TWI752801B - 用於捲繞連續到達之紗線或薄膜狹條帶之捲繞裝置及方法 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種用於藉由在捲繞操作期間減少經紗張力之變動或波動來控制一捲繞器系統中之紗線捲繞張力之裝置及方法。該捲繞系統之複數個搖晃臂(3)各具備一張緊器件，該張緊器件又具有用來判定與連續到達之紗線(1)之所要張力近似成比例之一瞬時信號之至少一個聚合流體張力致動器(8)。該張力致動器(8)對該搖晃臂(3)產生與捲繞紗線(1)中之所要捲繞張力成比例之所要阻力。在用於控制該紗線捲繞張力之該方法中，監測該搖晃臂(3)之該瞬時角位置(3F)之變化且使用該變化以藉由透過個別捲繞器頭控制器(13)以所要比例改變心軸(2)之旋轉速度來調節捲繞張力。

Description

用於捲繞連續到達之紗線或薄膜狹條帶之捲繞裝置及方法

本發明係關於一種用於捲繞自一饋送裝置連續到達之紗線或薄膜狹條帶之捲繞裝置。本發明亦係關於一種用於在連續到達之薄膜狹條帶或紗線(1)之捲繞期間控制一捲繞裝置中之捲繞張力之方法。更特定而言，本發明係關於一種用於控制一捲繞器系統中之紗線捲繞張力之裝置及方法。甚至更特定而言，本發明係關於一種用於在捲繞操作期間減少經紗張力之變動或波動之裝置。

一紗線捲繞器用於將連續到達之聚烯烴紗線(扁平/原纖化或任何類似類型)捲繞—至一筒管上。在此，紗線界定扁平條帶、複絲及單絲紗線或任何類似類型之紗線或條帶。一般而言，筒管支架(亦稱為心棒芯)經安裝於各捲繞器頭之心軸上，該等心軸又組裝於一捲繞機框架上。各心軸需要精確控制之旋轉，因此可由一電馬達透過一合適機構(諸如一皮帶及滑輪配置)或利用一直接驅動系統獨立地驅動。在習知上，將用於脈衝產生之編碼器或其他類似器件安裝於該馬達上以用於監測馬達轉速，且藉助於合適電纜將來自其之信號傳達至電子控制器。該控制器將電信號進一步發送至主動馬達之逆變器/驅動器，該逆變器/驅動器判定待針對驅動心軸之馬達賦予之功率。

上述類型之習知捲繞器被廣泛使用。在美國專利第5228630號、第4765552號及第DE 3723593號中揭示一些此等捲繞器。

在捲繞操作中，至關重要的是將所捲繞之經紗或其他材料維持於一實質上恆定張力下以便達成一均勻產品。因此，必需監測及控制經紗張力且在該張力自某個預定值變動時進行調整。顯然，最期望的是在捲繞程序期間自動地完成對經紗張力之監測及調節。

在習知捲繞器中，藉由調節振盪臂張緊彈簧之拉緊度來控制紗線捲繞張力(後文中稱為搖晃臂阻力，以供參考)。電監測搖晃臂之往復運動以保持紗線在幾乎均勻張力下以恆定線性速度遞送至筒管心軸。

同樣在習知捲繞器中，藉由憑藉調整附接至搖晃臂之彈簧而提供對搖晃臂之運動之阻力來維持紗線之捲繞張力。將搖晃臂之位置回饋轉移至捲繞器之控制邏輯，該控制邏輯接著旋轉筒管心棒(亦稱為筒管心軸)使得始終在最小振盪下維持搖晃臂之一位置。為了維持不同性質(諸如丹尼、寬度等)之各種類型之紗線之捲繞張力，調整附接至搖晃臂之彈簧使得儘可能最小化其變動以達成高品質的生產筒管。在習知上，在捲繞程序開始時設定與搖晃臂相關聯之彈簧一次，該彈簧遍及作為產品之筒管之建置保持恆定，然而，此與紗線張力不相容，該紗線張力在退繞程序期間隨包裝大小而變動。

此外，在通常稱為條帶擠出線之任何給定狹薄膜製造機器上，存在多個捲繞器，其等數目在自50至500之範圍內，全部在相同於條帶擠出線之線性速度下工作。然而，精確地調整各捲繞器頭搖晃臂彈簧位置及張力係費力的，此在習知上係手動完成的。

搖晃臂受一彈簧力或重力影響，以便產生一經紗張力，另一方面，在捲繞操作期間必須藉由控制捲繞馬達速度來將該經紗張力施加於筒管心軸上方。在特定情況下，此經紗張力可能非常小或非常高。隨著筒管直徑增加，必須以降低的速度控制捲繞/心軸馬達以用於保持相同線性速度。為此，捲繞/心軸馬達具備一已知相位角控制。為了控制捲繞馬達之速度之下降，由一校正電壓產生器根據各自角位置使用搖晃臂之角位置。在此情況下，校正電壓值為零之搖晃臂之一中心位置被指派，且反向校正電壓跟隨至兩側。

此方案具有為了導出校正電壓，必須偵測搖晃臂之當前角位置之缺點。搖晃臂之一角變化因此係用於產生校正電壓且運作因此控制器件之一必要條件。在搖晃臂之角位置自中央位置之各變動時，紗線張力取決於搖晃臂彈簧負載在搖晃臂之一角變化時之偏轉而變化且因此不同張力值需要一不同彈簧力。此具有一不利效應，因為一給定彈簧將能夠產生特定範圍之彈簧力，其接著產生針對所捲繞之紗線之特定線性密度(丹尼)範圍之張力。因此，若紗線丹尼之一增加或減小超出給定範圍，則必須更換彈簧，此不僅費力而且不可行。

與彈簧加載搖晃臂相關聯之另一可能問題係，在捲繞器操作之不同階段期間搖晃臂之標稱位置趨於完全不同。即使在編織期間以恆定經紗張力退繞時，因此取決於筒管之直徑而出現不同力矩，此可能致使織物寬度之變動。

即使使用氣動活塞來代替彈簧，歸因於氣動缸之摩擦(粘滑)效應及其維護亦致使退繞張力之變動。

此外，對同一捲繞系統上之敏感的較細丹尼紗線材料之捲繞及因此較粗丹尼紗線之捲繞之需求不斷增加，歸因於空間約束及受限張力/力範圍，此對於如同彈簧之習知張緊系統而言係困難的。

因此，需要一種用於克服捲繞機上之搖晃臂之上述問題之捲繞裝置。

發明目的：

本發明之主要目的係提供一種一方面克服捲繞器中之彈簧加載搖晃臂紗線張緊系統之固有缺點且另一方面提供一平滑張力機構之捲繞裝置/器件。

本發明之另一目的係提供一種獨立於習知氣動缸之摩擦/粘滑效應之捲繞裝置/器件。

本發明之又一目的係提供一種用來克服空間約束之緊湊裝置/器件緊湊紗線張緊系統。

本發明之進一步目的係彼裝置/器件系統能夠處置較細至較粗丹尼紗線。

本發明之進一步目的係透過集中式系統容易地設定複數個捲繞器頭上之張力。

本發明之另一目的係控制捲繞張力使得在如同編織之後續隨操作中存在幾乎恆定的退繞張力。

揭示一種用於捲繞連續到達之紗線(1)或薄膜狹條帶之捲繞裝置。本發明係關於薄膜狹條帶或紗線捲繞型器件及一種用來在捲繞期間控制紗線張力之程序。更特定而言，本發明係關於一種用於在一捲繞器系統中使用流體張力致動器(8)控制紗線張力之裝置及方法。甚至更特定而言，本發明係關於一種用於在捲繞操作期間減少紗線張力之變動或波動之裝置。

本發明亦係關於一種用於用自複數個饋送裝置到達之紗線(1)或薄膜狹條帶材料捲繞筒管之捲繞機。該捲繞機包含各具有至少一個捲繞心軸(2)之複數個捲繞頭/捲繞器，各捲繞心軸(2)經設計且經配置以藉由一驅動器旋轉。複數個橫動裝置經設計且經配置以與該捲繞心軸(2)之一者協作以將該材料捲繞至筒管上。複數個搖晃臂(3)各具備一張緊器件，該張緊器件又具有用來判定與該連續到達之紗線(1)之所要張力近似成比例之一瞬時信號之至少一個張力致動器(8)。

本發明之用於在一捲繞器系統中捲繞連續到達之紗線或薄膜狹條帶之捲繞裝置具有：至少一個捲繞器，其由一個別捲繞器頭控制器(13)控制，該個別捲繞器頭控制器(13)由一上級控制器(12)控制；一搖晃臂(3)，其與該等捲繞器之各者相關聯且具備一張緊器件，其中該搖晃臂(3)之瞬時角位置(3F)在紗線捲繞操作期間係可變的；一人機介面(MMI-11)，其與該上級控制器(12)互動。本發明之關鍵態樣係該張緊器件由至少一個密封式聚合流體張力致動器(8)組成，其利用一可旋轉機構附接至搖晃臂(3)單元，用來產生對該搖晃臂(3)之移動之所要阻力。一槓桿(9)及一連桿(20)用來將該張力致動器(8)連接至該搖晃臂(3)。該張力致動器(8)對該搖晃臂(3)產生與該捲繞紗線中之所要張力(或捲繞張力)成比例之所要阻力。監測該搖晃臂(3)之該瞬時角位置(3F)之變化且使用該變化以藉由透過該個別捲繞器頭控制器(13)以所要比例改變心軸(2)之旋轉速度來調節捲繞張力。

本發明之另一實施例提供一種用於在捲繞器上捲繞連續到達之薄膜狹條帶或紗線(1)期間控制一捲繞裝置中之捲繞張力之方法。特定而言，亦揭示一種用於在一薄膜狹條帶或紗線(1)之捲繞程序期間控制其捲繞張力之方法。該方法包括使用本文中所揭示之裝置，使用該裝置該方法取決於個別捲繞器上運行之紗線丹尼或條帶大小而判定該捲繞張力。本發明方法之關鍵態樣係使用一密封式聚合流體張力致動器(8)來實行該捲繞張力之產生，此係手動控制的或透過一電動氣動調節器閥(17)來控制。

圖1中展示一捲繞裝置之整體設置，其包含用於透過安裝有凸輪盒(5)之壓力輥(6)將連續到達之紗線(1)遞送至安裝有筒管(2)之捲繞心軸上之一組輥，該凸輪盒(5)具有用於放置紗線之橫向導件及帶有用於調節紗線捲繞張力之輥之搖晃臂。在用於調節捲繞張力之習知裝置中，使用一基於彈簧之張力設定器件(3B)以用於依據捲繞於筒管(2)上以形成包裝之薄膜狹條帶或紗線(1)之線性密度而改變搖晃臂之阻力/張力。

通常，在習知捲繞器中，藉由設定一旋鈕(3B—參見圖1)來控制在捲繞程序期間搖晃臂(3)對其振盪移動之阻力，該旋鈕可藉由調整設置於該旋鈕中之彈簧之扭矩而設定於各種位置處，此根據紗線(1)性質有效地增加搖晃臂(3)系統之剛性。

在圖1中，自方向「a」從諸如一條帶線機器之拉伸及調節輥之一饋送裝置連續地遞送紗線(1)。連續到達之紗線(1)經過一搖晃臂輥(3A)至裝配有一筒管之捲繞心軸(2)上。一捲繞器在經過搖晃臂(3)輥(3A)之運行紗線(1)致使搖晃臂(3)歸因於捲繞所要之紗線張力而採取其瞬時角位置(3F)時開始捲繞。如圖1所示，位置3E代表搖晃臂(3)之角移動的極限。

亦如圖1中所展示，在到達之紗線(1)捲繞至筒管上時，一往復橫向總成或一凸輪盒(5)連同其他總成部件一起構成一壓力輥(6)、一橫向導件(7)及一張緊弓(4)。紗線(1)在經過薄膜狹條帶橫向導件(7)之前在張緊弓(4)上方行進。

壓力輥(6)按壓心軸(2)以維持紗線(1)中之捲繞張力。根據搖晃臂(3)偏轉時提供之回饋而在一閉環中電子式控制心軸旋轉速度，即，使用一位置感測器(16)或一編碼器(21)相對於搖晃臂(3)在捲繞操作期間之最佳操作位置(3D)而監測有關搖晃臂(3)之瞬時角位置(3F)之資訊以便在紗線中提供最佳捲繞張力。顧名思義，最佳操作位置(3D)係在捲繞操作期間達成最佳包裝特性之搖晃臂(3)之目標位置。然而，在捲繞操作期間，取決於捲繞程序參數，搖晃臂(3)通常偏離其最佳操作位置(3D)。搖晃臂(3)經配置或經設計使得在其自其最佳操作位置(3D)有角度地偏轉時，心軸(2)開始旋轉且因此在心軸(2)上開始紗線捲繞。藉由提供一搖晃臂(3)移動限定器(3C，未展示)，促進允許搖晃臂(3)在一捲繞操作期間採取之極限位置(3E)。

通常，在習知器件中，張力設定旋鈕(3B)之設定在整個捲繞程序期間不會改變。作為閉環之一部分，安裝於搖晃臂(3)上之一位置感測器(16)將搖晃臂(3)之瞬時角位置(3F)之細節定期地傳輸至控制心軸馬達之速度之一捲繞器頭控制器(13)。

在具有一基於彈簧之搖晃臂之習知捲繞器上之捲繞操作期間，機器操作員可基於其觀察決定是否手動地拉緊或鬆動紗線(1)。例如，若搖晃臂(3)之瞬時角位置(3F)使得搖晃臂(3)自其最佳操作位置(3D)朝向捲繞筒管(2)偏轉，則紗線(1)在一比期望更鬆之狀態下行進。另一方面，若該搖晃臂在遠離捲繞筒管(2)之一方向上遠離其最佳操作位置(3D)偏轉，則紗線在一比期望更緊之狀態下行進。根據搖晃臂(3)偏轉之瞬時位置(3F)，將搖晃臂(3)之位置細節傳達至捲繞器頭控制器(13)且因此調節心軸(2)之旋轉速度以控制紗線張緊/紗線捲繞張力。

如前文所述，習知的基於彈簧之搖晃張力/阻力設定之一主要缺點係個別捲繞器頭之不一致設定，最終導致歸因於變動的合成捲繞張力而產生之織物縮頸或收縮，且有時導致非期望的頻繁緯線斷裂。

作為流體肌肉之一替代物，張力致動器(8)可為一電致動器、一液壓致動器、一連桿運動系統及/或所謂「智慧型材料」，包含壓電材料、磁致伸縮及電致伸縮材料，即，具有改變粘度(例如自液態至幾乎固態)之一能力之材料、形狀合金材料(SMA)、熱回應材料及/或導電聚合物。

圖2、圖2A、圖2B及圖2C在其各項實施例中展示本發明之用於捲繞連續到達之紗線或薄膜狹條帶之捲繞裝置中使用之張力致動器(8)。張力致動器(8)使用一可旋轉機構連接至搖晃臂(3)。

具體而言，本發明中使用之張力致動器(8)係亦可商購獲得之一流體肌肉或一密封式聚合流體張力致動器。一般而言，一流體肌肉係可藉由用一編織式護套包繞一合成或天然橡膠管而構建之一線性構件。此形成一可膨脹腔室。當將一加壓流體施加至流體肌肉之腔室時，該腔室徑向地膨脹且伴隨其長度之一對應收縮，從而導致線性運動。可在兩端處固定金屬或塑膠配件以傳輸合成運動。

張力致動器(8)通常係具有一第一端(8A)及一第二端(8B)之一線性元件。張力致動器(8)在其第一端(8A)處具備一氣動連接器(18)，一氣動導管/軟管(19)透過該氣動連接器(18)供應由連接至一電動氣動調節器閥(17)之一壓力管線(14)產生之壓力。

張力致動器(8)在其第二端(8B)處連接至搖晃臂(3)之下端(3G)。為了產生對搖晃臂之移動之阻力，重要的是，以一特定方式構建張力致動器(8)與搖晃臂之間的連接件，同時允許連接件自身之自由旋轉移動。出於此目的，在張力致動器(8)之第二端(8B)處設置一槓桿臂(9)，該槓桿臂(9)憑藉一第一可旋轉連接件(23)連接至一連桿(20)。槓桿臂(9)及連桿(20)兩者在連桿(20)之靠近槓桿臂(9)之端處可相對於彼此自由地旋轉。連桿(20)之另一端經連接至搖晃臂(3)之下端(3G)。存在形成於連桿(20)與搖晃臂(3)之下端(3G)之間的一第一角(22)，該第一角之值取決於捲繞器系統之設計。連桿(20)及搖晃臂(3)之下端(3G)之接面可透過一第二可旋轉連接件(24)作為一單元圍繞一支點或一樞軸點旋轉。因此，該接面自身可圍繞一支點自由地旋轉，同時該連桿與搖晃臂(3)之間的第一角(22)係恆定的。因為第一角(22)係恆定的，所以由張力致動器(8)之作用產生之張力經傳送至搖晃臂(3)作為對其角移動之阻力。張力致動器(8)使用一第三可旋轉連接件(10)連接至捲繞器表面或視情況連接於捲繞器框架上。

第一、第二及第三可旋轉連接件(23、24及10)可藉由諸如螺桿螺母配置、襯套銷配置或軸承銷配置之機械接頭之任一者來完成。

在一項實施例中，存在連接至任何單個捲繞器頭之多個張力致動器(8)。為了促進此，在連桿(20)上設置多個位置，可設置各自第一可旋轉連接件(23)。在一項實施例中(參見圖2B及圖2C)，連桿(20)包括可針對各自第一可旋轉連接件(23)設置之多個孔(20A)。在連桿(20)上設置多個連接點亦允許針對任何給定張力致動器(8)將槓桿(9)與連桿(20)之間的連接位置自一個孔改變為另一孔，此可容許改變經施加氣動壓力，此又致使傳送至搖晃臂(3)之張力之增加或減小。

密封式聚合流體張力致動器之通用技術術語係「流體肌肉」，因為其係通稱(連同氣動人工肌肉)，所以部分係Richard Gaylord之一發明之後代。Gaylord在1955年獲得「Fluid Actuated Motor System and Stroking Device」之美國專利第2,844,126號。

一般而言，可藉由用一編織護套包繞一合成或天然橡膠管來構造一流體肌肉。此形成一可膨脹腔室。當將一加壓流體施加至流體肌肉之腔室時，該腔室徑向地膨脹且伴隨其長度之一對應收縮，從而導致線性運動。可在兩端處固定金屬或塑膠配件以傳輸合成運動。

在本發明之最簡單可能實施例中，單個流體肌肉/密封式聚合流體張力致動器用來複製由彈簧提供之恢復力。

密封式聚合流體張力致動器係具有在其內部壓力之變動下以一預定方式變化之一形狀之加強式彈性囊。流體肌肉可商購獲得，且可使用加壓空氣、其他氣體或液壓流體來操作。

出於本發明之目的，術語「張力致動器」或「密封式聚合流體張力致動器」(8)將可互換地使用。供應氣動壓力之一氣動軟管(19)經連接至張力致動器(8)以便對搖晃臂(3)之旋轉移動產生與供應至該張力致動器(8)之流體壓力成比例之所要阻力。加壓流體之源經容納於保持於遠端位置處之一儲器中。經產生阻力又控制由搖晃臂(3)施加於連續到達之捲繞紗線或條帶上之張力之均勻性。引入紗線/條帶張力之任何變化導致搖晃臂(3)取決於到達之紗線張力與所要/經設定捲繞張力之間的差異而擺動至一位置。因此，搖晃臂(3)之瞬時角位置(3F)之變化(由圖1中之搖晃臂(3)之各個位置所指示)—該變化由編碼器(21)監測，該編碼器可為光學類型、用於產生脈衝之基於磁性或其他類似器件—與個別捲繞器之頭控制器(13)進行通信以用於依所要比例改變心軸(2)之馬達速度使得搖晃臂(3)在最佳位置(3D)附近保持於穩定狀態，由此跨捲繞系統維持一恆定捲繞張力。藉由將由感測器(15)或編碼器(21)收集之資料傳達至個別捲繞器之頭控制器(13)來實行將搖晃臂(3)穩定於該最佳操作位置(3D)處，基於此調整心軸(2)之馬達速度。

在另一實施例中，透過位置感測器(15)及角臂(16)，一具有成本效益之角位置監測器可用於判定搖晃臂(3)之瞬時角位置(3F)，該瞬時角位置(3F)經傳達至個別捲繞器之頭控制器(13)。

本發明之獨特特徵係，可透過施加於張力致動器(8)之氣動/流體壓力控制搖晃臂/捲繞張力上之經產生阻力，而沒有任何摩擦或粘滑效應。再者，可透過單個控制點(諸如一上級控制器(12))設定多於一個捲繞器頭之張力。此外，由於本發明中使用之張力致動器(8)不具有如同活塞之任何移動部件，因此不存在摩擦效應且同時可非常精確地設定所要張力/力。另一重要因素係，密封式聚合流體張力致動器(8)具有比習知捲繞器中使用之等效力氣動缸相對較小之空間要求。

密封式聚合流體張力致動器(8)經容納於捲繞器隔室中，較佳地在背側上。密封式聚合流體張力致動器(8)緊靠搖晃臂(3)使得出於維護目的其可容易被接達。

密封式聚合流體張力致動器(8)之第一端(8A)與捲繞器主體表面連接。

密封式聚合流體張力致動器(8)可基於捲繞器中之實際紗線路徑及空間可用性而以所要定向與搖晃臂配置在一起。密封式聚合流體張力致動器(8)可平行於搖晃臂或可為垂直的。如圖2中所展示，在一項實施例中，密封式聚合流體張力致動器(8)經連接於搖晃臂(3)下方。

在一項實施例中，在聚合物張力致動器(8)中使用紗線編織物。該聚合張力致動器(8)之尺寸直接由經施加氣動壓力控制，該經施加氣動壓力又致使透過諸如搖晃臂(3)之偏轉阻力/力之一參數傳送至搖晃臂輥(3A)之張力之增加或減小。

可根據適於恰當捲繞筒管/包裝之所要壓力調整手動地或透過上級控制器(12)自動地改變聚合張力致動器(8)之氣動壓力設定。與紗線捲繞張力成比例之張力致動器(8)之壓力設定取決於最佳捲繞所要之紗線性質，特別是紗線丹尼、厚度、紗線類型。較佳地，在開始捲繞操作之前，使用合適輸入介面將壓力設定、包裝截止大小及最終包裝大小輸入至系統控制器。然而，可在捲繞程序期間在不停止捲繞操作之情况下調整該等設定。

在圖3中，描述具有較佳實施例之功能圖。提供一人機介面(MMI)(11)以用於鍵入捲繞機之所期望機器/程序相關參數(諸如紗線、丹尼、重量、速度、管外徑)，此係熟習此項技術者已知的。MMI (11)、一上級控制器(12)及捲繞器頭控制器(13)透過串列或並列匯流排主幹彼此進行通信。上級控制器(12)係用於將資料點鍵入至此等捲繞器單元之一總成中之一通道，而一捲繞器頭控制器(13)(或簡稱為頭控制器)係用於各捲繞器單元之一控制器。一捲繞器系列中存在多於一個捲繞器單元/頭。

提供上級控制器(12)以將資料傳送至所有捲繞器頭控制器(13)以實現其等操作要求及功能。因此，上級控制器(12)將程序資料(諸如線速度、捲繞配方等)自各捲繞器傳送至連接至單個「上級」控制器(12)(亦稱為「閘道器」控制器)之各自捲繞器頭控制器(13)。

在本發明之一項實施例中，人機介面(11)能夠藉由手動輸入或視情況在捲繞操作之進程期間在上級控制器(12)中輸入預程式化值來以一預定時間間隔改變至張力致動器(8)之經供應流體之壓力。

作為一繪圖，圖3展示一壓力管線(14)。根據本發明，來自電動氣動調節器閥(17)之壓力管線(14)經連接至個別捲繞器單元之搖晃臂(3)之張力致動器(8)。因此，壓力管線(14)取代習知扭轉彈簧力來調整搖晃臂(3)之振盪阻力。

在電動氣動調節器閥(17)之情況下，使用上級控制器(12)，一電壓或電流基本信號值直接可用於精確地控制至至少一個張力致動器(8)之經施加氣動壓力。

本發明亦揭示一種在連續到達之薄膜狹條帶或紗線(1)之捲繞期間控制一捲繞裝置中之捲繞張力之方法。該方法使用在前文描述中已詳細地描述之裝置。作為該方法之一部分，判定取決於在個別捲繞器上運行之紗線丹尼或條帶大小之捲繞張力。使用如所描述之密封式聚合類型之張力致動器(8)產生所要捲繞張力。使用上級控制器(12)集中調整供應至張力致動器(8)之壓力值以匹配已判定之捲繞張力值。該方法亦允許透過電動氣動調節器閥(17)控制供應至張力致動器(8)之壓力。

可根據適於透過MMI (11)恰當地捲繞之所要壓力調整改變壓力管線(14)之壓力設定或張力致動器(8)處之壓力。例如，本發明之捲繞器設定值可被定義為丹尼範圍200至6000，壓力可自0.5巴至7.5巴變動。因此，該壓力變化改變該張力致動器(8)之尺寸且在搖晃臂(3)上產生所要阻力。

在工作比較實例(先前技術)中，為了在具有基於彈簧之搖晃臂系統之習知捲繞器上以450 m/min之速度捲繞連續到達之850丹尼之薄膜狹條帶紗線，將捲繞張力設定為約75克。所得紗線筒管展示正常捲繞形狀且在後續用作500 mm管之圓形織物上之緯紗期間展示沿著管長度達±10 mm之寬度變動。

在同一擠出線上，在其他位置上，具有密封式聚合流體張力致動器(8)之本發明捲繞器用於以450 m/min之速度捲繞連續到達之850丹尼之薄膜狹條帶紗線，將捲繞張力精確地設定為約75克。所得紗線筒管展示正常捲繞形狀且在後續用作500 mm管之圓形織物上之緯紗期間展示沿著管長度達±6 mm之寬度變動。將經施加壓力設定為0.8巴。

此外，在用於以550 m/min之速度捲繞連續到達之450丹尼之薄膜狹條帶紗線之同一發明捲繞器上，將捲繞張力精確地設定為約25克。所得紗線筒管展示正常捲繞形狀且在後續用作500 mm管之圓形織物上之緯紗期間展示沿著管長度達±3 mm之寬度變動。

熟習此項技術者將理解，織物寬度變動之此減少(自±10 mm至±6 mm至±3 mm)顯著地提高捲繞品質。

根據前文論述顯而易見的是，本發明存在數項實施例。

在較佳實施例中，揭示一種用於捲繞連續到達之紗線(1)或薄膜狹條帶之捲繞裝置，其具有：至少一個捲繞器，其具有一心軸且由一個別捲繞器頭控制器(13)控制；一上級控制器(12)，其用來控制該個別捲繞器頭控制器(13)；一搖晃臂(3)，其與該至少一個捲繞器之各者相關聯且具備至少一個張緊器件，其中該搖晃臂(3)之瞬時角位置(3F)在該紗線捲繞操作期間係可變的；及一人機介面(11)，其與該上級控制器(12)互動。此實施例之關鍵態樣係該張緊器件呈具有一第一端(8A)及一第二端(8B)且在其第二端(8B)處使用一可旋轉機構附接至該搖晃臂(3)之至少張力致動器(8)之形式。

在另一實施例中，藉由在設置於該第二端(8B)處之一槓桿(9)與一連桿(20)之間提供一第一可旋轉連接件(23)且提供形成於該連桿(20)與該搖晃臂(3)之下端(3G)之間的一第二可旋轉連接件(24)來形成前述可旋轉機構。

在一進一步實施例中，在該連桿(20)與該搖晃臂(3)之該下端(3G)之間形成一第一角(22)，該第一角(22)係恆定的。

在又一進一步實施例中，該張力致動器(8)憑藉一第三可旋轉連接件(10)連接至其上安裝有該裝置之捲繞器框架。

在再一進一步實施例中，該等第一、第二及第三可旋轉連接件(23、24及10)係選自包括螺桿螺母配置、襯套銷配置或軸承銷配置之一群組之類型或係一鉸鏈。

在另一實施例中，該張力致動器(8)係一流體肌肉或一密封式聚合流體張力致動器(8)。

在再一實施例中，在該張力致動器(8)之該第一端(8A)附近設置一氣動連接器(18)，一氣動導管/軟管(19)經附接至該氣動連接器(18)以自一氣動壓力管線(14)供應壓力。

在一進一步實施例中，該張力致動器(8)經構形以對該搖晃臂(3)之旋轉移動產生與該到達之紗線(1)中之所要捲繞張力成比例之阻力。

在再一進一步實施例中，該搖晃臂(3)具備一角臂(16)，該角臂(16)之瞬時位置係使用一位置感測器(15)來監測。

在另外一項實施例中，由安裝於個別捲繞器上之一基於編碼器(21)之系統監測該搖晃臂(3)之該瞬時角位置(3F)。

在一進一步實施例中，透過一上級控制器(12)設定多於一個捲繞器頭中之捲繞張力。

在再一進一步實施例中，手動地或利用一電動氣動調節器閥(17)自動地控制透過該壓力管線(14)施加至該張力致動器(8)之氣動壓力。

在另一實施例中，該編碼器(21)係選自由光學類型、磁性類型或其他類似脈衝產生類型組成之一群組之一類型。

在又一實施例中，透過該人機介面(11)設定壓力管線(14)之壓力設定或該張力致動器(8)處之壓力。

在再一實施例中，該連桿(20)具有任何張力致動器(8)之該槓桿(9)經連接至該連桿(20)所在之複數個位置。

在一進一步實施例中，至少一個孔(20A)在任何張力致動器(8)之該槓桿(9)經連接至該連桿(20)之位置處設置於該連桿(20)上。

在再一進一步實施例中，該人機介面(11)能夠藉由手動輸入或在該上級控制器(12)中輸入預程式化值來以一預定時間間隔改變至該張力致動器(8)之經供應流體之壓力。

在又一進一步實施例中，設置於任何捲繞器頭上之張力致動器(8)之數目多於一個。

在另外一項實施例中，該第一可旋轉連接件(23)經形成於設置於該連桿(20)中之該等孔(20A)之一者處。

在又另一實施例中，揭示一種用於在捲繞器上捲繞連續到達之薄膜狹條帶或紗線(1)期間控制一捲繞設備中之捲繞張力之方法。其包括以下步驟： a.   提供如本文中已揭示之一裝置； b.   取決於在個別捲繞器上運行之紗線丹尼或條帶大小判定捲繞張力； c.   使用該密封式聚合張力致動器(8)產生該捲繞張力； d.   與該捲繞張力成比例地集中調整氣動壓力值；及 e.   視情況透過電動氣動調節器閥(17)控制張力致動器壓力。

在本發明方法之另一實施例中，藉由使搖晃臂位置穩定於最佳操作位置(3D)來進行步驟d之該氣動壓力調整，該氣動壓力調整與步驟c中產生之張力成比例地調節該心軸之旋轉速度。

在一進一步實施例中，藉由將由感測器(15)或編碼器(21)收集之資料傳達至個別捲繞器之頭控制器(13)來實行搖晃臂(3)在該最佳操作位置(3D)處之該穩定，在此基礎上調整該心軸(2)之馬達速度。

在此所揭示之方法之又一實施例中，在不停止該裝置之捲繞操作之情況下調整該集中調整之氣動壓力。

雖然上文描述含有諸多細節，但此等不應被解釋為限制本發明之範疇，而是例示其較佳實施例。必須認知，在不脫離本發明之精神及範疇之情況下，基於上文所給出之揭示內容，修改及變動係可能的。據此，本發明之範疇不應由所繪示實施例判定，而是由隨附發明申請專利範圍及其合法等效物判定。

1:薄膜狹條帶/紗線 2:具有筒管之心軸 3:搖晃臂 3A:搖晃臂輥 3B:張緊器件 3D:搖晃臂之最佳操作位置 3E:搖晃臂之最終位置 3F:搖晃臂之瞬時角位置 3G:搖晃臂之下端 4:張緊弓 5:凸輪盒 6:壓力輥 7:橫向導件 8:張力致動器 8A:張力致動器之第一端 8B:張力致動器之第二端 9:槓桿 10:第三可旋轉連接件 11:人機介面(MMI) 12:上級控制器 13:捲繞器頭控制器 14:壓力管線 15:位置感測器 16:角臂 17:電動氣動調節器閥 18:氣動連接器 19:氣動導管/軟管 20:連桿 20A:孔 21:編碼器 22:第一角 23:第一可旋轉連接件 24:第二可旋轉連接件 a:方向

圖1展示一捲繞裝置之一整體設置；

圖2、圖2A、圖2B、圖2C在其各項實施例中展示本發明之張緊器件；

圖3展示人機介面(MMI)、上級控制器及捲繞器頭控制器之一示意圖。

3:搖晃臂

3G:搖晃臂之下端

8:張力致動器

8A:張力致動器之第一端

8B:張力致動器之第二端

9:槓桿

10:第三可旋轉連接件

15:位置感測器

16:角臂

18:氣動連接器

19:氣動導管/軟管

20:連桿

22:第一角

23:第一可旋轉連接件

24:第二可旋轉連接件

Claims (22)

1. 一種用於捲繞連續到達之紗線(1)或薄膜狹條帶之捲繞裝置，其具有：至少一個捲繞器，其具有一心軸且由一個別捲繞器頭控制器(13)控制，一上級控制器(12)，其用來控制該個別捲繞器頭控制器(13)，一搖晃臂(3)，其與該至少一個捲繞器之各者相關聯且具備至少一個張緊器件，其中該搖晃臂(3)之瞬時角位置(3F)在該紗線捲繞操作期間係可變的，一人機介面(11)，其與該上級控制器(12)互動，其特徵在於，該張緊器件呈具有一第一端(8A)及一第二端(8B)且在其第二端(8B)處使用一可旋轉機構附接至該搖晃臂(3)之至少張力致動器(8)之形式，其中藉由在設置於該第二端(8B)處之一槓桿(9)與一連桿(20)之間提供一第一可旋轉連接件(23)且提供形成於該連桿(20)與該搖晃臂(3)之下端(3G)之間的一第二可旋轉連接件(24)來形成該可旋轉機構。
2. 如請求項1之裝置，其中在該連桿(20)與該搖晃臂(3)之該下端(3G)之間形成一第一角(22)，該第一角(22)係恆定的。
3. 如請求項1或2之裝置，其中該張力致動器(8)憑藉一第三可旋轉連接件(10)連接至其上安裝有該裝置之捲繞器框架。
4. 如請求項1或2之裝置，其中該等第一、第二及第三可旋轉連接件(23、24及10)係選自包括螺桿螺母配置、襯套銷配置或軸承銷配置之一群組之類型或係一鉸鏈。
5. 如請求項1或2之裝置，其中該張力致動器(8)係一流體肌肉或一密封式聚合流體張力致動器(8)。
6. 如請求項1或2之裝置，其中在該張力致動器(8)之該第一端(8A)附近設置一氣動連接器(18)，一氣動導管/軟管(19)經附接至該氣動連接器(18)以自一氣動壓力管線(14)供應壓力。
7. 如請求項1或2之裝置，其中該張力致動器(8)經構形以對該搖晃臂(3)之旋轉移動產生與該到達之紗線(1)中之所要捲繞張力成比例之阻力。
8. 如請求項1或2之裝置，其中該搖晃臂(3)具備一角臂(16)，該角臂(16)之瞬時位置係使用一位置感測器(15)來監測。
9. 如請求項1或2之裝置，其中該搖晃臂(3)之該瞬時角位置(3F)由安裝於個別捲繞器上之一基於編碼器(21)之系統監測。
10. 如請求項1或2之裝置，其中多於一個捲繞器頭中之該捲繞張力係透過一上級控制器(12)設定。
11. 如請求項1或2之裝置，其中透過該壓力管線(14)施加至該張力致動器(8)之氣動壓力係手動地或利用一電動氣動調節器閥(17)自動地控制。
12. 如請求項8之裝置，其中該編碼器(21)係選自由光學類型、磁性類型或其他類似脈衝產生類型組成之一群組之一類型。
13. 如請求項1或2之裝置，其中壓力管線(14)之壓力設定或該張力致動器(8)處之壓力係透過該人機介面(11)設定。
14. 如請求項1或2之裝置，其中該連桿(20)具有任何張力致動器(8)之該槓桿(9)經連接至該連桿(20)所在之複數個位置。
15. 如請求項1或2之裝置，其中至少一個孔(20A)在任何張力致動器(8)之該槓桿(9)經連接至該連桿(20)之位置處設置於該連桿(20)上。
16. 如請求項1或2之裝置，其中該人機介面(11)能夠藉由手動輸入或在該上級控制器(12)中輸入預程式化值來以一預定時間間隔改變至該張力致動器(8)之經供應流體之壓力。
17. 如請求項1或2之裝置，其中設置於任何捲繞器頭上之張力致動器(8)之數目係多於一個。
18. 如請求項14之裝置，其中該第一可旋轉連接件(23)經形成於設置於該連桿(20)中之該等孔之一者處。
19. 一種用於捲繞連續到達之紗線(1)或薄膜狹條帶之方法，其特徵在於，該方法包括以下步驟：a.提供如請求項1至18中任一項之裝置；b.取決於在個別捲繞器上運行之紗線丹尼或條帶大小判定該捲繞張力；c.使用該密封式聚合張力致動器(8)產生該捲繞張力；d.與該捲繞張力成比例地集中調整氣動壓力值；e.視情況透過該電動氣動調節器閥(17)控制該張力致動器壓力。
20. 如請求項19之方法，其中藉由使搖晃臂位置穩定於最佳操作位置(3D)來進行步驟d之該氣動壓力調整，該氣動壓力調整與步驟c中產生之張力成比例地調節該心軸之旋轉速度。
21. 如請求項20之方法，其中藉由將由感測器(15)或編碼器(21)收集之資料傳達至個別捲繞器之頭控制器(13)來實行搖晃臂(3)在該最佳操作位置(3D)處之該穩定，在此基礎上調整該心軸(2)之馬達速度。
22. 如請求項19至21中任一項之方法，其中在不停止該裝置之捲繞操作之情況下調整該集中調整之氣動壓力。

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