纺丝卷绕机的制作方法

专利名称：纺丝卷绕机的制作方法
技术领域：
本发明涉及纺制连续的丝特别是人造长丝的机构、装置和设备。
纺丝卷绕中某些问题已在1991年9月“chemiefasern/Textil industrie”期刊第1002页上作了说明(由作者Fourne，Czase和Mears撰写)。根据这篇文章导辊是用来分开丝束中的喷丝头纺出张力和卷绕张力的。
所说的文章并没有考虑机器的设计高度和操作问题。如EP-C-80568所强调的，这样的问题是不可忽视的。这些问题在美国专利US-C-4043718中也作了说明，而其中只是对一束丝作了处理。下面是本发明范围分别对设计高度或是设备操作问题会在一个纺丝位对多根丝束(例如多于两根)进行卷绕时变得更为恶化的详细说明。特别是操作问题在生头时会认识得更清楚。
在同时卷绕几根丝束时问题会更大，涉及到两只导辊的布局一方面与喷丝头的排列有关，另一方面与卷绕头有关。对于这些问题已经有很多的建议。已经知道的所谓平行卷绕法是导辊表面平行于成排的喷丝头和筒管夹轴线。这种排列方式的例子可以在GB 1415947，EP 539866和DE 4406995中找到。这种排列的优点是所有的丝束能在相同条件下进行加工，但是成本高因而只能用在少数独立的场合。称之为“90°卷绕”的方法成本比较低，它是成排的喷丝头与筒管夹轴线成直角排列。在这种排列中丝路的几何关系会造成问题。
联系到90°卷绕方法，已知还有一种排列是US 3862722中所提到的第一(进入)导辊排列成既不是平行也不是垂直于筒管夹轴线而是成一定角度排列。根据US 3544017，第一导辊是直角安排而第二导辊是平行于筒管夹轴线。根据US 3720382，导辊之间的丝路是水平放置。根据US 3279711，US 2869796和US3844496两个导辊对筒管夹轴线是成90°角度排列。其它的设备(例如根据US 3036784或是CH 273678，或是US 4351492，或US 4566643)是没有完全作出说明或表示出来，因此对它们的实际安排只能是一种推测。
本发明的目的是要开创一种能够使得设计高度矮而且比较容易操作的布局，与此同时在良好的技术条件下(指丝路的几何关系)允许采用90°卷绕法。
按照本发明的一种装置，第一方面在卷绕头上面装有一个外表面能够转动和起导丝作用的导辊。卷绕头能同时卷取几个丝筒，这一装置安排成能将多根丝束供给卷绕头。按照本发明外表面的长度和/或这一表面与卷绕头筒管夹之间的距离要选择得在生头时只要一个操作工就能对导辊和卷绕头进行生头。这样布局的导辊使丝束能沿着它的表面进行分布，也就是偏移角或是偏移角差异小于15°。更确切地说，操作工是不需要爬任何楼梯，脚手架或类似的辅助装置。要达到这一目的，设计高度要限定在220cm以内。
本发明第二方面是一个纺丝位要有一个带导辊和支承件的装置。支承件导辊的两端都有一个可转动的轴承。支承件有固定部分使整个装置能作为一个单元装到纺丝位上，这一单元包括悬臂凸出装在固定部分上的导辊和支承件。按照本发明第二方面的这一装置能很好的用在本发明第一方面的装置中。
该装置最好还包括使每根丝束分成三角形的导丝器，也称为上导丝器。这一导丝器和相应的丝束卷装上的接触点之间的距离范围最好是往复动程宽度的三至四倍。多根丝束卷绕时，上导丝器一般是水平排成一行。导辊可以尽量装得靠近于这排导丝器，导辊和导丝器之间的距离在很多情况下会受到其它方面的影响，例如要求装上一些其它的元件或是在丝路中装在接近于导辊的地方，譬如如果在使用上要求在两个平行的导辊之间装上诸如交络喷咀，就要增加后面一只导辊与导丝器之间的距离，以使能装上附加的元件并能为操作工所达到(例如在导丝辊的下面)。
卷绕头最好至少有两个筒管夹，使预定的卷绕位置和一个预备位置或是落筒位置之间能进行交替。纺丝位上所有的丝束这样就能同时在一只筒管夹上进行卷绕。为了在一个纺丝位能以最大可能的动程宽度将很多丝束卷绕到丝筒上去，筒管夹的长度可以超过800mm。
这种布局中(输入)导丝器可将丝沿着第一(输入)导辊进行分布。第一导辊的长度是以丝束在第一和第二导辊之间的通道偏移角差异不超过15°进行选取的。
按照本发明的实施例以下列举例作为参考进行详细说明，其中

图1 一个从喷丝头到卷绕头的纺丝机侧面示意图，图2 图1中从第一导辊，第二导辊到卷绕头之间丝路的A向示意图，图3 一个按照本发明的装置的等轴侧示意图，图4 一个按照本发明的装置的正视图，图5 按照图4装置组件的侧视图，图6 按照图5导辊的详细图，
图7 对应于导辊的一排喷丝头的第一实施例的顶视图，图8 对应于导辊的一排喷丝头的第二实施例的顶视图，图9 按照图4装置的进入区示意图，其中应用了图8的实施例，图10 上导丝器结构的详细表示，图11和图12 称之为“90°卷绕法”的不同实施例的示意图，其中应用了不同的进入角度，图13 本发明装置的进入区组合图，图14 按照图13的组合图变换了一个位置，图15 图13和图14组合图的一个详细部分，图16 相似于图8的视图，但带有图13到图15的组件，和图17 按照本发明的一个装置的视图。
图1表示用于纺出人造长丝14的丝束12(在图1中看到的是一根丝束)的设备的喷丝头箱10。丝束12是绕到放在地面15上的每个卷绕头18的丝筒16上。丝筒16是绕在一个筒管上(未表示出)，筒管是放在卷绕头的筒管夹24上。筒管夹支承在卷绕头18中，它能绕自己的纵向轴心转动。卷绕到卷绕头18的丝束在到达丝筒16之前要通过一个往复装置17和接触辊19，这些元件都是公知的，如由EP-C-182389公知，所以在此不再作说明。
如前所述由Fourne，Czase和Mears先生所写的技术文章，它根据通常的实践采用两只导辊20、22将丝束中的卷绕张力与纺丝张力分开。导辊20装在喷丝头箱10的下面，另一只导辊22装在卷绕头筒管夹24的上面。
卷绕头18和一对导辊20、22一起可以考虑成为一个装置。这一装置确定一个“纺丝位”，在它的上面可以同时加工八根丝束，喷丝头箱10中的一排喷丝头也是装置的一部分。本发明特别重要，在一个纺丝位上有多根丝束同时纺出和加工。装置以预定的在地面15上的设计高度BH设置，在实际使用中是由地面15上面的导辊22的高度位置来确定。
图2中表示出卷绕头上面的导辊22和四根丝束12A、B、C、D(“四根丝束的纺丝位”)和相应的丝筒16A、B、C、和D。在地面15(未表示出)上面的丝筒高度位置是由卷绕头18的设计所确定，是不能改变的。在图2的布局中表示了一般的导辊22，它的长度相对的比放有丝筒16A到D的卷绕头筒管夹的长度要短。在图2中还表达了所谓的“卷绕三角”。每个三角形的顶点是由相应的导丝器26A到D(也称分成三角形的导丝器)所构成。三角形的底边是对应于卷绕头的往复动程(图2表示的只是往复装置的示意图而丝束偏移装置被省略了)。根据本领域现有技术，卷绕三角的高度h选择为往复动程宽度L(也就是丝筒的轴向长度)的3到5倍，由此它是由所要求的丝筒尺寸所确定。
设计高度BH在很大程度上受到导丝器26A、B、C、D与导辊22之间所需距离H的影响。最小的距离H由称之为“偏移角”α所确定，α由导辊22到导丝器26之间的丝路和通过导丝器26的垂直假想线S所构成。
每个纺丝位上加工丝束的α角度要尽可能相等。角度α的差异会造成丝对导丝元件包角的差异，这样会产生摩擦力和丝束张力的差异。丝束之间和丝筒成形之间(丝筒构成的差异)的这种差异会造成质量差异。在一组丝束例如八根丝束现在一般实际用的偏移角是在3°(作为最小)到15°(作为最大)之间。
如果采用一个比较短的导辊22，丝束会像向下的“射线一样”散开，最小的高度H值由布局的“几何关系”确定，实际上是由筒管夹24的长度和最大偏移角αA(如果丝路安排成对称则αA等于αD)所确定。总设计高度BH主要受高度H的影响，现在实际布局中用的最小设计高度是根据操作工在生头时从地面15不用如楼梯踏脚或脚手架而定。
如果导辊22选择得长一些，就可以保持住丝路所要求的几何关系，而且与此同时高度H也可以减小，如图2中用虚线所表示的导辊22A。原理上，长的导辊22可以正好装在导丝器26的上面。
在图3中再次表示了带有基础件30的卷绕头18、传动箱32，带成形丝筒的筒管夹24(这种情况下纺丝位上加工的丝束为六根)和带有支撑工作元件如测速辊(图1中19)和往复机构(图1中17)的升降架34。在这种情况下，卷绕头18是一个“转换器式自动卷绕头”，例如按照国际专利申请WO93/17948，图1和图8。图3中的第二个筒管夹表示正处在它的运行位置或是卷绕位置，正在加工新的丝筒。在图3中是看不到第二个筒管夹和它所支承的丝筒。图中表示的筒管夹24正处在它的落筒位置，其中丝筒16可以落下而新筒管可以挂上。
卷绕头18代表纺丝位或装置的一个组合件。导辊20、22和它们的支承元件36构成这同一纺丝位的第二个组合件。这第二个组合件包括两个可以设计成相同的导辊，其中一个导辊22的布局、作为一个举例、可以合适的放在筒管夹24的上面。
最后要提到的单元包括导辊22、支撑管38、基板40和端板42。基板及端板42每个都装有一个用于导辊22的转动轴承(在图3中没有表示出)，整个单元是悬臂的装在支承件36的前侧，凸出并平行于筒管夹24。基板40带有固定件(在图3中未表示出)，使整个单元固定到支承件36的前侧。这一单元还有一个装在支承件36后侧的电动机44。电动机的轴与导辊22相连接，例如参照图4和图5所表示的方法。
第二个单元也有一个操纵和控制装置(也称为控制板)46，它也是装在支承件36的前侧，在丝束通向导辊20和22之间的空间内。这一单元由多根线路(未表示出)与变频器相连接，将电流传给电动机。电动机44是变频控制的变速电动机，通过相应变频器输出频率的设定能确定导辊的转速。导辊的转速这样就能适应于丝束的喂给速度和筒管夹的转速。在图中没有表示出变频器—它可以装在一个合适的控制箱中。
从装置中出来的丝路12是相互平行向前到卷绕头18。为了这个目的，导辊20、22和筒管夹24的长度相同。从地面15到导辊22的设计高度BH(图1)也就能够独立于丝路的几何关系进行选定，因为在这种布局中不需要有任何偏移角α(图2)的差异。下面参照图7和图8说明对该实施例的修改。
卷绕头中用的接触辊19(图1)和不加热的导辊20、22相似，也可以用作导辊20、22。
图4和5表示一个纺丝位加工八根丝束的另一实施例。图中表示了丝路12但没有进行详细说明，它们是和图3中的安排相类似。图4和图5表示用于固定基础板40的固定件48。它们可以装上弹性元件以消除或减少将振动传给支承件36。在控制板46下面的梁50也装在该支承件上。装交络喷咀52用的梁50和导辊20、22相互平行，每个交络喷咀对应于一根丝束12。装在支承件36后侧连接有空气联接器56(图5)的纵向管路54(图4)将空气送给这些交络喷咀。
在图5中还表示出电动机44。每个基础板40有一个空间(未表示出)，其中，在电动机的轴和每个导辊20、22上的齿轮之间设置一齿形皮带传动装置。在图6中所示例如导辊20是由下列元件所组成—一个带有圆柱形外表面(没有专门表示出)的辊形主体60，—带有前面提到的齿轮的轴62，—导辊内端有一个第一转动轴承66，外端有一个第二转动轴承68。
主体60与轴刚性连接，它绕轴的纵向轴线和轴一起转动。辊筒的外表面是导丝面。轴承66由基础板40支承，轴承68由端板42支承。由一台电动机传动两个导辊。另一种设计是两个导辊各由单独电动机传动(单独传动)，它的优点是变动两个导辊的相对速度就可以很容易对丝张力进行调整。否则它就要改变传动关系来改变。
支承件36可以作为一个“薄片”装在装置中。图5示意地表示出两个主要支承件58和支承薄片36相连接。导辊对应于喷丝箱体10(图1)中喷丝头的布局可以相应于参照图7和8简要说明的要求。图7表示一个纺丝位的喷丝头加工八根丝束。在这一布局中，喷丝头是平行于导辊20(或是对导辊22)排成一排。图8中喷丝头还标以SD而导辊用20表示。在这个布局中，一排喷丝头是与导辊成直角安排。每一丝路标有编号12。对同样隔距同样尺寸的喷丝头SD，图8布局中的导辊20(也对导辊22)可以比图7布局中的导辊20(也分别对22)设计得更短一些。对后一种情况每个导辊的长度可以选择得和筒管夹24的长度大致相同。导辊的长度一方面由设想的操作高度所决定，另一个方面由容许的偏移角所决定。导辊20也可以设计得比导辊22短一些。
根据图8的布局需要有一个相应的进入区，也就是图4中的EP区。由于这种情况下丝路12不是在同一平面，通常的切丝装置70和吸丝口72(图9)的位置要适应于丝路。吸气管(未表示出)配合于吸丝口72装在控制板46后面的箱体45中。切丝装置70和吸丝口72在丝束断头时起作用。导丝器(未表示出)可以放在第一导辊装置(包括导辊20)的上面。
图10表示支承臂74和用于上导丝器26(图2)的梁76。臂74装在卷绕头18上，在图4中还表示出了导丝器26的位置(在支承件36的对面)。按照图8的布局情况可以证实其优点是，在导辊22的支撑管38的下面有一根梁76(图4)可以装上另外的导丝器(未表示出)以确定从导辊22进入到导丝器26的丝路。它并不一定要争取偏移角为0°。如果允许也可有大一些的偏移角(小于15°)，这样根据本发明设计高度就可以减低些。下面提出的尺寸仅仅是作为一个例子，它并不限制本专利范围1)导辊20的轴心线在地面以上的高度约1360mm例如1200到1400mm2)导辊22的轴心线在地面以上的高度约2100mm例如2000到2200mm3)导辊轴心线之间的水平距离约300mm例如250到350mm根据本发明能在设备中适用的喷丝头箱在PCT专利申请日为1994年9月7日的PCT专利申请Nr.PCT/IB 94/00123中作了说明。在同一设备中适用的喷丝头装置在1994年6月20日的PCT专利申请PCT/CH 94/00123中作了说明。这一设备是特别适用于加工POY丝束(涤纶或锦纶)。
如果每个导辊20，22的设计刚性比较好，支撑管38装置也就可以不用，选用直径比较大的导辊就能够做到这一点。在结构强度足够的情况下，所有的导辊就可以悬臂安装支承在支承件36上。但是这种结构就不可能将导辊设计得和接触辊相等同。
按照图3的装置，它的丝路是由导丝器(进入的导丝器和上导丝器)相对于导辊的位置来确定，也就是由装置的设计所定。因此在装置中是能够做到平行的丝路。进入到丝筒的丝束高度根据装置设计也是由相关的上导丝器所定。因此可以做到在预定的极限内对丝束进行“相同”的处理。但是它不可能确定进入区中的状况，这将在下面参照图11和12进行说明。
在图11和12中表示根据例如图3的本发明装置在进入区中的进入导辊20。导辊20的长度都是相同的(在这些图中未示出)。每个喷丝箱10都配有这些装置，每个箱体10上都有一排六个喷丝头11。这两种情况下的喷丝头隔距t是相同的，图12中喷丝头单元11和导辊20之间的距离A2是要比图11中相对应的距离A1要大得多。
在图11和图12中以线条示意表示出“一组丝束”，而没有将单根丝(与图1作比较)的集合过程表示出来。在这些图的进入区中以单根长丝将要集合成丝束的情况作为基础对两种情况作讨论是允许的。丝束沿着导辊20等距离分布。从图11和12可以立即看到进入的几何关系(特别是进入角β)是与距离A1和A2有关。由此吸丝口和切丝装置70、72(见图9，在图11和12中未示出)应是可调地安装的，以便适合于前述的关系。
在本装置的一个优选实施例中，吸丝口和切丝装置70、72和导丝器成组地装在一个单元中，导丝器确定了丝束沿导辊20的分布。如果吸丝口和切丝装置70、72的位置改变，将会产生进入导丝器的位置也将跟着改变的问题。这是不希望的，因为所说的导丝器还确定着装置中丝路的几何关系。参照图1到15在下面对这一问题作说明。
图13表示一根带吸丝装置92、切丝装置94和圆眼式导丝器96的支承杆90。装置92和94是通常设计的那种，它们以合适的方法(未表示出)以预定的距离装在杆90上，这样如果杆90也是垂直地安装，那么它们就相对于竖直丝路F而处在预定的位置上。这是例如该装置用在平行卷绕方法的情况。
杆90也可以从它的竖直位置倾斜，使在采用90°卷绕方法(见图14)时适合于丝路F的斜度(在预定的极限内)。装置92、94也就根据图13的关系处在新的丝路对面的位置。在这两种情况下，导丝眼96都保持在它相对于单元的预定位置上。这一点是由于杆90是靠夹紧件98、100和一个螺栓102装在“杯”104上而成为可能，其中杯104固定在装置的框架部分106上。机件98、104有表面97、99(图14)，它们处于第一假想球面上，而机件100、104的表面101、103处在第二个假想球面上(也可以见图15，其中机件101表示从上面看)。导丝眼96的“中心Z”(也就是丝路F与导丝眼平面相交的点)是这两个假想球面的中心。
可调性受到“球”面大小的限制。例如最大的倾斜度对应于竖直位置可以选择到10°。仅仅在杆90上分别对装置92、94作安装调整而导丝器96是固定地安装也是可以的。但是所示的实施例保证了装置92、94和导丝器96之间保持所希望的共同关系，否则每次都要进行设定(这会带来设定错误或是位置走动的危害性)。
装置对每根丝束都有一根支承杆90，而每个导丝器又能对应于实际加工情况进行选择性的设定。这样就允许有例如图16这样的布局，一个纺丝位加工八根丝束，其中喷丝头标以SP1至SP8，导丝器F1至F8和吸丝口/切丝装置G1至G8。类似于图8、11和12的丝路只是作了示意性表示。
在图17中表示两个相邻的装置108、109(和图3中所表示的一样)的正视图，在图17中省略了升降架34(图3)是为了能看到支承在它上面的接触辊110和往复装置112。在装置109中，丝筒刚完成了换筒，这时满的丝筒16处在落筒位置而接触辊110与新开始卷绕的丝筒16A相接触。在装置108中是正要开始落筒，接触辊110还与差不多是满筒的丝筒16相接触，而在第二个筒管夹24A上的丝筒筒管(没有专门表示出)还处在落筒位置或是准备位置上。当转位器转动时，两个筒管夹24、24A同时变换它们的位置。
进入导丝器和丝筒上(丝筒上与接触辊的接触区)铺丝点之间的整个丝路长度也就在整个丝筒卷绕过程中进行变动。但是，这一变动对所有的丝束都是相同的而且是同时发生于纺丝位中所有的丝束。这样，在整个时间内每根丝束都保持着相同的加工条件(在丝路几何关系的限度内)。
权利要求
1.用于纺丝位纺制连续长丝的装置包括卷绕头上面的一个导辊，它有一个能导丝的转动表面，而卷绕头可以同时卷绕几个丝筒，这个装置安排成能够将相应数量的丝束供给卷绕头，其特征在于，这一表面的长度和/或这一表面与卷绕头筒管夹之间的距离是以生头时只需要由一个操作工就能够对导辊和卷绕头进行操作来选定。
2.按照权利要求1的装置，其特征在于，导辊设计成丝束能沿它的表面分布，并且偏移角或是偏移角差异不大于15°。
3.用在一个纺丝位的组件包括一个导辊和一个支承件，其特征在于，支承件在导辊的两端各有一个转动的轴承。
4.按照权利要求3的组件，其特征在于，支承件带有固定件，可以使整个单元装到纺丝位上，这一单元包括悬臂凸出地装在固定件上的导辊和支承件。
5.按照权利要求1或2的装置，其特征在于，它包含有一个按照权利要求3或4的单元。
6.按照权利要求1、2或5中的任一项的装置，其特征在于，对每根丝束有一个上导丝器，这个导丝器是安排在它和相应丝筒的卷绕点之间三至五倍于往复动程宽度的距离处。
7.按照权利要求1、2、5或6中的任一项的装置，其特征在于，设计高度(BH)保持在2500mm以内。
8.纺丝卷绕位中的第一和第二转向导辊将丝束中的纺丝张力与卷绕张力分开，进入导丝器是沿第一(进入)导辊等距离分布，一个卷绕位带有两个筒管夹，最好是每个筒管夹的长度超过800mm，相互交替地进入到准备位置和卷绕位置，在第二导辊和卷绕位之间装有四根或是更多一些丝束用的上导丝器，第一(进入)导辊的长度是以第一导辊和第二导辊之间的丝路不产生超过15°以上的偏移角来选取，在这样的布局中第二导辊相对于支承卷绕头的地面的设计高度不超过220cm。
9.按照上述权利要求中的任一项的装置，其特征在于，用于每根丝束的捕丝装置和一个进入导丝器是一起装在一个单元中。
10.按照权利要求9的装置，其特征在于，单元的设定位置能够在不改变导丝器位置的情况下作变动。
全文摘要
一种纺制人造长丝用的装置在布局上一般是由一个卷绕头和一个带有导辊机构组成的单元所组成。由于应用了加长的导辊，装置在卷绕头上面的设计高度就可以得到显著的降低。
文档编号B65H54/22GK1135775SQ95190882
公开日1996年11月13日 申请日期1995年9月21日 优先权日1994年9月21日
发明者P·布森哈特, K·韦特尔, W·克雷奇马尔 申请人:里特机械公司