способ регулирования силы натяжения бегущей нити в машине для текстурирования нитей методом ложного кручения

Классы МПК:D02G1/02 кручением, сообщением ложной крутки и вторичной крутки 
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Бармаг АГ (DE)
Приоритеты:
подача заявки:
1993-02-09
публикация патента:

Изобретение относится к способам регулирования силы натяжения бегущей нити и может быть использовано для текстурирования нитей. Сущность изобретения заключается в том, что в качестве исключительных рабочих ситуаций рассматривают, в частности, прокладывание нити и нарушения в работе за счет кратковременного исчезновения электричества. При этом в этих рабочих фазах выключают имеющееся регулирование силы натяжения нити и задают нерегулируемую силу трения на элементе регулирования силы трения фрикционного устройства ложного кручения. 15 з.п. ф-лы, 2 ил.

Рисунки к патенту РФ 2098525

Рисунок 1, Рисунок 2

Изобретение относится к способам регулирования силы натяжения бегущей нити и может быть использовано для текстурирования нитей.

Известен способ регулирования силы натяжения бегущей нити в машине для текстурирования нитей методом ложного кручения, в котором нить с помощью подающего механизма снимают с питающей бобины и пропускают через последовательно расположенные нагревательную и охлаждающую шины, фрикционное устройство ложного кручения с элементом для регулирования силы трения, измеряют величину натяжения нити, в зависимости от которой регулируют силу натяжения нити [1]

Недостатками известного способа являются его невысокие функциональные возможности.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей.

Цель достигается тем, что в способе регулирования силы натяжения бегущей нити в машине для текстурирования нитей методом ложного кручения, в котором нить с помощью подающего механизма снимают с питающей бобины и пропускают через последовательно расположенные нагревательную и охлаждающую шины, фрикционное устройство ложного кручения с элементом для регулирования силы трения, измеряют величину натяжения нити, в зависимости от которой регулируют силу натяжения нити, согласно изобретению при нарушениях в работе машины, в частности, при перерыве в электроснабжении и/или при прокладывании нити регулирование силы натяжения нити прекращают, в фрикционное устройство ложного кручения переводят в режим работы с заданной величиной нерегулируемой силы трения, при этом в рабочем режиме машины силу трения фрикционного устройства ложного кручения регулируют в зависимости от величины натяжения нити, а также тем, что силу трения регулируют на величину, большую нуля, но меньшую, чем рабочая величина, и, кроме того, тем, что для прокладывания нити величину силы трения устанавливают равной нулю или меньше ее рабочего значения, после чего ее повышают непрерывно или ступенчато.

Цель достигается тем, что время для прокладывания нити задают равным постоянной величине, а также тем, что силу натяжения нити регулируют в зависимости от величины натяжения нити и полученного на основании этого анализирующего сигнала при достижении заданной номинальной области значения силы натяжения нити, и, кроме того, тем, что контроль качества бегущей нити осуществляют за счет анализа силы натяжения нити, когда сила натяжения нити достигла заданной номинальной области и преимущественно когда после этого прошло заданное регулировочное испытательное время.

Согласно изобретению цель достигается тем, что анализирующим сигналом является текущее относительное стандартное отклонение (коэффициент вариации), которое образуют из текущей измеряемой величины силы натяжения нити и текущим образом образованной на ее основании средней величины, а также тем, что анализирующим сигналом является стандартное отклонение, которое образуют из квадратного корня в квадрат разности между значением текущей измеряемой величины натяжения нити и значением ее средней величины, и, кроме того, тем, что значение величины нерегулируемой силы трения задают за счет управляющей величины, получаемой от контура регулирования силы натяжения нити, нерегулируемой при нарушениях в работе машины.

Цель изобретения достигается тем, что управляющую величину предварительно выбирают различным образом в зависимости от соответствующей исключительной рабочей ситуации, а также тем, что управляющую величину в случае перерыва в электроснабжении выбирают отличной от управляющей величины в случае прокладывания нити, и, кроме того, тем, что задают управляющую величину, которая в основном определяет действующие на нить компоненты силы трения, а также тем, что задают управляющую величину, которая в основном определяет силу прижима фрикционного устройства ложного кручения.

Согласно изобретению цель достигается тем, что задают зависящую от числа оборотов управляющую величину, значение которой лежит ниже номинальной величины при рабочем числе оборотов, а также тем, что при перерыве в электроснабжении контур регулирования буферируют с помощью электрической сети аварийного тока и в качестве нерегулируемой управляющей величины задают предварительно определенную параметрическую величину вблизи от рабочей точки, и, кроме того, тем, что непрерывно определяют и запоминают параметрическую величину управляющей величины в нормальном режиме работы и при перерыве в электроснабжении запомненная последней параметрическая величина представляет нерегулируемую управляющую величину.

Задача изобретения состоит в том, чтобы приспособить способы к исключительным рабочим ситуациям, лежащим вне нормального режима работы. В качестве таких исключительных ситуаций следует рассматривать, в частности, прокладывание нити, а также нарушение в работе за счет кратковременного исчезновения электричества.

В качестве рабочей фазы прокладывания нити следует рассматривать заправку нити в ее положение обработки, т.е. подающие механизмы, фрикционное устройство ложного кручения, нагревательную шину и охлаждающую шину, но помимо этого также примыкающую к этому рабочую фазу, при которой нить еще не достигла ее номинальных рабочих рамок.

Кратковременные нарушения электроснабжения являются сравнительно частыми. Они не должны приводить к обрыву нити, так как в противном случае все нити машины для текстурирования должны были бы прокладываться заново. Это, в частности, является мешающим в том случае, когда нити должны вновь прокладываться перемещаемым вдоль передней стороны машины автоматов (автосъемником).

Особенное преимущество данного решения следует усматривать в том, что машина для текстурирования лучше приспосабливается к автоматическому режиму работы, т.е. к ее обслуживанию автосъемником.

При этом сила трения может задаваться в диапазоне между нулем и ее номинальной величиной.

Согласно изобретению, в частности, признается то, что в электроснабжении очень часто встречаются помехи, продолжительность которых настолько мала, что, хотя еще не происходит обрыва нити, но следует опасаться ощутимых качественных провалов с дефектами в текстурированной нити.

Эти качественные провалы основаны на выполнении контура регулирования, который, в частности, вблизи от рабочей точки должен быть стабильным, так что перерегулирования контура регулирования при внезапном исчезновении электрического тока могут предупреждаться лишь с помощью требующей затрат настройки регулировочных параметров.

Однако эти затраты могут предупреждаться с помощью изобретения.

Преимущество решения состоит также в том, что, во-первых, предупреждается перегрузка нити, но нить, во-вторых, за счет кручения приобретает повышенную прочность в критической фазе вне нормального режима работы (прокладывание нити, нарушение в работе).

При этом при указанном дальнейшем осуществлении используется знание следующего обстоятельства.

В частности, в критической фазе прокладывания вследствие уже осуществляющегося роста кручения можно рассчитывать на снижение пиков силы натяжения, так что этот способ является пригодным, в частности, для прокладывания нити при высоких и самых высоких скоростях движения нити. При этом рост кручения за счет расположенной поперек нити компоненты силы трения осуществляется постепенно, тогда как компоненты силы трения в направлении подачи нити уже становятся действующими и ускоряют нить из положения остановки до скорости между нулем и рабочей скоростью.

Тем самым удалось достигнуть резкого уменьшения неудачных попыток при прокладывании нити.

Осуществление изобретения предоставляет помимо этого те преимущества, что достигается постепенный переход нагрузки нити между рабочей фазой прокладывания нити и нормальным рабочим состоянием, вследствие чего возможные пики силы натяжения могут возникать лишь в виде малых ступеней.

Переходное время при прокладывании нити и после этого, в продолжение которого регулирование силы натяжения нити не функционирует, может задаваться постоянным.

Согласно изобретению также предоставляется возможность предотвратить недопустимую нагрузку нити за счет настройки на соответствующее рабочее состояние нити.

Это достигается за счет того, что переключение с нерегулируемого режима работы в фазе прокладывания на регулируемое состояние осуществляется к фиксированному моменту времени, заданному достижением номинальной зоны силы натяжения. Номинальная зона силы натяжения может задаваться таким образом, что переключение осуществляется в наиболее ранний возможный момент времени.

В этом случае предлагается определить этот момент времени таким образом, что он находится в конце того промежутка времени, за который осуществляется постепенный рост кручения. Согласно этому переключение может осуществляться, как только состояние кручения является стационарным. Более ранние, соответственно известные, способы имеют ту особенность, что также является возможным контроль качества бегущей нити.

Регулирование силы натяжения нити, а также обеспечение качества, тесно и по существу функционально переплетающиеся друг с другом, приводятся в активное состояние с помощью полученного от анализирующего устройства выходного сигнала.

Изобретение представляет собой дальнейшее осуществление с тем преимуществом, что, в частности, колебания силы натяжения нити, которые в стационарном состоянии нити могут быть очень малыми, регистрируются и анализируются для запуска в действие регулирования силы натяжения нити.

Изобретение также предоставляет возможность использовать для анализирующего сигнала абсолютные результаты измерения, которые могут быть более содержательными, в частности, при больших различиях между измерительным сигналом и средней величиной, следовательно при больших пиках силы натяжения нити по сравнению с относительным стандартным отклонением.

Изобретение также относится к дальнейшему осуществлению способа, в основе которого лежит знание того, что между различными влияющими величинами контура регулирования и силой трения фрикционного устройства ложного кручения имеются функциональные взаимосвязи, которые могут предварительно выбираться для оптимальных результатов в соответствии с рабочими условиями, например скоростью нити, распределением компонентов силы трения в направлении нити в поперек направления нити, свойствами нити, прочностью нити, характеристикой кручения.

Важно, следовательно, то, что соответственно имеется определенная взаимосвязь между соответствующей управляющей величиной и силой трения и что для различных управляющих величин могут иметься различные математические функции изменения силы трения.

Изобретение относится к дальнейшему осуществлению с преимуществом индивидуального задания силы трения для рабочих фаз при различных требованиях в отношении нити.

Изобретение покрывает большинство практически возникающих исключительных рабочих ситуаций, причем в способе согласно изобретению учитывают силу трения через соответственно действующие между фрикционными поверхностями фрикционного устройства ложного кручения нормальные силы, в частности, открывается возможность задавать компоненты силы трения поперек направления движения нити и в этом направлении независимо или зависимо друг от друга.

Дальнейшее осуществление изобретения заслуживает особого внимания, так как число оборотов фрикционного устройства ложного кручения особенно легко регистрировать, промежуточно запоминать и вновь вызывать. Математическая взаимосвязь между числом оборотов и силой трения является помимо этого постоянно одинаковой, так что можно ожидать в перспективе на продолжительное время воспроизводимые, соответственно прогнозируемые, производственные результаты.

Изобретение, с одной стороны, обеспечивает регулируемость при перерыве в электроснабжении, а, с другой стороны, предупреждает неблагополучную колебательную характеристику контура регулирования, например, перерегулирования.

Изобретение также воспроизводит как можно более точно последнее параметрическое значение управляющей величины, благодаря чему управляющая величина обеспечивается в наиболее возможной близости от рабочей точки, что, в частности, является предпочтительным для очень кратковременных перерывов в электроснабжении.

Во всех случаях при заданной управляющей величине в соответствии с изобретением обычные значения управляющей величины находятся между нулем и рабочим номинальным значением, так что следует исходить из стабильного достижения рабочей точки.

На фиг. 1 показано место обработки машины для текстурирования нитей методом ложного кручения в схематическом изображении; на фиг.2 диаграмма силы натяжения нити в фазе прокладывания.

Синтетическую нить 1 снимают с питающей бобины 2 с помощью входного подающего механизма 3 (фиг.1). Зона текстурирования образуется между входным подающим механизмом 3 и выходным подающим механизмом 9. Она включает в себя прежде всего нагревательную шину 4, охлаждающую шину 5 и фрикционное устройство ложного кручения 6. Фрикционное устройство ложного кручения имеет бесконечным образом перемещаемые поверхности, которые перемещаются поперек оси нити и к которым прилегает нить. Эти поверхности создают кручение нити в направлении входного подающего механизма, вновь снимаемое в направлении выходного подающего механизма 9.

Помимо этого с помощью поверхностей также принудительно сообщается действующая в направлении нити компонента подачи силы трения.

Между фрикционным устройством ложного кручения нити 6 и выходным подающим механизмом 9 расположен прибор измерения силы натяжения нити 8, с помощью которого измеряют силу натяжения нити, также называемое "натяжение нити", и передают далее в качестве выходного сигнала. После выходного подающего механизма 9 следует намотка или еще одна промежуточная обработка за счет нагрева.

Выходной сигнал измерителя силы натяжения нити 8, представляющий измеренную силу натяжения нити, через фильтр 11 преобразуют в долговременную величину LW. Долговременную величину LW совместно с номинальной величиной подводят к регулировочному устройству 12. В регулировочном устройстве 12 номинальную величину и долговременную величину сравнивают друг с другом и преобразуют в регулирующую величину VS. За счет регулирующей величины VS переставляется исполнительный элемент 7, за счет которого управляют передачей кручения фрикционного устройства ложного кручения 6 на нить 1.

При этом также оказывается влияние на проходящую в направлении нити компоненту подачи силы трения.

Выходной сигнал измерителя силы натяжения нити 8 так же, как и регулирующий сигнал VS, подают на анализирующее устройство 10. В анализирующем устройстве 10 регулирующий сигнал VS представляет среднюю величину силы натяжения нити. Анализирующее устройство 10 обеспечивает анализ имеющегося в данный момент выходного сигнала, представляющего измеренную в данный момент силу натяжения нити.

Это означает, что в анализирующем устройстве 10 запомнена верхняя предельная величина и нижняя предельная величина для регулирующего сигнала VS (GOVS, GUVS). Когда регулирующий сигнал VS превышает силу из этих продельных величин, производится сигнал тревоги, при определенных условиях сигнал о дефекте. Далее в анализирующем устройстве 10 образуется разностная величина DU между имеющимся в данный момент выходным сигналом и регулирующим сигналом VS, после того как оба сигнала преобразованы в совместные сравнимые величины.

Наконец, в анализирующем устройстве 10 запомнена верхняя предельная величина и нижняя предельная величина этого разностного сигнала DU (GODU, GUDU), и производится сигнал тревоги A, когда разностный сигнал DU между регулирующим сигналом и измеренным в данный момент выходным сигналом превышает одну из предельных величин GODU, GUDU.

Наконец, также является возможным и предпочтительным в фазе прокладывания определять стандартное отклонение силы натяжения нити. Для этой цели измеряют силу натяжения нити. Измеряемая величина за счет фильтра преобразуется в среднюю величину силы натяжения нити. Измерительный сигнал и его образуемая непрерывно средняя величина вычитаются и разность возводится в квадрат. На основании этой возведенной в квадрат разности за счет извлечения корня образуется стандартное отклонение.

Регулирующее устройство 7 может быть, например, приводным двигателем фрикционного устройства ложного кручения. В этом случае в устройстве 12 происходит преобразование разностного сигнала из долговременной величины и номинальной величины в управляющую величину, например, в частоту, определяющую число оборотов выполненного в виде синхронного двигателя или в виде асинхронного двигателя приводного двигателя 7 фрикционного устройства ложного кручения.

Если фрикционное устройство ложного кручения состоит из трех параллельных осей, расположенных в угловых точках равностороннего треугольника с зажатыми на них дисками, перекрывающими друг друга в центре треугольника, то за счет регулирующего устройства 7 альтернативно или дополнительно может регулироваться расстояние между осями, при этом, например, оси устанавливают каждую на эксцентрик и эксцентрики соответственно проворачивают в зависимости от регулирующего сигнала VS.

Если фрикционное устройство ложного кручения состоит из двух дисков, зажимающих нить между собой, из которых один упругий диск за счет прижимного устройства прижимают к другому диску, то за счет регулирующего сигнала VS может регулироваться сила прижима.

Если фрикционное устройство ложного кручения состоит из двух ремней, бесконечным образом вращающихся поперек оси нити и зажимающих нить между собой, причем опоры ремней с задаваемой силой переставляются друг относительно друга, то за счет регулирующего сигнала VS эта сила может регулироваться.

По меньшей мере для названных выше фрикционных устройств ложного кручения различных конструкций следует особо указать на то, что сила трения может задаваться за счет заданного числа оборотов, так как в фрикционных устройствах ложного кручения имеется взаимосвязь между силой трения и числом оборотов.

При этом число оборотов может служить либо как единственная управляющая величина, либо как дополнительная управляющая величина к уже названным мероприятиям.

С помощью диаграммы (фиг.2) описывается прокладывание нити.

Далее процесс прокладывания подразделяется на времена Z1- Z4

Во время Z1 нить снимают с питающей бобины 2 с помощью пистолета для прокладывания и вводят в подающий механизм 3 фрикционное устройство ложного кручения 6, измеритель силы натяжения нити 8. При этом, однако, регулирующее устройство 7 фрикционного устройства ложного кручения 6 находится не в режиме регулирования, а отрегулировано на постоянную величину, равную, например, или меньшую, чем рабочее номинальное значение.

Если эта величина меньше, чем рабочее номинальное значение, то поэтому уже осуществляется рост кручения со столбиком кручения с малой плотностью кручения.

Измеритель силы натяжения нити 8 уже показывает амплитудное значение, даже если подающий механизм 3 еще не приведен в активное состояние. Однако движение нити является очень нестабильным. Поэтому колебания силы натяжения нити, определенные в форме величины CV, являются очень большими.

Время прокладывания Z2: теперь нить, которая все еще продолжает входить во всасывающий пистолет, накладывают на нагревательную шину 4 и охлаждающую шину 5. Подающий механизм 3 закрывают, так что нить теперь за счет зажима между подающими механизмами 3 и 9 и их разности в скорости, а также за счет увеличивающегося роста кручения подвергается воздействию повышенной силы натяжения нити. Движение нити, однако, становится более стабильным, так что стандартное отклонение становится меньше.

Время прокладывания Z3: движение нити застабилизировалось. Стандартное отклонение становится меньше заранее определенной предельной величины. Поэтому время прокладывания Z3 является испытательным временем. В это испытательное время регистрируют то, превышает ли еще стандартное отклонение предельную величину. Если стандартное отклонение в течение испытательного времени не превышает предельную величину, то по истечении испытательного времени включают регулирование силы натяжения нити, при этом измеритель силы натяжения нити 8 и регулирующее устройство 7 фрикционного устройства ложного кручения 6 включают в контур регулирования. Регулирующее устройство, благодаря которому задается сила трения фрикционного устройства ложного кручения 6, регулируют таким образом, что измеритель силы натяжения нити 8 показывает в основном постоянную силу натяжения нити.

Если в течение испытательного времени все еще возникают нарушения, то испытательное время Z3 после его истечения запускают вновь.

Время прокладывания Z4: после успешного завершения испытательного времени в отношении стандартного отклонения регулирования силы натяжения нити работает с заданной номинальной величиной силы натяжения нити. В течение времени прокладывания Z4 регулирующее устройство 7 устанавливается таким образом, что сила натяжения нити достигает ее номинальную величину.

После истечения описанного выше испытательного времени Z3 запускается в ход контроль качества. При этом, следовательно, контролируется то, покидает ли сила натяжения нити или произведенные на ее основании анализирующие сигналы и/или задаваемый регулирующему устройству 7 регулирующий сигнал заданные зоны допуска. Эти результаты по отдельности или вместе могут регистрироваться для определения качества произведенной бобины.

Далее, например, за счет неправильной регулировки машины или дефектов частей машины, имеется возможность того, что в течение испытательного времени Z3 не достигается заданная номинальная величина силы натяжения нити и/или номинальная величина регулирующей силы. В этом случае после истечения общего времени прокладывания, являющегося большим, чем сумма предписанных времен Z1- Z4, в любом случае включают контроль качества. За счет этого обеспечивается то, что при неверной регулировке машины или дефектах машины могут распознаваться и устраняться дефекты качества бобины.

В любом случае с помощью предоставляемых благодаря изобретению средств может производиться немедленное реагирование при отклонениях по качеству за счет исключительных рабочих ситуаций для достижения номинального качества. С другой стороны, всегда имеется возможность организовать вырезку нити в том случае, если погрешности по качеству не удается отрегулировать.

Использование изобретения расширяет функциональные возможности устройства.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ регулирования силы натяжения бегущей нити в машине для текстурирования нитей методом ложного кручения, в котором нить с помощью подающего механизма снимают с питающей бобины и пропускают через последовательно расположенные нагревательную и охлаждающую шины, фрикционное устройство ложного кручения с элементом для регулирования силы трения, измеряют величину натяжения нити, в зависимости от которой регулируют силу натяжения нити, отличающийся тем, что при нарушениях в работе машины, в частности при перерыве в электроснабжении и/или при прокладывании нити, регулирование силы натяжения нити прекращают, фрикционное устройство ложного кручения переводят в режим работы с заданной величиной нерегулируемой силы трения, при этом в рабочем режиме машины силу трения фрикционного устройства ложного кручения регулируют в зависимости от величины натяжения нити.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что силу трения регулируют на величину, большую нуля, но меньшую, чем рабочая величина.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для прокладывания нити величину силы трения устанавливают равной нулю или меньше ее рабочего значения, после чего ее повышают непрерывно или ступенчато.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что время для прокладывания нити задают равным постоянной величине.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что силу натяжения нити регулируют в зависимости от величины натяжения нити и полученного на основании этого анализирующего сигнала по достижении заданной номинальной области значений силы натяжения нити.

6. Способ по одному из пп. 3 5, отличающийся тем, что контроль качества бегущей нити осуществляют за счет анализа силы натяжения нити, когда сила натяжения нити достигла заданной номинальной области, и преимущественно, когда после этого прошло заданное регулировочное испытательное время.

7. Способ по п. 5, отличающийся тем, что анализирующим сигналом является текущее относительное стандартное отклонение (коэффициент вариации), которое образуют из текущей измеряемой величины силы натяжения нити и текущим образом образованной на ее основании средней величины.

8. Способ по п. 5, отличающийся тем, что анализирующим сигналом является стандартное отклонение, которое образуют из квадратного корня возведенной в квадрат разности между значением текущей измеряемой величины натяжения нити и значением ее средней величины.

9. Способ по одному из пп. 1 8, отличающийся тем, что значение величины нерегулируемой силы трения задают за счет управляющей величины, получаемой от контура регулирования силы натяжения нити, нерегулируемой при нарушениях в работе машины.

10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что управляющую величину предварительно выбирают различным образом в зависимости от соответствующей исключительной рабочей ситуации.

11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что управляющую величину в случае перерыва в электроснабжении выбирают отличной от управляющей величины в случае прокладывания нити.

12. Способ по одному из пп. 9 11, отличающийся тем, что задают управляющую величину, которая в основном определяет действующие на нить компоненты силы трения.

13. Способ по одному из пп. 9 11, отличающийся тем, что задают управляющую величину, которая в основном определяет силу прижима фрикционного устройства ложного кручения.

14. Способ по одному из пп. 9 13, отличающийся тем, что задают зависящую от числа оборотов управляющую величину, значение которой лежит ниже номинальной величины при рабочем числе оборотов.

15. Способ по пп. 9 14, отличающийся тем, что при перерыве в электроснабжении контур регулирования буферируют с помощью электрической сети аварийного тока и в качестве нерегулируемой управляющей величины задают предварительно определенную параметрическую величину вблизи от рабочей точки.

16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что непрерывно определяют и запоминают параметрическую величину управляющей величины в нормальном режиме работы и при перерыве в электроснабжении запомненная последней параметрическая величина представляет нерегулируемую управляющую величину.

Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс D02G1/02 кручением, сообщением ложной крутки и вторичной крутки 



Наверх