JP2006206327A - 複数の糸を巻き取るための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】糸に対応配置された複数のトラバースユニット７．１，７．２と、これらのトラバースユニットとボビンスピンドル３．１との間に配置された圧着ローラ６とを備えており、ボビンスピンドル３．１とトラバースユニットと圧着ローラ６とがそれぞれ独立した構造群として、機械枠１の枠部１．１，１．３，１．４によって保持され、各構造群がそれぞれ所定の固有振動数を有している形式の、複数の糸２１を、駆動可能なボビンスピンドル３．１に設けられたボビン５に巻き取るための装置を改良して、糸をボビンに巻き取る間に構造群内で発生する許容できない振動をほぼ完全に避けるようにする。
【解決手段】糸の巻き取り作業中に当該の構造群の固有振動数を変えるために、少なくとも１つの枠部１．１，１．３，１．４が、枠（１．３の剛性に影響を与える手段１０を有していることを特徴とする、複数の糸を巻き取るための装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の糸を、回転するボビンスピンドルに設けられたボビンに巻き取るための方法であって、糸をボビンに当て付ける前にそれぞれ所属のトラバースユニットによって糸を往復移動ガイドし、かつ回転する圧着ローラの外周面に部分的に糸を巻き掛けてガイドし、この際に、ほぼ一定の巻取り速度を維持するために、ボビンが大きくなるのに伴ってボビンスピンドルの駆動回転数を変化させ、ボビンスピンドルとトラバースユニットと圧着ローラとをそれぞれ独立した構造群として機械枠の枠部によって保持し、各構造群にそれぞれ所定の固有振動数を与える方法、並びに駆動可能なボビンスピンドルに設けられたボビンに複数の糸を巻き取るための装置であって、糸に配属された複数のトラバースユニットと、これらのトラバースユニットとボビンスピンドルとの間に配置された圧着ローラとを備えており、ボビンスピンドルとトラバースユニットと圧着ローラとが別個の構造群として、機械枠の枠部によって保持され、各構造群がそれぞれ所定の固有振動数を有している形式のものに関する。

冒頭に述べた形式の、複数の糸をボビンに巻き取るための方法及び装置は、ドイツ連邦共和国特許公開第４２４０９２０号明細書により公知である。

このような装置は、合成繊維糸を製造する際に、紡績後にそれぞれボビンに巻き取るために使用される。このような紡績プロセス中に高い糸引き出し速度を得るために、ボビンを受容するために設けられたボビンスピンドルを、ボビンの直径に関連して、最大で３００００回転／分までの非常に高い回転数範囲で回転させる必要があるので、特にボビンを備えたボビンスピンドルのダイナミズムによって強い振動が生ぜしめられる。このような振動は、機械枠に、又はボビン及びボビンスピンドルと直接協働する構造群に伝達される。この構造群とは、特に巻き取り機の、糸ガイド及び糸移動を行う構造群である。一般的にこのような形式の構造群は、機械枠の枠部によって保持され、それによって枠部と共に振動しやすいシステムを形成している。

ドイツ連邦共和国特許公開第４２４０９２０号明細書によれば、このような形式の構造群に、特に共振発生によって生ぜしめられる振動を減衰するために振動減衰器を対応配置することが公知である。この場合、励振周波数が構造群の固有振動数と一致した場合に、共振が発生する。しかしながらこのような形式の振動減衰器は、一般的な形式で、非常に狭い周波数範囲内でしか作用せず、この場合、共振が発生する回転数範囲は、周半数に関連して変化する。従って、固有振動数範囲内で構造群を運転することができるようにするためには、非常に高価な技術的費用がかかる。

ドイツ連邦共和国特許公開第１００６０５９３号明細書により公知の巻き取り機においては、振動を減衰するために構造群内に圧電エレメント（ピエゾエレメント）が使用される。このような形式の圧電エレメントは、圧電アクチュエータと圧電センサとから成っており、この場合、構造群の振動によって生ぜしめられる形状変化が、圧電アクチュエータを作動させるために用いられる。この場合も、構造群内で共振発生に基づいて生じる振動を減衰するために、非常に高価な費用が必要となる。
ドイツ連邦共和国特許公開第４２４０９２０号明細書 ドイツ連邦共和国特許公開第１００６０５９３号明細書 ドイツ連邦共和国特許公開第１０１２８０７７号明細書

本発明の課題は、冒頭に述べた形式の、複数の糸をボビンに巻き取るための方法及び装置を改良して、糸をボビンに巻き取る間に構造群内で発生する許容できない振動をほぼ完全に避けることができるようにすることである。

この課題を解決した本発明の方法の手段によれば、少なくとも１つの構造群の固有振動数を、枠部の切換可能な補強部材によってボビンスピンドルの運転回転数に関連して変えるようにした。

またこの課題を解決した本発明の装置の手段によれば、糸の巻き取り作業中に当該の構造群の固有振動数を変えるために、少なくとも１つの枠部が、枠部の剛性に影響を与える手段を有している。

本発明の有利な実施態様は、従属請求項に記載した特徴及びこれらの特徴の組み合わせによって規定される。

本発明は、ドイツ連邦共和国特許公開第１０１２８０７７号明細書により公知の装置とも異なるものである。この公知の装置においては、アンバランス発生又はそれに起因する振動を補償質量体の位置変化によって減少させるために、回転体に補償質量体が可動にガイドされる。しかしながら、これによって生ぜしめられた、回転体の固有振動数の周波数変化は、励振周波数の発生を阻止することはできない。従って励振周波数は、妨げられることなく、隣接する枠部又は構造群に伝達され、共振が発生する。

本発明による方法及び装置は、糸を巻き取る際に、駆動されているボビンスピンドル及び、このボビンスピンドルの外周面に保持されたボビンによって発生する振動が励振周波数を、多かれ少なかれ隣接する構造群及び枠部に伝達するということから出発している。構造群内の励振周波数が許容されない振動を生ぜしめることがないようにするために、本発明によれば、ボビンスピンドルの運転回転数に関連して構造群の固有振動数を変えるために、構造群に配属（対応配置）された枠部に、切換可能な補強部材（schaltbare Versteifung）が設けられる。このために、構造群の枠部は、枠部の剛性に影響を与えるための手段を有している。従って構造群には、付加的な減衰装置は配属されていない。何故ならば構造群は、共振が発生しない周波数範囲内で駆動され、従って共振発生が避けられるからである。

枠部の補強部材を接続又はしゃ断することによって、固有振動数を、振動数範囲を上昇させるためにも、また低下させるためにも変位させることができる。所定の回転数範囲内においては、枠部の所定の柔軟性を有する構造の方が剛性の構造よりも好都合に作用するか、又はそれとは逆に枠部の剛性の構造の方が所定の柔軟性を有する構造よりも好都合に作用することが、確認された。それによって枠部は、選択的に柔軟な構造としても又は剛性な構造としても影響を及ぼすことができる。

ボビンスピンドルの励振は、ボビンスピンドルの長さ、及びボビンスピンドルにおいて巻き取られるボビンの数に関連している。従って例えば、トラバースユニットによって形成された構造群の共鳴振動は、有利には、１５００ｍｍのボビンスピンドル長さ、及び８個のボビンにおいて、構造群の固有振動数が巻取り運動開始後に所定の時点まで、補強部材を接続することによって値Ｅ_０から値Ｅ_ｍに高められる。

そうでなければ、運転回転数が高くなると所定の時点で柔軟構造に切り換えるために、巻取り運動開始を、補強された構造群によって行う必要がある。

巻き取り過程を監視し、かつ共鳴振動を避けるために、有利な実施態様によれば、ボビンスピンドルの運転回転数を連続的に監視し、ボビンスピンドルによって生ぜしめられる励振周波数が構造群の固有振動数と一致する前に、枠部の補強部材の接続又はしゃ断を開始するようになっている。

この場合、枠部の補強は、有利な形式で、枠部の２つのフレーム支持体を互いに連結する少なくとも１つの連結部材によって行われる。

作動させるために、連結部材に有利にはアクチュエータが配属（対応配置）されている。

特に糸を巻き取るために必要な、トラバースストローク内における糸の往復ガイドを高い正確性及び精度で実施することができるようにするために、本発明の実施態様によれば、トラバースユニットの枠部を、切換可能な補強部材を備えたトラバース支持体によって形成し、それによって、ラバースユニットの固有振動数を変えるようにした。

複数の構造群の隣接し合う複数の枠部間に、切換可能な補強部材を設けてもよい。

本発明の装置によれば、枠部の剛性に影響を与えるための手段が少なくとも１つのアクチュエータを有しており、このアクチュエータが制御装置に接続されていて、この制御装置によってボビンスピンドルの駆動が監視されるようになっている。これによって、所定の回転数範囲内で、装置の最適な枠構造を常に考慮しながら、糸の巻き取りが可能である。

制御振動を生ぜしめるために、本発明による装置は有利な形式で、制御装置が、データメモリーとコンパレータとを有しており、該コンパレータは、ボビンスピンドルによって生ぜしめられる励振周波数と構造群の固有振動数との間の調整を常に行うようになっている。この場合、発生しそうな励振周波数が、検知され、補強部材の切換によって予防的に避けられるようになっている。

特に糸の供給運動に影響を及ぼすトラバースユニットを、できるだけ振動しないように保持するために、変化する枠部としてトラバース支持体が設けられている。このトラバース支持体は、機械枠内にボビンスピンドルに対して平行に保持されていて、少なくとも２つの細長い、両端部が結合されているフレーム支持体を有しており、この場合、フレーム支持体の少なくとも中央領域内に連結部材が配置されている。

この場合、連結部材とアクチュエータとは、有利な形式で、ピストン・シリンダユニットによって形成されており、このピストン・シリンダユニットは、フレーム支持体のうちの一方に固定されていて、ピストンロッドの自由端部で他方のフレーム支持体に緊締可能である。

以下に、図面に示した本発明による装置の実施例を用いて本発明を説明する。

図１及び図２には、本発明による装置の第１実施例が示されている。この場合、図１は装置の概略的な側面図を示していて、図２は装置の概略的な横断面図を示している。以下の説明は、指摘がない限りは図１及び図２の両方に当てはまる。

この装置は、組み立てられた複数の枠部１．１，１．２，１．３より成る機械枠１を有している。各枠部１．１〜１．４は、糸をボビンに巻取る作業に関与する装置を支持している。従って枠部１．１内にボビンリボルバ２が回転可能に支承されている。ボビンリボルバ２に、このボビンリボルバ２から長く突き出した２つのボビンスピンドル３．１，３．２が互いにずらして配置されている。ボビンスピンドル３．１，３．２の自由端部にそれぞれ複数のボビン巻管４が相前後して被せ嵌められていて、緊締可能に保持されている。ボビンリボルバ２によって運転領域内で保持されているボビンスピンドル３．１に被せ嵌められたボビン巻管４に糸２１が巻き取られてボビン５が形成される。この実施例では、この装置は互いに隣接して配置された全部で３つの巻取り部を有している。この場合、巻取り部の数は１つの例である。このような形式の装置は、１０箇所、１２箇所又は１６箇所の、互いに隣接し合う巻取り部を有することができる。

ボビンスピンドル３．１及び３．２は、その軸受端部でそれぞれスピンドル駆動装置１５．１及び１５．２に結合されている。

枠部１．１の上側に、枠部１．２，１．３及び１．４がボビンスピンドル３．１，３．２に対してほぼ平行に保持されている。揺り腕（ウィング）として構成された枠部１．４は、旋回軸１２によって枠部１．２に結合されている。枠部１．４には、揺り腕の自由端部に圧着ローラ６が回転可能に支承されている。圧着ローラ６は、糸を巻き取る間はボビン５の外周面で支えられている。

圧着ローラ６の上側には、複数のトラバースユニット７．１〜７．３を備えたトラバース装置７が配置されている。トラバース装置７は枠部１．３に保持されている。枠部１．３は枠部１．４に結合されている。トラバース支持体８として構成された枠部１．３は、互いに間隔を保って配置された２つのフレーム支持体８．１，８．２を有しており、これらのフレーム支持体は、両端部において結合されていて、それによってトラバース支持体８を形成している。フレーム支持体８．１，８．２を選択的に互いに緊締するために、トラバース支持体８の中央の領域には連結部材１０が設けられている。この場合、連結部材１０は、互いに間隔を保って配置された２つの緊張エレメント１１．１，１１．２によって形成されており、これらの緊張エレメントは、それぞれ１つのアクチュエータ９．１，９．１によってフレーム支持体８．１と８．２との間で緊締可能である。アクチュエータ９．１及び９．２並びに緊張エレメント１１．１，１１．２は、例えばピストン・シリンダユニットによって形成することができる。ピストン・シリンダユニットが作動することによって、シリンダの外側でガイドされる緊張エレメントとしてのピストンロッドは、向き合って位置するフレーム支持体８．２に対して直接緊締される。

アクチュエータ９．１，９．２は、制御ラインを介して制御装置１４に接続されている。制御装置１４は回転数センサ１３に接続されており、この回転数センサは、巻取り過程中の圧着ローラ６の回転数を検出する。この場合、回転数センサ１３の信号は、制御装置１４内で、スピンドル駆動装置１５．１又は１５．２がボビンの巻取り中に、ボビンの周速度をほぼ一定に維持するように、制御するために用いられる。

糸２１を巻き取るために、糸はいわゆる糸端部センサ１６を介して装置に供給される。各糸２１は、ボビン５に当て付けるためにトラバースユニット７．１〜７．３の糸ガイドによってトラバースストローク内で往復運動せしめられ、圧着ローラ６の外周面に部分的に巻き掛けた後でボビン５にガイドされる。

糸２１をボビン５に巻き取るために、ボビンスピンドル３．１がスピンドル駆動装置１５．１を介して駆動される。この場合、ボビンスピンドル３．１の駆動回転数に関連して変化する励振周波数で振動が励起される。振動はこの励振周波数で隣接する構造群に直接的に、又は機械枠１を介して間接的に伝達される。隣接する構造群としては、まず枠部１．４を有する圧着ローラ６が挙げられる。その他の隣接する構造群としての、トラバース支持体８を備えたトラバース装置７は振動にさらされる。この場合、トラバース支持体８を形成する枠部１．３は、枠部の剛性に影響を及ぼすための手段を有している。この手段は連結部材１０によって形成されている。図１及び図２に示した状態において、連結部材１０は作動されていないので、枠部１．３は柔軟な（weich）構造を有している。

図１及び図２に示した装置の機能をさらに説明するために、図３に示した、枠部３．１に配属されたアクチュエータ９．１，９．２を作動させるための概略的な制御図が参照される。この場合、制御装置１４は少なくとも１つのデータメモリー１７とコンパレータ１８とを有している。データメモリー１７に、トラバース装置７と枠部１．３とから成る構造群の固有振動数が記憶されている。この場合、枠部１．３の補強なしの状態の構造群の固有振動数が、値Ｅ_ｏで表されている。枠部１．３の補強された構造を有する構造群の固有振動数は値Ｅ_ｍで表されている。

構造群を監視及び制御するために、制御装置１４でボビンスピンドル３．１の運転回転数が連続的に検出され、この場合、運転回転数は符号ｎ_ｓで表されている。ボビンスピンドルｎ_ｓの運転回転数から直接、構造群に作用する励振周波数Ｅ_ｒが得られる。コンパレータ１８において、励振周波数Ｅ_ｒと、構造群の記憶された固有振動数Ｅ_ｏ又はＥ_ｍとの間の調整が行われる。

これによって図１及び図２に示された状態で、まず励振周波数が、補強なしの構造群のために重要な固有振動数Ｅ_ｏに合わせられる。臨界状態に達すると、共振発生を避けるために、制御装置１４においてアクチュエータ９．１，９．２を作動させるための制御信号が発信される。

図１及び図２に示されているように、アクチュエータ９．１，９．２が作動されると、緊張エレメント１１．１，１１．２が伸張して、互いに向き合う２つのフレーム支持体８．１，８．２を緊張支持（突っ張り支持）するように作用し、それによってトラバース支持体８は補強され、ひいては構造群内において固有振動数を変えるように作用する。この場合、構造群に関連して、固有振動数が低下又は上昇せしめられる。

長さが１５００ｍｍで、全部で８つの巻取り部を有する、本発明による装置の１実施例においては、枠部を補強することによって、１０Ｈｚの大きさの周波数変化が得られる。これによって構造群内における臨界的な共振発生は有利な形式で避けられる。

図１及び図２に示した実施例では、選択的に、連結部材が隣接し合う２つの枠部間で作用する可能性が得られる。このために、図２には、緊張エレメント１１．１，１１．２が枠部１．４と１．３との間に配置されている、アクチュエータ９．１，９．２の位置が示されている。これによって、例えば隣接し合う構造群の固有振動数を同時に変えることができる。この隣接し合う構造群とは、圧着ローラ６及び枠部１．４を備えた構造群、並びにトラバース装置７及びトラバース支持体８を備えた構造群である。

図３及び図４には、切換可能な補強部材を備えた枠部の別の実施例が示されている。この場合、枠部は枠プレート１９によって形成されており、この枠プレート１９に、図示されていない複数のトラバースユニットを保持することができる。枠プレート１９は、Ｕ字形の補強湾曲部材２０に結合されており、この補強湾曲部材２０は、枠プレート１９のほぼ全長に亘って延びていて、その自由な脚端部が枠プレート１９に固定されている。補強湾曲部材２０の全長に亘って、作動可能な緊張エレメント１１．１，１１．２を備えた複数のアクチュエータ９．１，９．２が配置されている。枠プレート１９の剛性を高めるために、アクチュエータ９．１，９．２が作動せしめられ、それによってベースフレーム１９が緊張エレメント１１．１，１１．２を介して補強湾曲部材２０に緊張支持される。

図１〜図４に示した、枠部の剛性に影響を与えるための手段の構成は例として示されているだけある。基本的に本発明は、枠部の構造が柔軟な（weich）状態と硬い（starr）状態との間で変化することができる手段に適用される。従って例えば２つのフレーム支持体の連結は、電磁石によって又は緊締部材によって行ってもよい。

本発明による装置の実施例の概略的な側面図である。 図１に示した実施例の概略的な横断面図である。 図１に示した実施例の制御装置の制御を示す概略図である。 切換可能な補強部材を備えた枠部の実施例を示す概略的な側面図である。 切換可能な補強部材を備えた枠部の実施例を示す概略的な側平面図である。

符号の説明

１ 機械枠、 １，１．１，１．２，１．３，１．４ 枠部、 ２ ボビンリボルバ、 ３．１，３．２ ボビンスピンドル、 ４ 巻管、 ５ ボビン ６ 押し付けローラ、 ７ トラバース装置、 ７．１，７．２，７．３ トラバースユニット、 ８ トラバース支持体、 ８．１，８．２ フレーム支持体、 ９ アクチュエータ、 １０ 連結部材、 １１ 緊張エレメント、 １２ 旋回軸、 １３ 回転数センサ、 １４ 制御装置、 １５．１，１５．２ スピンドル駆動装置、 １６ 糸端部センサ、 １７ データメモリー、 １８ コンパレータ、 １９ 枠プレート、 ２０ 補強湾曲部材、 ２１ 糸

Claims (18)

1. 複数の糸を、回転するボビンスピンドルに設けられたボビンに巻き取るための方法であって、糸をボビンに当て付ける前にそれぞれ所属のトラバースユニットによって糸を往復移動ガイドし、かつ回転する圧着ローラの外周面に部分的に糸を巻き掛けてガイドし、この際に、ほぼ一定の巻取り速度を維持するために、ボビンが大きくなるのに伴ってボビンスピンドルの駆動回転数を変化させ、ボビンスピンドルとトラバースユニットと圧着ローラとをそれぞれ独立した構造群として機械枠の枠部によって保持し、各構造群にそれぞれ所定の固有振動数を与える方法において、
   少なくとも１つの構造群の固有振動数を、枠部の切換可能な補強部材によってボビンスピンドルの運転回転数に関連して変えることを特徴とする、複数の糸を巻き取るための方法。
2. 構造群の固有振動数を、枠部の補強部材を接続又はしゃ断することによって高くするか又は低くする、請求項１記載の方法。
3. 構造群の固有振動数を、巻取り運動の開始後に、補強部材を接続することによって、値Ｅ_ｏから値Ｅ_ｍに高くする、請求項２記載の方法。
4. 構造群の固有振動数を、巻取り運動の開始後に、補強部材をしゃ断することによって、値Ｅ_ｍから値Ｅ_ｏに低くする、請求項２記載の方法。
5. ボビンスピンドルの運転回転数を連続的に監視し、ボビンスピンドルによって生ぜしめられる励振周波数が構造群の固有振動数と一致する前に、枠部の補強部材の接続又はしゃ断を開始する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 枠部の２つのフレーム支持体を互いに連結する少なくとも１つの連結部材によって枠部を補強する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 連結部材を制御可能なアクチュエータによって操作する、請求項６記載の方法。
8. トラバースユニットの固有振動数を変え、この際に、トラバースユニットの枠部を、切換可能な補強部材を備えたトラバース支持体によって形成する、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
9. 切換可能な補強部材が、複数の構造群の、互いに隣接し合う複数の枠部間に作用するようにする、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
10. 複数の糸（２１）を、駆動可能なボビンスピンドル（３．１）に設けられたボビン（５）に巻き取るための装置であって、糸に対応配置された複数のトラバースユニット（７．１，７．２）と、これらのトラバースユニット（７．１，７．２）とボビンスピンドル（３．１）との間に配置された圧着ローラ（６）とを備えており、これらのボビンスピンドル（３．１）とトラバースユニット（７．１，７．２，７．３）と圧着ローラ（６）とがそれぞれ独立した構造群として、機械枠（１）の枠部（１．１，１．３，１．４）によって保持され、各構造群がそれぞれ所定の固有振動数を有している形式のものにおいて、
    糸の巻き取り作業中に当該の構造群の固有振動数を変えるために、少なくとも１つの枠部（１．１，１．３，１．４）が、枠部（１．３）の剛性に影響を与える手段（１０）を有していることを特徴とする、複数の糸を巻き取るための装置。
11. 枠部の剛性に影響を与える手段（１０）は、構造群（７，８）の固有振動数が枠部（１．３）の補強を接続又はしゃ断することによって変えられるように、構成されている、請求項１０記載の装置。
12. 枠部の剛性に影響を与える手段（１０）が、この手段（１０）を作動させるためのアクチュエータ（９．１）を有しており、該アクチュエータ（９．１）が制御装置（１４）に接続されていて、この制御装置（１４）によって、ボビンスピンドル（３．１）の駆動が監視されるようになっている、請求項１１記載の装置。
13. 前記制御装置（１４）が、データメモリー（１７）とコンパレータ（１８）とを有しており、該コンパレータ（１８）は、ボビンスピンドル（３．１）によって生ぜしめられる励振周波数と構造群（７，８）の固有振動数との間の調整を常に行うようになっており、この場合、励振周波数が構造群（７，８）の固有振動数と合致する前に、アクチュエータ（９．１）を作動させるための制御信号が発信されるようになっている、請求項１２記載の装置。
14. 枠部の剛性に影響を与える手段が連結部材（１０）によって形成されており、該連結部材（１０）によって、枠部（１．３）の２つのフレーム支持体（８．１，８．２）が互いに連結可能である、請求項１０から１３までのいずれか１項記載の装置。
15. 枠部（１．３）が、トラバースユニット（７．１，７．２）を受容するためのトラバース支持体（８）によって形成されている、請求項１０から１４までのいずれか１項記載の装置。
16. トラバース支持体（８）が、ボビンスピンドル（３．１）に対して平行に機械枠（１）内で保持されていて、長く延びる少なくとも２つのフレーム支持体（８．１，８．２）を有し、これら２つのフレーム支持体が両端部で互いに結合されており、少なくともフレーム支持体（８．１，８．２）の中央領域内に連結部材（１０）が配置されている、請求項１５記載の装置。
17. 連結部材（１０）とアクチュエータ（９．１）とがピストン・シリンダユニットによって形成されており、シリンダが、フレーム支持体（８．１）のうちの一方に固定されていて、緊張エレメント（１１．１）が他方のフレーム支持体（８．２）に緊締可能である、請求項１４から１６までのいずれか１項記載の装置。
18. 枠部の剛性に影響を与えるための手段が、互いに隣接し合う２つの枠部（１．３，１．４）間で作用する連結部材（１０）によって形成される、請求項１０から１７までのいずれか１項記載の装置。

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