專利名稱：將長絲卷繞成圓柱形交叉卷繞筒子的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種按權利要求1前序部分的將長絲在一個多級精密絡筒上卷繞成圓柱形交叉卷繞筒子的方法。
在合成絲卷繞成交叉卷繞筒子時存在所謂的“鏡面疊繞(Spiegelbildung)”問題。當往復機構每一個雙行程筒子轉一整圈或幾整圈時，也就是說如果筒子轉速和往復機構雙行程頻率之比等于1、整數(shù)倍或幾分之一時，隨著筒子直徑的不斷增大就會形成鏡面。這里雙行程理解為往復機構的一個完整的來回運動。交叉卷筒的轉速和往復機構雙行程頻率之比通常用交叉比K表示。也稱為疊繞的鏡面在筒子退卷時會引起一定的故障，其次鏡面在卷繞時會導致卷繞機的振動，并因此使加壓輥在筒子上的貼合不平衡，最后也會導致筒子的損壞。因此特別是在平滑絲，例如化學纖維時必須避免鏡面。
長絲卷繞成交叉卷筒用防疊卷繞(Wilder Wicklung)、精密卷繞或多級精密卷繞的方法進行。在防疊卷繞時筒子在恒定的卷筒圓周速度和恒定的往復頻率時建立。因此表示卷筒錠子轉速和往復機構雙行程數(shù)之比的交叉比(K值)在筒子運轉過程中不斷減小。這是因為在卷筒直徑增大時卷筒錠子的轉速也不斷減小。這里如果交叉比是整數(shù)或者數(shù)值不斷減小，它們與下一個整數(shù)交叉比相差一個整分數(shù)(groβen Bruch)那末必然形成鏡面。這里“整分數(shù)”的意思是分母是整數(shù)的分數(shù)，例如1/2，1/3，1/4。
在精確卷繞時筒子用與錠子轉速成正比的往復運動速度建立。這意味著，在精確卷繞時交叉比是預先規(guī)定的，并且在筒子運轉過程中保持不變，而往復頻率正比于錠子轉速按作為比例因子的交叉比不斷減小。用精確卷繞法形成的卷筒與用無序卷繞法形成的卷筒相比有優(yōu)點。特別是在精確卷繞時通過預先規(guī)定交叉比可以減少鏡面疊繞。
所謂的分級精確卷繞或者也叫多級精確卷繞(SPW)與精確卷繞的區(qū)別僅僅在于僅僅在卷筒運轉的規(guī)定階段交叉比保持常數(shù)。從一個階段到另一個階段交叉比通過有級地提高往復運動速度而跳躍式地減小。這意味著，在多級精確卷繞時在每個階段或每一級內(nèi)進行精確卷繞，這時往復運動速度正比于錠子轉速而減小。在每一階段以后往復運動速度重新跳躍地提高，使得產(chǎn)生一個減小的交叉比。這里在每個階段內(nèi)應該保持的交叉比可預先算好并編入程序。
由EP 0 578 966 B1已知一種卷繞方法，其中計算機在多級精確卷繞的各個階段求出交叉比，并與危險的鏡面數(shù)值進行比較。如果它不處在鏡面數(shù)值的危險區(qū)域內(nèi)的話，就以計算出來的交叉比工作。但是如果處于危險區(qū)域的話，就以略微修改的交叉比工作。這就是說，在危險鏡面數(shù)值的情況下以所謂的(接近鏡面的)、表示與一個鏡面數(shù)值相差很小的交叉比的匝數(shù)(Windungszahl)工作。同時還規(guī)定布線間距是指長絲中心到長絲中心的間距，其中它至少等于敷放的長絲的寬度，最多等于其寬度的三倍。也就是說，在卷繞過程中應考慮長絲的厚度。
在EP 0 194 542 B1(Bag 1452)中敘述了在紡絲和拉伸機上卷繞長絲，特別是化纖長絲的方法，在這個方法中采用多級精確卷繞，并有意識地引起交叉比誤差。交叉比的調整在一定的調整范圍內(nèi)進行，其中往復運動速度相對于計算出來的和編入程序的往復運動速度值變化一個很小的確定的數(shù)值。
另外由EP 0 055 849 B1已知一種用多級精確卷繞法卷繞絲線(Garnen)或小絲帶(Baendchen)的方法，其中從精確卷繞的一個階段到下一個階段交叉比的改變很小，以致由此所決定的復合絲或小絲帶的卷繞速度的變化不超過平均卷繞速度的3％，最好是0.3％。
所有現(xiàn)有技術水平的已知方法有一個共同點主要是不能完全避免較高等級的鏡面疊繞或者還有形成蜂窩結構，也就是說，特別是也不能考慮到不常見類型的(Selten)鏡面，因此當然即使在多級精確卷繞時，正如在現(xiàn)有技術狀況中已知的那樣，不可能普遍地避免鏡面疊繞。
因此本發(fā)明的目的在于制造一種卷繞長絲的方法，用這種方法可以可靠地產(chǎn)生具有良好退繞性能的圓柱形交叉卷筒，也就是說基本上沒有較高等級和不常見類型的鏡面，也沒有蜂窩結構。
這個目的通過具有按權利要求1的特征的方法來解決。
按照這種方法長絲在具有預先規(guī)定的交叉比的一個階段內(nèi)在規(guī)定的區(qū)段里以恒定的寬度敷放在筒子圓周上。這里具有恒定寬度的區(qū)段作為所謂的區(qū)寬B確定。確定兩個相鄰敷放的長絲之間的距離或相鄰反向點之間的距離的區(qū)寬B由往復運動頻率和筒子圓周速度確定?，F(xiàn)在這樣來規(guī)定區(qū)寬，使在當時所卷繞的筒子圓周上可以均勻地、一個接一個地鋪放多個區(qū)寬。由此由關系式T＝D*π/B得到一個整數(shù)的區(qū)數(shù)T。因此整數(shù)區(qū)數(shù)T給定了在筒子圓周上鋪放的區(qū)寬B的數(shù)量。在筒子運轉時筒子圓周上的每個區(qū)寬填入規(guī)定數(shù)量的長絲形成一層，其中長絲以一定的搭接量鋪放在筒子圓周上。這里鋪放的長絲是在往復機構導絲器一個雙行程期間在筒子圓周上鋪放的一段長絲。在形成一層以后，開始新的一層以前于新形成的筒子直徑確定一個新的區(qū)寬B2，這里只允許整數(shù)數(shù)量的區(qū)寬。在確定區(qū)寬B2時一旦證實達到了規(guī)定的界限，便算出新形成的筒子直徑的交叉比。然后往復機構頻率便跳躍地提高到變化了的交叉比，并在下一個階段中進行卷繞。
按本發(fā)明的方法的特殊優(yōu)點在于不可能卷繞出鏡面，因為長絲層和長絲的搭接量始終是預先規(guī)定的。因此在這種方法時不需要預先給定鏡面數(shù)值。此外通過預先給定長絲在筒子圓周上的搭接量達到均勻和穩(wěn)定的筒子構造。
區(qū)寬B1的預定值和一個區(qū)段內(nèi)鋪放長絲數(shù)量A的預定值取決于卷繞長絲的參數(shù)，如纖度、長絲支數(shù)和橫截面，也取決于所希望的筒子構造，并在筒子運轉開始前確定下來。
在一種優(yōu)選的實施例中，當確定區(qū)寬B2時形成對于新卷筒直徑的下一個較高整數(shù)倍時，往復運動頻率便跳躍式地改變。這特別是在筒子直徑較大時有優(yōu)點，因為直徑的增加相應地加大，可以很快地確定區(qū)寬的較高一個整數(shù)倍。這里在區(qū)寬內(nèi)鋪放的長絲的數(shù)量以及長絲的搭接量可以保持不變，使區(qū)寬同樣也保持不變(B1＝B2)。
為了即使在筒子直徑很小時筒子表面上長絲的搭接量也保持不變，界限值由在一個區(qū)段內(nèi)鋪放的長絲的最大值Amax來確定這樣的方案變型有好處。這里A這樣地增大，使得可以補償直徑的增加，從而區(qū)寬的倍數(shù)保持不變。這一直維持到達到Amax為止?，F(xiàn)在起求出一個新的區(qū)數(shù)，其中區(qū)寬和鋪放長絲的數(shù)量都是預先給定的。然后計算新的交叉比，使往復運動頻率可以跳躍式地提高，以使卷繞到下一個階段。
此外通過給定鋪放長絲的最小數(shù)量Amin可以確定兩個相鄰階段之間的跨距。因此卷筒可以用幾乎恒定的交叉角以較多的級數(shù)卷繞，或者交叉角有很大變化和以較少的級數(shù)卷繞。
本方法的另一個優(yōu)選實施方案允許筒子以一個恒定的區(qū)寬以及在一個區(qū)段內(nèi)鋪放恒定數(shù)量的長絲的方法卷繞，這里長絲的搭接可以在一個最大值Qmax的范圍內(nèi)變化。這種方法對于為了在筒子構造內(nèi)達到很高的排列密度特別有好處。
為了避免無序卷繞搭接量Q始終小于鋪放長絲的寬度F。長絲搭接量Q最好在O＜Q＜0.5*F的范圍內(nèi)。
在另一種方案中考慮盡可能小的搭接量，以便確保筒子表面上質量均勻分布，筒子圓周上長絲之間不產(chǎn)生缺口。
在本發(fā)明的一種特別優(yōu)良的實施例中往復運動頻率只能在一個預先規(guī)定的上限和一個預先規(guī)定的下限之間變化。由此確保筒子上的長絲應力保持在一定的限度內(nèi)，以便實現(xiàn)規(guī)則的卷筒結構。
按本發(fā)明的方法實現(xiàn)一種在卷筒結構方面具有高度柔性的多級精確卷繞。這里往復運動頻率可以獨立于卷筒直徑進行控制。例如如果鋪放長絲的數(shù)量作為界限值給定，那末從單位時間內(nèi)直徑的增加量可以預先算出長絲數(shù)量或雙行程數(shù)量，使往復運動頻率可以根據(jù)時間來改變。
現(xiàn)在借助于對一個實施例的說明參照附圖對本發(fā)明的其他優(yōu)點和應用可能性作詳細的闡述。
附圖中表示

圖1具有劃分成區(qū)段的筒子的展開圖；圖2具有鋪放好的區(qū)段的筒子的視圖；圖3里面鋪放好長絲的一個區(qū)寬；圖4交叉比關于筒子直徑的分布曲線；圖5往復運動頻率關于筒子直徑的分布曲線。
圖1和2中表示，筒子直徑D如何均勻地劃分成幾個區(qū)寬B。其中區(qū)寬B由具有規(guī)定交叉比的兩個相鄰鋪放的長絲的間距得到。這里往復導絲器的行程返向點用數(shù)字1至5表示。如在筒子直徑的展開圖(圖1)中所示，由此使筒子的圓周劃分成T個區(qū)寬B。由此得到關系式D*π＝T*B或者對于區(qū)數(shù)T＝π*D/B。這里長絲按行程反向點1，2，3，4，5的順序依次鋪放在筒子圓周上?，F(xiàn)在當筒子運轉時各個區(qū)寬均勻地以一定數(shù)量的長絲填成一層。這里鋪好的長絲相當于往復運動導絲器的一個雙行程期間在筒子上鋪放的一段長絲。
在圖1中舉例表示對于反向點1和2之間的區(qū)寬內(nèi)的這個過程。但是區(qū)寬的裝填是均勻對稱的。在所有區(qū)寬填滿以后，便以恒定的交叉比卷繞一整層。這時直徑從D1增加到D2(參見圖3)。
為了使筒子運轉，現(xiàn)在新的待卷繞的筒子直徑重新劃分成許多區(qū)寬。這里如果斷定，超過規(guī)定的界限值，便計算一個新的交叉比。往復運動頻率也相應地跳躍式提高，以適應于新的交叉比，筒子運轉可以繼續(xù)進行。
現(xiàn)在可以按以下步驟確定新的區(qū)寬B2為此在圖2中表示一個已經(jīng)由直徑D1增加為直徑DX的筒子的視圖。直徑D1一共劃分成5個區(qū)寬B1，其中這里在筒子運轉時區(qū)寬保持不變，因此B1＝BX。這里區(qū)數(shù)T的變化應該考慮為裝填筒子圓周上的區(qū)寬時的界限值。一旦求出下一個更大的整數(shù)區(qū)數(shù)，這在筒子直徑很大時幾乎每層都會出現(xiàn)，便跳躍到一個具有新算出的交叉比的相鄰階段。
如前所述采用這種方法當筒子運轉時區(qū)寬B以一定數(shù)量的長絲填充。這里在圖3中表示另一個例子，其中區(qū)寬B1用總共9條長絲(A＝9)裝填。長絲的堆置寬度等于F。為了得到穩(wěn)固的卷筒結構，區(qū)寬B內(nèi)的長絲以一定的搭接量相互鋪放。這里搭接量Q可以在完全重疊和沒有重疊的極端情況之間。這里搭接量Q可以由擠壓因數(shù)q確定。這里應該是，當長絲完全搭接時擠壓因數(shù)q等于0，當長絲沒有搭接鋪放時擠壓因數(shù)q等于1。根據(jù)這個關系區(qū)寬B可以由鋪放長絲數(shù)量A、鋪放寬度F和擠壓因素q按下式計算B＝A*q*F+F
由此可以看出當擠壓因數(shù)不變時區(qū)寬隨鋪放長絲的數(shù)量正比增加。因此給定的最小長絲數(shù)量相應于最小區(qū)寬Bmin。同樣給定最大鋪放的長絲數(shù)量形成最大的區(qū)寬Bmax。
圖3中表示，筒子圓周上繞完了第一層，其中每個區(qū)寬搭接地鋪放九條長絲。現(xiàn)在新的待卷繞筒子直徑在區(qū)數(shù)保持不變時帶來更大的區(qū)寬B2。區(qū)寬B2同樣用長絲裝填成一層，這里長絲數(shù)量或長絲搭接量必須改變，必須把更大的區(qū)寬B2填成一層。
在本發(fā)明的方法中重要的是筒子圓周與區(qū)寬之比始終保持整數(shù)倍，只有這樣才能確保筒子圓周可以均勻地用長絲鋪放。因此對于區(qū)數(shù)T有以下關系式T＝(D*π)/B＝D*π/(A*q*F+F)。
這樣對于整數(shù)區(qū)數(shù)有TZ＝(int)T現(xiàn)在交叉卷筒在一個階段之內(nèi)用一個恒定的交叉角卷繞，直到筒子圓周上的所有區(qū)寬都用規(guī)定數(shù)量的長絲填滿。因此階段的交叉比KS由以下關系式得到KS＝G+A/(A*TZ+1)。
這里G是實際的交叉基數(shù)，也就是當時的交叉比小數(shù)點前面的數(shù)。這里敷放好的長絲是在往復機構一個雙行程期間在筒子圓周上所鋪放的一段長絲。因為交叉比，也就是筒子轉速與往復運動頻率或雙行程頻率之比，在一個階段之內(nèi)是恒定的，所以直到一層或筒子圓周上的區(qū)寬填滿為止雙行程數(shù)是已知的。因此在(G*(TZ*A+1)+TZ)個雙行程以后開始一個新的卷繞層，以便卷成新的直徑?，F(xiàn)在當達到新的一層時可以按以下方法繼續(xù)進行。
保持迄今為止的交叉比。區(qū)寬B和鋪放的長絲數(shù)量A在這種情況下保持不變。對于在直徑增加時區(qū)數(shù)TZ不可能改變的那種情況，擠壓因數(shù)q自動地減小。從而鋪放在區(qū)寬內(nèi)的長絲的搭接量也減小。只有到達界限值Qmax＜1時，也就是說沒有搭接時，才用一個確定的Qmin計算新的區(qū)數(shù)TZ，以及新的KS值。這個新的KS值給出下一階段的交叉比。因此往復運動頻率產(chǎn)生跳躍性的提高，以便在筒子圓周速度不變的情況下在下一階段中以變更了的交叉比卷繞絡筒。
但是也可以這樣地開始新的一層，擠壓因數(shù)q，也就是在區(qū)寬B之內(nèi)長絲的搭接量保持不變。在這種情況下在區(qū)寬鋪放的長絲數(shù)量A這樣地增大，使得能平衡直徑的增加，從而使區(qū)數(shù)TZ保持不變。這一直可以保持到達到最大的長絲數(shù)量Amax為止。然后用鋪放長絲數(shù)量的最小值Amin和因此最小區(qū)寬Bmin由待卷繞的筒子直徑計算新的區(qū)數(shù)TZ。然后計算新的交叉比，同時往復運動頻率相應地跳躍式提高，然后可以進行下一階段的卷繞。
但是當筒子直徑較大時也可以將鋪放長絲數(shù)量A和搭接量Q保持不變。這里前提條件是筒子直徑劃分成很多區(qū)寬。這樣在筒子圓周上繞完一層時直徑的增加再次得到一個新的整數(shù)區(qū)數(shù)TZ。然后由它計算出在下一個階段待卷繞的交叉比，同時往復運動頻率相應地提高。
但是為了優(yōu)化待卷繞筒子的運行性能，如果在筒子運轉的整個期間改變確定階段的標準也是有好處的。由此已經(jīng)得到證實，在開始階段用變化的搭接量，在直徑較大的階段用恒定的搭接量卷筒具有更好的運行性能。
圖4表示一個多級精確卷繞的典型往復運動曲線，以筒子直徑D作橫坐標，往復運動速度C作縱坐標，附圖表示，在一個直徑為100mm的筒管上用長絲卷成卷筒，最終直徑為450mm。因為長絲送到筒子上的輸送速度是恒定的，并出于這個原因，使盡管直徑不斷增大筒子的表面速度必須保持不變，在筒子運轉過程中錠子的轉速按雙曲線下降。其次現(xiàn)在要求，筒子上長絲的應力保持在一定限度以內(nèi)，以便得到符合要求的卷筒結構。出于這個原因往復運動速度必須保持在規(guī)定范圍之內(nèi)。為此在圖4的曲線中有一個上限OGC和一個下限UGC。在筒子運轉或直徑增加的任何階段都規(guī)定一個一定的恒定交叉比KS。在卷繞階段內(nèi)恒定的交叉比K意味著往復運動速度隨錠子轉速成比例下降?，F(xiàn)在往復運動速度一直下降到計算出一個新的區(qū)數(shù)。得到新的交叉比的步驟用一個可編程計算器求出。這個計算器內(nèi)輸入了往復運動速度的界限UGC和OGC。因為裝填一層所需要的雙行程數(shù)可以預先確定，則計算器可以預先確定，往復運動頻率怎樣才能降到下界限。在超過下界限的情況下，通過改變搭接量或鋪放長絲數(shù)量修正往復運動頻率。在一個階段的最后往復運動速度跳躍式地提高。在這種跳躍式提高時計算出新的交叉比KS，它小于先前卷繞的交叉比。
此外在圖5中表示一條曲線，它以筒子直徑為橫坐標，交叉比K為縱坐標。這里相應地得到一個由于受限制的往復運動頻率而產(chǎn)生的交叉比上界限OGC，交叉比的下界限受到允許的待卷繞交叉角的限制。由此得到，往復運動頻率的上界限下一階段的交叉比。因此是個恒定值。在圖5的曲線中卷繞多個卷筒直徑的多個階段以KS表示。由于控制長絲鋪放存在多種可能性，在筒子運轉期間可以調整到每個任意的階段。這里存在按梯形曲線運行的可能性，它使得可以近似于雙曲線分布，從而在卷繞過程中交叉角可以近似地保持不變。這里需要分成很多階段，這可以通過適當?shù)匾?guī)定一個很小的區(qū)寬以及一個很小的區(qū)寬內(nèi)的長絲鋪放數(shù)量來達到。但是也可以，用盡可能少的筒子運轉階段產(chǎn)生梯形分布曲線。在這種情況下總的區(qū)寬充分利用允許的交叉角。
權利要求
1.在多級精確卷繞裝置上將長絲卷繞成圓柱形交叉卷筒的方法，用這種方法時往復運動頻率在許多階段內(nèi)以各個預行規(guī)定的交叉比即交叉卷筒的轉速與往復運動頻率之比不斷地正比于交叉卷筒的轉速減小，并且用這種方法時往復運動頻率在從一個階段過渡到相鄰階段時提高到更高的具有預先規(guī)定的相鄰階段交叉比的往復運動頻率，其特征在于卷筒直徑(D)按決定于階段的步驟卷繞(a)在當時卷繞的卷筒圓周(π*D)上均勻地一個接一個地設置多個分別確定兩條相鄰鋪放的長絲之間的距離的、具有恒定寬度即區(qū)寬(B1)區(qū)段，使得得到一個整數(shù)區(qū)數(shù)T＝D*π/B1，(b)每個區(qū)寬(B1)用預先規(guī)定的鋪放長絲數(shù)量(A)以給定的搭接量(Q)填滿成一層，c)在新一層開始以前新形成的卷筒直徑通過重復步驟a)在圓周上劃分成許多新的確定的區(qū)寬(B2)。d)如果在確定區(qū)寬(B2)時到達規(guī)定的界限值，則計算出新形成的卷筒直徑的新交叉比，并在提高往復運動頻率后在相鄰的階段中卷繞。
2.按權利要求1的方法，其特征在于界限值由新形成的卷筒直徑的更大一個整數(shù)區(qū)數(shù)(T)確定。
3.按權利要求2的方法，其特征在于當鋪放長絲數(shù)量(A)和搭接量(Q)變化或不變化時區(qū)寬保持不變(B1＝B2)。
4.按權利要求1或2的方法，其特征在于界限值由在一個區(qū)寬(Bmax)內(nèi)以恒定的搭接量(Q)所能鋪放長絲的最大數(shù)量(Amax)確定。
5.按權利要求4的方法，其特征在于規(guī)定一個最小的長絲數(shù)量(Amin)，以便由新形成的卷筒直徑和區(qū)寬(Bmin)確定新的區(qū)數(shù)(T)。
6.按權利要求1至5之任一項的方法，其特征在于界限值由當在一個恒定的區(qū)寬(B1＝B2)內(nèi)長絲數(shù)量(A)保持不變時所得到的最大搭接量(Qmax)確定。
7.按權利要求6的方法，其特征在于規(guī)定一個最小搭接量(Qmin)，以便由新形成的卷筒直徑和區(qū)寬(B1)確定新的區(qū)數(shù)(T)。
8.按上述權利要求之任一項的方法，其特征在于搭接量(Q)小于長絲的鋪放寬度(F)，最好在0到0.5*F的范圍之內(nèi)。
9.按上述權利要求之任一項的方法，其特征在于往復運動頻率在一個預先規(guī)定的上限和下限之間變化。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在多級精確卷繞裝置上將長絲卷繞成圓柱形交叉卷筒的方法。這里待卷繞的交叉卷筒在一個階段內(nèi)的直徑在圓周上按一個整數(shù)區(qū)數(shù)劃分成許多區(qū)寬。每個區(qū)寬按預先給定的長絲數(shù)量用規(guī)定的搭接量填滿成為一層。在卷完一層以后卷筒圓周進行新的劃分。當?shù)玫礁蟮膮^(qū)數(shù)時,計算出一個新的交叉比,并進入一個相鄰的階段卷繞。
文檔編號B65H54/38GK1198396SQ98107410
公開日1998年11月11日 申請日期1998年4月23日 優(yōu)先權日1997年4月24日
發(fā)明者彼特·西珀曼, 弗蘭克·潘維茨 申請人:巴馬格股份公司