過程を決して妨害せず、場合によって後続する外部からの第２の巻返し過程の開始のために到達可能なままである。

請求項２に記載したように、有利な構成では、走行する供給材料を監視するセンサ装置が設けられている。有利にはドラフト機構と糸ガイド管との間に位置決めされたセンサ装置は、信号線路を介して相応の制御装置、有利には作業箇所コンピュータに接続されているので、糸切れの事例では、たとえば遠心紡績エレメントへの繊維材料のさらなる供給が中断され、巻返し過程が開始される。しかし、択一的な構成では、請求項３に記載したように、センサ装置が遠心紡績エレメントの下方に配置されていてもよく、この場合、回転する糸脚を監視する。この事例でも、センサ装置が信号線路を介して作業箇所コンピュータに接続されている。この作業箇所コンピュータによって、糸切れの事例では、遠心紡績エレメントへの繊維材料の供給が停止され、巻返し過程が開始される。

さらに、請求項４に記載したように、有利な構成では、糸解離装置が設けられている。この糸解離装置は、規定されて糸パッケージの巻体円錐部に当付け可能であり、この場合、糸ガイド管に配置された、巻返し位置に提供された巻返し巻管に対する、遠心機と共に回転する糸パッケージの巻返し過程を開始する。糸解離装置は、紡績プロセスの間の糸切れ後だけでなく、巻返し過程の間の巻体崩れ後にも使用される。両事例では、糸解離装置が、紡績遠心機と共に回転する糸パッケージの巻体円錐部に当て付けられ、これによって、巻返し過程が開始される。

さらに、有利な構成では、製造された紡績コップのドッフィングが、遠心機首部と反対の側に位置する遠心機開口を通して行われる（請求項５）。こうして、遠心紡績エレメントの首部領域を比較的小さく保つことができる。このことは、特に紡績装置のエネルギ消費にポジティブな影響を与える。

以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。

図１には、詳しく示していない遠心紡績機の、全体的に符号１で特徴付けた遠心紡績装置が概略的に示してある。いわゆる「ポット遠心機」を装備したこのような遠心紡績装置１は原理的に公知であり、たとえば国際公開第９８／１１２８４号パンフレットに比較的詳しく開示されている。

このような遠心紡績装置１は、有利には、紡績ハウジング２内に回転可能に支承された遠心紡績エレメント３を有している。この遠心紡績エレメント３は軸受け４に支持されていて、電磁式の駆動装置５を介して個別モータにより駆動される。この場合、軸受け４は、有利には磁気軸受け、たとえば永久磁気軸受けとして形成されている。

さらに、遠心紡績装置１は、遠心紡績エレメント３内に導入可能な糸ガイド管７を有している。この糸ガイド管７には、概略的にしか示していない駆動装置８が接続されている。この駆動装置８は糸ガイド管７に綾振り運動を付与し、この糸ガイド管７を同時に遠心紡績エレメント３に対して軸方向に移動させる。

糸ガイド管７には、たとえば、この糸ガイド管７を取り囲むニューマチックシリンダ１０の中空のピストンロッドには、巻返し巻管９が移動可能に支承されている。この場合、ニューマチックシリンダ１０は、弁、たとえば２ポート２位置弁２２が接続された相応のニューマチック管路を介して圧縮空気源（図示せず）に接続されている。図１に示したように、弁２２は制御線路２１を介して作業箇所コンピュータ１９に接続されている。

図１に示したように、巻返し巻管９は正規の紡績プロセスの間にニューマチックシリンダ１０を介して糸ガイド管７に対して休止位置１１に位置決めされていて、たとえば巻返し過程を開始するために、実線で示した巻返し位置１２に移動することができる。

さらに、遠心紡績装置１は、糸切れを検出するためのセンサ装置１３を有している。

走行する供給材料１８を監視するセンサ装置１３は、有利な構成では、ドラフト機構６の下方に位置決めされていて、信号線路２０を介して、紡績箇所固有の制御装置１９に接続されている。

このようなセンサ装置の択一的な構成が図１に破線で示してある。この場合、信号線路２０Ａを介して同じく作業箇所コンピュータに接続されたセンサ装置１３Ａは、たとえばライトスキャナとして形成されていて、回転する糸脚の回転を監視する。

さらに、巻返し過程を、たとえば紡績プロセスの間の糸切れ後または巻返し過程の間の巻体崩れ後に開始するためには、糸解離エレメント１４が設けられている。この場合、この糸解離エレメント１４は、糸パッケージ１５の巻体円錐部２９に当付け可能なカッティングエッジ１６と、このカッティングエッジ１６を軸方向で上方から把持する糸案内輪郭体１７とを有している。カッティングエッジ１６と糸案内輪郭体１７とは駆動装置２３を介して遠心機内壁２５に対して平行に移動可能である。図１から明らかであるように、糸解離エレメント１４の駆動装置２３は制御線路３０を介して、紡績箇所固有の制御装置１９、いわゆる「作業箇所コンピュータ」に接続されていて、この作業箇所コンピュータを介して規定されて制御することができる。

装置の機能：
遠心紡績エレメント３の上方に配置された繊維束延伸装置、たとえばドラフト機構６には、紡績コップ（図示せず）から繊維束が供給されるかまたはフライヤボビン（図示せず）から供給材料１８が供給される。この供給材料１８、たとえば粗糸は所望の番手に相応に延伸され、糸ガイド管７を介して遠心紡績エレメント３内に案内される。そこでは、供給材料１８が、回転する糸脚２８を形成して、回転している遠心紡績エレメント３の内壁２５に当て付けられ、この場合、撚りを獲得する。すなわち、この撚りに基づき形成された糸が、糸ガイド管７によって遠心紡績エレメント３の内壁２５に位置決めされ、これによって、規定された糸パッケージ、いわゆる「紡績ケーク１５」が形成される。紡績プロセスの間ひいては遠心紡績エレメント３の遠心機底部２６の領域で始まる糸パッケージ１５の形成の間、糸ガイド管７は駆動装置８を介して上下に振動運動させられ、同時に連続的に遠心機開口２７の方向に降下させられる。これによって、紡績された糸が、いわゆる「コップ巻体」のように遠心紡績エレメント３の内壁２５に一時的に蓄えられる。

糸パッケージ１５が、規定された調整可能な量を達成すると、巻返し過程が開始される。すなわち、糸ガイド管７が駆動装置８によって、まず、糸ガイド管７の綾振りストロークの次の上死点に走行させられ、次いで、巻返し巻管９がニューマチックシリンダ１０によって休止位置１１から、回転する糸脚２８の領域における巻返し位置１２に移動させられる。回転する糸脚２８との交差時に糸が巻返し巻管９に拘束され、これによって、巻返し過程が生ぜしめられる。同時に制御装置１９を介して、ドラフト機構６の領域に配置された、粗糸１８のさらなる供給を中断する粗糸停止装置（図示せず）が制御される。

次いで、巻返しによって形成された紡績コップが遠心機開口２７を介してドッフィングされ、たとえば後置された巻取り機に供給される。

紡績プロセスの間に糸切れが生ぜしめられると、このような糸切れがセンサ装置１３；１３Ａによって即座に検出され、信号線路２０；２０Ａを介して制御装置１９に直接報知される。次いで、制御装置１９が即座に粗糸停止装置を作動させ、さらに、糸ガイド管７がその綾振りストロークの次の上死点に移動させられる。次いで、制御装置１９が信号線路２１を介して方向制御弁２２を作動させ、信号線路３０を介して糸解離装置１４の駆動装置２３を作動させる。その後、方向制御弁２２によって、ニューマチックシリンダ１０が巻返し巻管９をその休止位置１１から巻返し位置１２に押し進めるのに対して、駆動装置２３は糸解離装置１４を内壁２５に対して平行に遠心紡績エレメント３内に走入させる。

さらに、糸解離装置１４がそのカッティングエッジ１６で糸パッケージ１５の巻体円錐部２９に当て付けられる。この巻体円錐部２９へのカッティングエッジ１６の当付け時には、遠心紡績エレメント３と共に回転する糸パッケージ１５から糸ループが解離される。この糸ループは巻返し巻管９の周りに巻き取られ、これによって、巻返し過程を開始する。糸解離装置１４のカッティングエッジ１６は遠心紡績エレメント３の内壁２５の近くに作用するにもかかわらず、しかし、この場合、紡績ケーク１５の幾つかの巻体層がカッティングエッジ１６の下方に配置されていることを常に回避することができるとは限らない。巻体層は巻返し過程の間に糸案内輪郭体１７によって巻返し巻管９の方向に持ち上げられ、この巻返し巻管９に引き渡される。こうして、糸解離装置１４に巻き取られることが回避される。

この巻返し過程時には、元々遠心紡績エレメント３の内壁２５に堆積させられた糸パッケージ１５が、巻返し位置１２にすでに提供されている巻返し巻管９に巻き返され、この場合、紡績コップを形成する。

次いで、この紡績コップ（図示せず）が遠心機開口２７を通して取り出され、後続処理のために、後置された繊維機械、有利には巻取り機に引き渡される。

糸解離装置１４は、巻返し過程の間に巻体崩れが生ぜしめられた場合、すなわち、糸パッケージ１５の一部しか巻返し巻管９に巻き返すことができなかった場合にも使用される。

このような事例でも、部分的に巻き取られた紡績コップがドッフィングされて、新たな巻返し巻管９が糸ガイド管７に巻返し位置で位置決めされた後、糸解離装置１４がその駆動装置２３によって再び遠心紡績エレメント３内に走入させられ、新たな巻返し過程を開始する。

遠心紡績機に用いられる遠心紡績装置の概略図である。

符号の説明

１ 遠心紡績装置、 ２ 紡績ハウジング、 ３ 遠心紡績エレメント、 ４ 軸受け、 ５ 駆動装置、 ６ ドラフト機構、 ７ 糸ガイド管、 ８ 駆動装置、 ９ 巻返し巻管、 １０ ニューマチックシリンダ、 １１ 休止位置、 １２ 巻返し位置、 １３，１３Ａ センサ装置、 １４ 糸解離装置、 １５ 糸パッケージ、 １６ カッティングエッジ、 １７ 糸案内輪郭体、 １８ 供給材料、 １９ 制御装置、 ２０，２０Ａ 信号線路、 ２１ 制御線路、 ２２ 弁、 ２３ 駆動装置、 ２４ 遠心機首部、 ２５ 遠心機内壁、 ２６ 遠心機底部、 ２７ 遠心機開口、 ２８ 糸脚、 ２９ 巻体円錐部、 ３０ 制御線路

Claims (5)

1. 紡績装置であって、回転軸線を中心として回転可能に支承された遠心紡績エレメントが設けられており、該遠心紡績エレメントが、遠心機底部と、該遠心機底部の領域に配置された遠心機首部と、該遠心機首部に取り付けられた電磁式の駆動装置と、回転軸線に対して平行に移動可能に支承された、遠心機首部を通って遠心紡績エレメント内に突入した糸ガイド管とを有している形式のものにおいて、
   糸ガイド管（７）に、遠心紡績エレメント（３）の遠心機首部（２４）を貫通する巻返し巻管（９）が移動可能に配置されており、糸ガイド管（７）および／または遠心紡績エレメント（３）が軸方向に移動可能であり、これによって、遠心紡績エレメント（３）の内壁（２５）に、遠心機底部（２６）の領域で始まる糸パッケージ（１５）が、コップ巻体を備えて形成可能であることを特徴とする、紡績装置。
2. 走行する供給材料（１８）を監視するセンサ装置（１３）が設けられており、該センサ装置（１３）が、紡績プロセスの間の糸切れ時に巻返し過程の開始を生ぜしめるようになってる、請求項１記載の紡績装置。
3. 回転する糸脚（２８）を監視するセンサ装置（１３Ａ）が設けられており、該センサ装置（１３Ａ）が、紡績プロセスの間の糸切れ時に巻返し過程の開始を生ぜしめるようになっている、請求項１記載の紡績装置。
4. 巻返しプロセスの間の糸切れ後または巻返し過程の間の巻体崩れ後に外部からの巻返し過程の開始を可能にする糸解離装置（１４）が設けられている、請求項１記載の紡績装置。
5. 巻返し過程後に形成された紡績コップが、遠心紡績エレメント（３）の遠心機底部（２６）と反対の側に位置する遠心機開口（２７）を通して取出し可能である、請求項１記載の紡績装置。

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