[发明专利]补偿纱收取速度脉动的在锥形纱筒上收集纱的设备

说明书

本发明涉及了由纺织机械生产或处理而要缠绕在纱筒上的纱的收集。在工业实践中，一般采用的技术是转动空转地装在纱筒支承臂心轴上的一个管子来收集纱，并且收取从送进机构来的纱把它缠绕在其本身上。由此在纱表面上拉动和缠绕纱而形成了纱筒，纱筒又被其下面的一个驱动滚子带着转动；纱筒靠在驱动滚子上，以基本上不变的线速度缠绕纱，速度与缠绕时纱筒呈现的大小无关，而仅取决于上述驱动滚子的转动速度。因而以螺旋方式把纱缠绕在转动的纱筒上，并且由纱的导向装置以前后运动方式把纱分配在纱筒表面上。

对于在下游工序中缠绕在纱筒上的纱的大多数后续应用，需要把纱筒做成锥形，当需要从放在纱筒架或类似支架上的固定纱筒沿轴向抽出纱时，这是典型的方式。

本发明尤其是涉及了在下游把纱缠绕在锥形纱筒上，纱从位于上游的纺织机械以不变速度生产、处理或任何方式得到。

转子纺纱机代表了以不变线速度生产纱的这些纺织机械的一个典型例子，目前称为开口式纺纱机，而在形成锥形纱筒时收集速度具有脉动趋向。

为了彻底说明有关锥形纱筒的问题和本发明提出的技术解决办法，在以下描述中作为不受限制的例子，参照了在锥形纱筒上收集开口纱的情形。

在一个锥形纱筒上收集速度的脉动原因主要来自两个情况。第一个情况是采用范围在两个缠绕端之间的导纱装置来形成纱在纱筒上的摆动分配。这个范围周期地伸长和缩短了从最后横向约束点到导纱器的一段摆动纱的长度。当导纱器把纱存放在纱筒中心部分和导纱器位于其冲程的一半位置时长度为最小，当导纱器把纱存放在纱筒两端和导纱器位于其冲程的终端时长度为最大。因而这个纱的路径长度的周期变化被转换成纱收取速度的第一个脉动：在每个时刻需要从底部产生一段纱，它相应于路径长度的周期变化(正和负)所增加或减少缠绕在纱筒上的一段纱，上述路径连接了以不变速度供应纱的机构和以脉动速度收集纱的机构。

这个第一情况对缠绕在直柱形纱筒上的工序也存在。另一方面，第二个情况由纱筒的锥形所引起。即使平均收集速度保持相同于从开口纺纱机到达的纱速度，仍会遇到第二个速度脉动。一般说，并不十分强调管子的半锥形状(或倾斜)，通常保持低于5°，但在本纱筒的缠绕速度下，造成的收取速度脉动完全不可忽视。

当纱缠绕在最大直径的部分(目前为纱筒的底部)时，以较大的速度收取纱，高于从供应纺纱机以不变速度到达的纱速度，因而纱受到较大张力；相反，当纱缠绕在最小直径的部分(目前为纱筒的顶部)时，产生相反的情形，纱被松弛，因为以较低的速度收取纱，低于从纺纱机到达的纱的不变速度。

为了采取在锥形纱筒上缠绕的方式来收集纱，主要存在的技术问题来自纱收取速度脉动的总和，以及来自在无有效补救措施下纱中产生的张力。除了由于缠绕瞬时点的横向坐标变化引起纱收取的周期脉动之外，还由于所形成的某种程度纱筒锥形引起的周期速度脉动。参照横向路径的横坐标，两个脉动总和的趋向不是线性的，而是沿着被缠绕纱筒的直径增大方向存在一个正的和增加导数的趋向。这个趋向示意地表示在图1中。简短地说，基本问题在于要把在本质上以不变线速度供应纱的一个生产系统与相反在本质上以脉动线速度(具有环绕着相应于供应速度平均值的显著频率)收集纱的一个收集系统相组合。也必须考虑到以下必要性：根据密度和根据纱筒后续应用所需的一致性，在整个缠绕期间必须非常精确地调节缠绕纱的张力；对于高质量的纱筒，所需精度以克/重量来计算。

在先前技术中，对与这种缠绕有关的问题已经提出了许多技术解决办法。在纱筒转动时，一般采用具有较大摩擦系数的环形带的驱动滚子，来确定在锥形纱筒母线上的驱动点，从而确定在滚子和锥形纱筒之间的传递比。

美国专利4,002,306和4,113,193说明了在被收集纱的路径中如何插入一系列偏离构件，它们可以依靠张紧弹簧的作用沿横向相互交替地隔开，使得纱具有一个愈曲折盘绕、纱的张力愈低的运动。这个系统在纱不是十分张紧时容许建立一段储备纱，并且在纱张力恢复时使纱回复。在美国专利4,133,493和4,312,482中提出了一个相似的系统，根据纱的张力建立了一条可以改变曲折盘绕的路径。

这些技术解决办法需要相当高的纱张力，以便在缠绕时跟随着脉动频率，并且它们涉及了复杂的机械控制。它们不容许生产软的纱筒，并且由于在交替运动中十分可观的质量，它们需要限制纱的收取速度。