生产包芯纱的设备的制作方法

本发明涉及一种用于在环锭精纺机(ring spinning frame，环锭细纱机)上生产包芯纱(cladded yarn)的设备和方法。

背景技术：

在现有技术中描述了用于在环锭精纺机上制造包芯纱的设备。如下述制造包芯纱：在短纤维条纺成纱线前，短纤维条穿过环锭精纺机中的牵引单元。添加第二纱线，第二纱线将会被至少部分地包裹短纤维。添加纤维的不同位置是已知的。

名义上属于日本毛纺织有限公司(The Japan Wool Textile Co.Ltd.)的US2013040523在2013年2月被公开。该申请描述了由短纤纱形成的耐热阻燃防护服织物。用于形成上述织物的短纤纱是通过在环锭精纺机上绞绕被第二纱线覆盖的均匀混纺短纤纱的第一纱线而制备的双股纱线。

名义上属于立达机械公司(Maschinenfabrik Rieter AG，里特机械公司)的DE19804341于1999年8月被公开。短纤维条穿过牵引单元，纤维在牵引单元中被延伸，然后纤维通过穿过两个输送辊(roller)之间而离开牵引单元并且被纺成纱线。在输送辊前，将来自供应包(supply package)的额外纱线添加到以上过程中。额外的纱线在输送辊之间穿过，并且预见为包裹纤维。

名义上属于新西兰羊毛研究组织(Wool Research Organization of New Zealand)的WO9409195于1994年4月被公开，并且该申请描述了用于生产纱线的方法和设备，所述纱线包括在环锭精纺机或其他类型精纺机上与一种或多种长丝或预短纤纱绞绕在一起的短纤维。将一定比例的短纤维过量给料进入结构中，以提供围绕中心芯绞绕的膨体纤维护套，所述中心芯由一种或多种长丝或预短纤纱以及第二比例的短纤维组成。

名义上属于Zwickauer Kamgenberg GmbH的DE102010051434于2012年5月被公开，并且该申请涉及一种包括为不同纤维材料提供的不同纤维材料模板的设备。提供用于使纤维材料变形(distortion，扭曲)的牵伸辊。然后将从布置在牵伸辊下游侧处的夹紧辊分离下来的纤维材料绞绕成第一纱线。通过从纤维材料供应单元供应纤维材料以包裹第一纱线来形成包覆纱线。

现有技术的一个缺点是不能充分地对形成包芯纱的过程进行控制，从而导致质量方面不一致的结果。此外，现有技术中已知的设备不提供在具有多个锭子(spindle，纺锤)的环锭精纺机上影响过程本身的机会。此外，现有技术已知的设备不允许以密集的方式布置锭子。

因此，本发明的目的是克服现有技术中已知的上述问题。

技术实现要素：

本发明涉及基于环锭精纺机生产包芯纱的设备和方法。如果合适，该设备可以以类似的方式用于任何其他类型的纺织机上。对于每个操作锭子(即，根据本发明能够预见用于生产包覆纱(cladding yarn)的锭子)，该设备包括牵伸单元，所述牵伸单元具有以不同转速旋转的多个牵伸辊。因此，穿过牵伸单元的粗纱的纤维(未卷绕纤维的条)以限定的方式被牵引，之后以常规的方式通过围绕锭子旋转(revolve，绕转)的钢丝圈(traveler，导丝钩)纺成纱线，并且卷绕到布置在相关锭子上并以比钢丝圈更低的速度旋转的线轴上。在纺纱三角区(在该区域中，从牵伸单元离开的纤维被纺成纱线)中，将包覆纱添加到纺织过程中。原则上，目的是添加包芯纤维，以使在所得的包芯纱中，包芯纤维包裹从粗纱的纤维纺成的纱线。

对于每个操作锭子，根据本发明的用于在环锭精纺机上生产包芯纱的设备包括第一纱架和第二纱架，所述第一纱架将会被用于保持至少一个粗纱线轴，所述第二纱架将会被用于保持至少一个包覆纱线轴。此外，该设备包括牵伸控制设备，该牵伸控制设备适于调节从包覆纱线轴移除的包覆纱、并且在包覆纱进入纺丝过程以及相应地进入包芯过程之前的牵伸。牵伸控制设备优选设计成以灵活方式调节包覆纱的牵伸。此外，可以预见牵伸控制设备提供力以从与其相关的包覆纱线轴退绕包覆纱和/或将包覆纱输送到纺织过程以及相应地包芯过程，在那里包覆纱围绕由粗纱制成的已纺成的纱线进行包芯。如果需要，多个牵伸控制设备可以彼此互连，使得在不同的操作锭子上能够同时调节牵伸。在优选实施例中，牵伸控制设备被设计成单独地中断每个锭子的包覆纱的给料过程，这例如在维修的情况下可能是有利的。此外，该设备可以包括监测设备，用以监测包覆纱的存在，并且如果不存在包覆纱，则中断向相关牵伸单元供应粗纱。

优选地，在粗纱的纺织过程的纺纱三角区中，通过喷射器将包覆纱输送到纺织过程以及相应的包芯过程中。在优选实施例中，喷射器相对于相关锭子的牵伸单元以及相应的纺织点布置成可调节的，以将包覆纱精确地引入纺织过程中。当喷射器相对于彼此间隔开的至少两个轴线能够调节时，可以取得良好的结果。取决于设计，所述至少两个轴线相对于彼此成角度地布置或者位于公共的平面中。

当第二纱架竖直地布置在第一纱架上方时，可以获得节约空间的布置。可替代地或另外地，第二纱架可以整体形成在第一纱架中。

在牵伸控制设备的实施例中，包覆纱被夹在至少一个驱动轴与滑轮之间，如下文以示例方式描述的。如果需要，可以存在滑轮引导装置，其在横向方向上引导滑轮。可替代地或另外地，可以预见滑轮引导装置用于从驱动轴提离滑轮，从而单独地中断牵伸控制单元对包覆纱的影响。下文结合附图对牵伸控制设备的其他细节和变型进行描述。

在一变型中，牵伸控制设备包括相对于彼此以一定距离布置的第一盘和第二盘，从而形成周缘通道，包覆纱经过该周缘通道以调节包覆纱的牵伸。

取决于应用领域，监测设备可以包括：传感器，该传感器用于监测包覆纱的存在；以及致动器，用于在该传感器指示该包覆纱的故障状态时中断粗纱的供应。在低成本版本中，可以省略监测设备，但是在这种情况下，如果包覆纱出现问题，则不会自动中断纺织过程。在另一变型中，监测设备整体形成在牵伸控制设备中。

在监测设备的优选实施例中，传感器包括由包覆纱驱动的偏转滑轮。偏转滑轮与换能器互连，换能器根据所述偏转滑轮的转速和/或包覆纱中的张力来提供信号。致动器包括适于接收所述换能器的信号并对所述信号作出反应的接收器，使得在偏转滑轮的转速和/或包覆纱中的张力的故障状态情况下，通过致动器中断粗纱的供应。监测设备可以包括指示器，所述指示器光学地和/或声学地和/或经由总线指示相关纺织站的故障状态。致动器可以包括刀片或可以与刀片互连，以例如通过切割粗纱的纤维来中断粗纱的供应。

在监测设备的优选实施例中，致动器包括楔形件或与楔形件互连，该楔形件以可位移的方式布置并且可以以限定的方式引入在牵伸单元的进入辊之间。因此，可以以可靠的方式中断粗纱的供应。楔形件可以由牵伸单元的至少一个辊驱动或因此由驱动轴驱动。当致动器变得启用(become active，有效，被激活)时，其接收来自监测单元的传感器的信号，然后致动器释放楔形件，然后楔形件基于进入辊的旋转在进入辊之间移动。因此，楔形件对抗弹簧的力，暂时地将进入辊提升得彼此分开。当楔形件达到最终位置时，楔形件的运动被块阻止。取决于上述设计，楔形件可以是直的或弯曲的，例如坐落在作用于至少一个进入辊上的驱动轴上。

在优选的变型中，牵伸控制设备沿竖直方向布置在包覆纱线轴的下方。为了提高精度，纤维引导装置可以布置在包覆纱线轴与牵伸控制设备之间，从而以精确的方式将包覆纱从包覆纱线轴引导至牵伸控制设备。可替代地或另外地，相对于包覆纱的移动方向，眼孔被布置在用于包覆纱的牵伸控制设备之前，所述眼孔影响包覆纱与牵伸控制设备之间的相互作用。

在优选实施例中，负责将包覆纱输送到包芯过程的喷射器的至少一部分被布置为能够相对于在横向方向(即平行于纺织机的长度方向)上的纤维移动以振荡方式移动(行进/穿梭)。这例如可以通过将整个喷射器、如果存在监测设备和用于包覆纱的其他引导装置均布置成行进的来实现。原则上，包覆纱在横向方向上的行进与粗纱相对于牵伸单元的辊的移动同步。因此，可以避免用于牵伸单元的辊的大规模局部磨损。

取决于应用领域和待实现的效果，牵伸单元的辊可以以可变速度操作，例如，在一段限定的时间内进入辊的速度突然地增加和/或输送辊的速度突然地减少，之后这两个速度再次调整为它们的正常值。因此，改变粗纱的纤维供应，使得所获得的纱线包括与其相关的粗节(slub，粗纱节)，然后由包覆纱对所述粗节包芯。

根据本发明的方法包括如下方法步骤：

a)提供粗纱线轴和包覆纱线轴；

b)向环锭纺织设备的牵伸单元提供来自粗纱线轴的粗纱，所述牵伸单元包括一对进入辊和一对输送辊；

c)以限定的方式在牵伸单元的进入辊与输送辊之间牵引粗纱；

d)将通过输送辊从牵伸单元离开的纤维纺成纱线并将纱线卷绕到线轴上；

e)向喷射器提供来自包覆纱线轴的包覆纱，喷射器在粗纱离开牵伸单元的区域中将包覆纱引入纺织过程以及相应的包芯过程中；

f)在包覆纱线轴与喷射器之间的区域中通过牵伸控制设备调节包覆纱中的牵伸。

如果需要，由监测设备的传感器对包覆纱的存在以及相应的其状态进行监测。传感器与致动器互连，当传感器指示故障状态时，即，当不存在包覆纱时，该致动器将会被用于中断粗纱的供应。优选地，监测设备的传感器布置在喷射器与包覆纱线轴之间且致动器布置在牵伸单元的进入辊与粗纱线轴之间。

附图说明

根据下文给出的详细描述以及随附附图，将更全面地理解本文描述的发明，并且所述详细描述以及随附附图不应被视为对所附权利要求中描述的发明进行限制。附图示出了：

图1用于生产包芯纱的设备的从上方和左侧的立体图；

图2根据图1的设备从上方和右侧的立体图；

图3图2的细节E；

图4图3的细节F；

图5根据图1的设备的前视图；

图6根据图1的设备的侧视图；

图7根据图1的实施例的局部视图；

图8根据本发明的监测设备。

具体实施方式

当结合所附附图阅读时，将更好地理解前述发明内容以及优选实施例的下列详细描述。为了说明本发明，目前优选的实施例中，贯穿附图中的多个视图，类似的数字代表相似的部件，然而，应当理解的是，本发明并不限于所公开的具体方法和手段。

图1示出了用于制造包芯纱的设备1的从上方和左侧的立体图。图2示出了根据图1的设备1的从上方和右侧的立体图。图3示出了根据图2的细节E。图4示出了图3的细节F。图5示出了根据图1的设备1的前视图，且图6示出了侧视图。图7以简化的方式示出了设备的部分。图8示出了监测设备。

所示的设备1并入且相应地安装在环锭精纺机(未详细示出)上，所述环锭精纺机包括在环锭精纺机的纵向方向上彼此横向布置的多个锭子。在本文描绘的附图中，仅在与本发明的描述和理解相关时示出环锭精纺机及其细节。

对于每个锭子，环锭精纺机包括牵伸单元2，该牵伸单元包括相对于彼此以不同转速旋转的多个牵伸辊3。牵伸单元2包括一对进入辊4、至少一对中间辊5以及一对输送辊6。由平行却未经纺织的纤维(未详细示出)组成的粗纱7从粗纱线轴8退绕，穿过牵伸单元2，之后该粗纱经过纺织过程。随着辊5、辊6、辊7的转速在穿过牵伸单元的粗纱7的纤维的流动方向上的增加，纤维以限定的方式被牵引，之后纤维离开牵伸单元并以常规的方式通过在围绕锭子的环上旋转的钢丝圈被纺织成纱线8，且被卷绕到布置在锭子上且以比钢丝圈(未详细示出)更低的速度旋转的线轴上。虽然实际上粗纱7在其长度上具有可变的厚度，但是在附图中，粗纱7以示例的方式被示为单独的线。可替代地或另外地使用由纺织或部分纺织的弹性和/或非弹性纤维组成的纱线，取代原则上由未卷绕的纤维组成的粗纱7。

对于每个锭子，粗纱线轴8以一定距离竖直地布置在安装于第一纱架10上的牵伸单元上方。粗纱7从那里被引导至牵伸单元，在牵伸单元中，粗纱进入以上描述的过程。

此外，对于每个锭子，设备1包括包覆纱线轴11，该包覆纱线轴布置在第二纱架12上。如果合适，第二纱架12可以附接到第一纱架10或整体形成于第一纱架中。在一实施例中，第二纱架12被竖直地布置在第一纱架10的上方。包覆纱13从包覆纱线轴11退绕，并且由引导装置14引导到牵伸控制设备15，牵伸控制设备通常沿竖直方向布置在牵伸单元2上方但在粗纱线轴8下方。在此所示的本发明变型的引导装置14包括管14，该管有助于将包覆纱从包覆纱线轴11引导至牵伸控制设备15。可以看出，包覆纱13从包覆纱线轴11顶部退绕，并且进入包覆纱线轴11的上端处的空气管14。在所示的变型中，空气管14同时充当用于包覆纱线轴11的保持设备。如果合适，空气管14可以至少暂时地充有压缩空气，以将包覆纱13的松散端从包覆纱线轴11传送至空气管14的下端。这在准备纺织过程时尤为有用。

在所示的变型中，牵伸控制设备15包括至少一个旋转驱动轴16，该旋转驱动轴沿锭精纺机的纵向方向(x方向)延伸且与多于一个的锭子相互作用。驱动轴16安装在悬伸臂17上，该悬伸臂附接到纺纱机的机架。支撑所述至少一个驱动轴的其他方式也是可能的。下文将描述另外的实施例。驱动轴16由致动器(不可见)在能够调节的速度下驱动，以调节在包覆纱13中以及相对于纺织机的生产速度的张力。在操作期间，包覆纱13被夹在至少一个驱动轴16与滑轮18之间，该滑轮由至少一个驱动轴16支撑并且至少横向地由滑轮引导装置19引导。在所示的变型中，滑轮18由彼此平行布置且原则上以相同速度旋转的两个驱动轴16支撑。为了避免包覆纱进行不必要的行进，在牵伸控制设备15的上游布置第一眼孔20，以确保包覆纱13适当地夹在滑轮18与至少一个驱动轴16之间。为了中断上述过程，滑轮引导装置19将会充当如图2中示意性地示出的滑轮提升设备或形成该滑轮提升设备的一部分。因此，滑轮引导装置19以回转(swivel)的方式附接到保持杆21，使得可以从驱动轴16提起滑轮18。这就提供了以下优点：每个锭子可以单独地中断纺织过程。

如在本文所示的实施例中，牵伸控制设备15可被设计成负责将包覆纱13连续且准确地供给至纺织过程以及相应的包芯过程中，在包芯过程中，包覆纱围绕已纺织的纱线9包芯。因此，牵伸控制设备15不仅控制包覆纱中的牵伸，而且提供用于从具有包覆纱的相关线轴将包覆纱退绕并将包覆纱13输送到喷射器27的力。包覆纱13夹在至少一个驱动轴16与滑轮18之间。所产生的力至少部分地负责沿着引导装置14(并且如果存在，跨越其他引导装置)将包覆纱13从包覆纱线轴11拉离。然而，同一力负责防止包覆纱在上游或下游的不必要滑动。图4以示意的方式示出了包覆纱13如何在粗纱7的纺成纤维周围进行包芯，形成包芯纱9。在所示的变型中，当粗纱7的纤维已经被纺成纱线时，发生包芯。

取决于应用领域，牵伸控制设备15可替代地或另外地包括两个盘(未详细示出)，这两个盘以一定距离彼此平行布置，形成周缘通道。预见这两个盘以限定的方式将包覆纱13夹紧在两个盘之间。每个盘可以包括沿横向方向布置的槽，并且该槽相对于相对盘的槽对齐。通过调节两个盘之间的距离，可以调节施加在包覆纱13上的阻力。如果需要，盘可以由如上所述的至少一个驱动轴16主动驱动。

如在例如图3中可见的以及在图8中更详细地示出的，包覆纱13与监测设备22相互作用，在包覆纱13的供应中断时该监测设备中断粗纱7的供应。在所示的变型中，监测设备22是完全机械的，并且包括压滚(roll)23，该压滚通过杆(level)25与刀片24机械地互连。杆25、与之连接的压滚23和刀片24以可旋转的方式附接到保持机架26。压滚23、杆25以及与之相互连接的刀片24可以在关闭位置与打开位置之间移动，由此，在打开位置中，粗纱7可以自由地穿过监测设备22，并且在关闭位置中，刀片24压靠在保持机架26上，并且从而中断粗纱7向牵伸单元的供应。通过如在同一申请人的WO2010/006955中描述的监测设备所采用的版本可以取得良好的结果。由于压滚23测量包覆纱13中的张力，所以，该压滚充当传感器。刀片24充当致动器，该刀片经由杆25与传感器互连。因此，当包覆纱中的张力下降到限定水平以下时，致动器中断粗纱7的供应。

可替代地或另外地，监测设备22的刀片24可以以机电方式受控。因此，每个监测设备22包括传感器，其监测包覆纱13的存在，并且如果不存在或有故障，则中断粗纱7向牵伸单元2的供应。

可替代地或另外地，监测设备22可以包括指示器，该指示器光学地和/或声学地和/或经由总线指示相关纺织站的故障状态。

如图6中可见的，所示变型的牵伸控制设备15包括第一驱动轴和第二驱动轴16，所述第一驱动轴和第二驱动轴在锭精纺机(未详细示出)的纵向方向(x方向)上彼此平行布置且在箭头A的方向上围绕它们的轴线旋转。图6中仅部分示出的第一驱动轴和第二驱动轴16由悬臂17支撑，该悬臂直接或间接地附接到锭精纺机(未详细示出)。仅示出了悬臂17的一半，使得内部变得可见。可以看出，每个驱动轴16通过具有平行旋转轴线但是以如附图所示的角度α布置的第一轴承31和第二轴承32支撑在悬臂17内部。在所示的变型中，角度α在125°至175°的范围内并且防止第一驱动轴和第二驱动轴以不希望的方式从轴承31跳出。第一驱动轴和第二驱动轴16由通过衬套33组装在一起(即，彼此互连)的节段组成。在所示的变型中，衬套33一方面形成驱动轴16(仅示出一个)的两个节段之间的互连(链接)，并且另一方面在外侧提供了与附接到悬臂16的轴承31、轴承32相互作用的轴承表面34。通过衬套33，驱动轴可以彼此互连，从而提供模块化可扩展的解决方案。驱动轴16的外表面35可以配备有增加摩擦的特征，诸如滚花(未详细示出)。如附图中可见，驱动轴16将会用于接收滑轮18，该滑轮位于两个驱动轴16之间并沿相反方向旋转。滑轮18包括周向运行表面36，如果需要，该表面可以由增加附着摩擦力(traction)的材料(诸如橡胶)制成以防止不希望的打滑。在生产期间，包覆纱13在驱动轴16中至少之一与滑轮18之间移动，该滑轮将会以受控的方式将包覆纱13压靠在至少一个驱动轴16上，并且从而调节包覆纱的牵伸。由于驱动轴16与多于一个的锭子(这里仅以示例的方式示出其中一个)相互作用，因此非常易于同时调节所有锭子上的牵伸。为了确保滑轮18保持在轨道上，在滑轮18的任一侧上可以预见滑轮引导装置19(如例如图1所示)。

此外，如图1至图3中可见，每个操作锭子，设备1包括喷射器27，在本发明的所示变型中，沿粗纱7的移动方向，将该喷射器布置在牵伸单元2的输送辊6后面。如在图3中清楚可见的，喷射器27包括第一戽斗状件(bail)28和第二戽斗状件29，第一戽斗状件和第二戽斗状件相对于彼此以一定距离布置，并且用于将包覆纱13输送到纺织过程以及相应的包芯过程中。第一戽斗状件28和第二戽斗状件29安装到保持器30，在所示的实施例中，该保持器相对于包覆纱13被引入纺织过程的位置是能够调节的。保持器30本身安装在臂37上，该臂本身相对于与紧固杆39互连的安装件38可旋转地布置，该紧固杆可以与在所示变型中附接至同一紧固杆39的监测设备22一起在x方向上振荡的方式布置。在图3中，由箭头40示意性地指示喷射器27的振荡运动(在此平行于x方向)。

在所示的实施例中，第一戽斗状件28和第二戽斗状件29相对于彼此以大约90°的角度布置。如果需要，其他布置也是可能的，只要在正确的位置处发生包覆纱13的引入即可。实施例中所示的保持器30由金属板制成。可替代地或另外地，保持器可以由注射成型的塑料和/或弯曲的线制成。

确切地说，说明书中使用的词语是描述性词语而不是限制性词语，并且应当理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以做出各种改变。

名称列表

1 用于制造包芯纱的设备

2 牵伸单元

3 牵伸辊

4 进入棍

5 中间辊

6 输送辊

7 粗纱

8 粗纱线轴

9 纱线

10 第一纱架

11 包覆纱线轴

12 第二纱架

13 包覆纱

14 引导装置、空气管

15 牵伸控制设备

16 驱动轴

17 悬伸臂(悬臂)

18 滑轮

19 滑轮引导装置

20 眼孔

21 保持杆

22 监测设备

23 压滚(监测设备)

24 刀片(监测设备)

25 杆(监测设备)

26 保持机架(监测设备)

27 喷射器

28 第一戽斗状件

29 第二戽斗状件

30 保持器

31 第一轴承

32 第二轴承

33 衬套

34 轴承表面

35 外表面

36 运行表面(滑轮18)

37 臂

38 安装件

39 紧固杆

40 振荡(喷射器)