МОТАЛЬНАЯ МАШИНА КРЕСТОВОЙ НАМОТКИ Российский патент 1998 года по МПК B65H54/28 B65H54/30 

Изобретение относится к мотальной машине крестовой намотки, известной, например, из [4, 1].

Известна мотальная машина [4], содержащая нитераскладочное устройство с направляющими линейками, выполняющими следующие функции: лопасти зацепки имеют постоянную угловую скорость, однако в направлении раскладки, когда нить должна проводиться возвратно-поступательно параллельно оси шпули, скорость проводки между концами хода у них различна. Скорость проводки зависит от постоянно меняющегося углового положения рогульки и является синусообразной. Главная направляющая линейка отклоняет нить из нитераскладочной плоскости таким образом, что эти различия в скорости компенсируются. За счет придания направляющей линейке соответствующей формы можно добиться постоянной скорости раскладки нити между концами хода, не считая коротких поворотных участков, на которых направление движения меняется на противоположное. Однако придание соответствующей формы направляющей линейке и рогульке позволяет также задавать желаемые законы движения. При этом в качестве нитераскладочной плоскости указана касательная плоскость, определяемая головным нитепроводником и ближайшим вращающимся цилиндром, на который наматывается нить. Головной нитепроводник расположен по центру над нитераскладочным ходом. Он расположен на таком расстоянии от вращающегося цилиндра, что нить может выдерживать колебания натяжения нити, возникающие в результате движения раскладки. Указанные колебания натяжения нити возникают по причине постоянного изменения длины нити, т.е. увеличения и уменьшения, между головным нитепроводником и вращающимся элементом вследствие движения раскладки нити. Под вращающимся элементом понимается в общем контактный валик, на который набегает нить и который частично обвивает нить для дальнейшей подачи к шпуле.

В нитераскладочных устройствах согласно уровню техники возможно осуществлять возвратно-поступательное движение нити на большой длине нитераскладочного хода, например 250 мм, лишь с помощью одного ротора соответственно для каждого направления движения. Тем самым, однако, должны быть компенсированы большие различия в скорости проводки нити. Поэтому направляющая линейка главным образом в средней области нитераскладочного хода далеко вдается в нитераскладочную плоскость, в то время как в области концов нитераскладочного хода она находится близко к нитераскладочной плоскости. Соответственно велик и угол охвата нити на направляющей линейке в средней области нитераскладочного хода и соответственно мал угол охвата нити на направляющей линейке в области концов хода.

Задачей изобретения является устранение указанных больших различий угла охвата, приводящих к различным натяжениям нити, и обеспечение благодаря этому больших нитераскладочных ходов.

Решение задачи обеспечивается тем, что в мотальной машине крестовой намотки, содержащей нитераскладочное устройство, обеспечивающее возвратно-поступательную проводку нити вдоль заданного нитераскладочного участка, расположенного поперек направления непрерывной подачи нити, и имеющее расположенный по середине нитераскладочного участка неподвижный нитепроводник, определяющий нитераскладочную плоскость, касательную к вращающемуся цилиндру в виде контактного валика или шпули, два вращающихся в противоположных направлениях ротора, оси которых расположены в общей плоскости, зацепные лопасти, закрепленные на роторах с возможностью перемещения в двух расположенных вплотную смежных параллельных плоскостях, причем эти плоскости расположены перпендикулярно плоскости осей роторов, главную направляющую и вспомогательные направляющие линейки, причем главная направляющая линейка установлена смежно и вплотную к одной из плоскостей лопастей и вдается в нитераскладочную плоскость с возможностью отклонения и возвратно-поступательной проводки нити в направлении раскладки в основном с постоянной или заданной по определенному закону движения скоростью, а вспомогательные направляющие линейки размещены в области концов нитераскладочного хода и в плоскости, параллельной плоскости лопастей, и в отличие от главной направляющей линейки расположены на противоположной стороне нитераскладочного участка, согласно изобретению, плоскость осей роторов и направляющие линейки расположены по отношению к нитераскладочной плоскости таким образом, что в областях концов нитераскладочного участка в нитераскладочную плоскость вдаются только вспомогательные линейки, обеспечивая подачу нити и скорость ее раскладки.

Кроме того, углы охвата нитью главной направляющей линейки в середине нитераскладочного участка и вспомогательных направляющих линеек на концах нитераскладочного участка приблизительно равны. Главная и вспомогательные направляющие линейки размещены перед плоскостями лопастей и смежно вплотную одна к другой.

Главная и вспомогательные направляющие линейки могут быть размещены на противоположных сторонах плоскостей лопастей, при этом главная направляющая линейка и плоскость осей роторов расположены по одну сторону от плоскости движения нити.

Направляющие линейки выполнены с окнами для визуального наблюдения за лопастями.

Изобретение позволяет уменьшить максимальные углы охвата в области наибольшего отклонения направляющих линеек от нитераскладочной плоскости. Предпочтительна конструкция, в которой максимальные углы охвата имеют приблизительно одинаковую величину, так что натяжение нити остается внутри определенных границ. Преимущество изобретения состоит в том, что может быть устранено недопустимое уменьшение натяжения нити в конечных областях нитераскладочного хода. В известной мотальной машине натяжение нити выбирают таким высоким, что оно даже на концевых участках нитераскладочного хода не выходит за пределы ниже минимальной величины. Это означает, с другой стороны, что натяжение нити в средней области нитераскладочного хода остается относительно высоким. Напротив, с помощью изобретения удается противодействовать тенденции уменьшения натяжения нити на концевых участках хода и даже при принятом малом натяжении нити поддерживать натяжение нити выше минимальной величины.

Усовершенствованный вариант выполнения изобретения согласно п. 2 также обеспечивает выравнивание натяжения нити.

При наматывании комплексной нити шпуля должна быть изготовлена так, чтобы нить и при высокой скорости могла снова сходить со шпули. Это возможно, в частности, тогда, когда нить укладывается на шпулю в цельном виде, т.е. как если бы она была единым, в основном круглым элементом. Противоположный случай имеет место тогда, когда отдельные элементарные волокна, из которых состоит нить, укладываются на шпулю рядом друг с другом. В этом случае при сматывании нити существует опасность, что отдельные элементарные волокна, относящиеся к нити, отделяются от поверхности паковки не одновременно и не равномерно. Нить при этом сходит неравномерно, что может привести к обрыву нити или к обрыву элементарного волокна. П. 3 имеет особое преимущество, а именно, что при таком выполнении изобретения нить укладывается на шпуле как единый элемент, а не как широкая, состоящая из отдельных элементарных волокон лента. В частности, при таком выполнении устраняется то, что соединение отдельных элементарных волокон, которое было достигнуто до этого с помощью направления сильного потока воздуха на нить (пневмосоединение), снова распустится и разрыхлится.

Предпосылкой для этого, как и во всех прочих вариантах выполнения, является то, что обе направляющие линейки расположены очень плотно друг к другу и к плоскостям вращения зацепных лопастей.

Выполнение изобретения согласно п. 4 позволяет особо точно передавать нить с одной рогульки на другую на поворотных участках и устраняет машиностроительную проблему плотного расположения направляющих линеек.

Существует принципиальная возможность расположения главной направляющей линейки на одной или на другой стороне плоскости движения нити. Предпочтительно, однако, чтобы главная направляющая линейка находилась между плоскостью движения нити и плоскостью роторных осей (п. 5). Это особо предпочтительно для обслуживания и укладки нити.

Выше уже говорилось о том, что целесообразно располагать по меньшей мере главную направляющую линейку - в направлении движения нити - перед плоскостью лопасти. В этом случае главная направляющая линейка закрывает лопасти, когда она расположена одновременно между плоскостью набегания и плоскостью роторных осей. Вследствие этого затрудняется правильная установка роторов относительно друг друга. Для преодоления этой трудности служит усовершенствованный вариант изобретения по п. 6. При этом соответствующая направляющая линейка состоит из закрепленной на станине станка рамы, образующей окно. Часть рамы, которая вдается в нитераскладочную плоскость, образует копирную линейку. В остальном окно вырезано таким широким, что видно прежде всего конечные области нитераскладочного хода, в которых происходит передача нити с одной лопасти на другую.

На фиг. 1 и 2 изображены вид сбоку на обычную мотальную машину, причем изображены различные положения нити относительно нитераскладочного хода; на фиг. 3 и 4 - примеры выполнения изобретения с различными положениями нити вдоль нитераскладочного хода; на фиг.5 - вид сверху (схематически) на нитераскладочное устройство с главной направляющей линейкой и вспомогательными направляющими линейками; на фиг.6 - вид других примеров выполнения; на фиг.7 - вид сбоку примера выполнения в различных фазах движения раскладки.

Представленные примеры выполнения мотальных машин имеют следующие общие элементы: нить через головной неподвижный нитепроводник 13 нитераскладочного устройства движется к контактному валику 12 и от него. Нить обвивает контактный валик 12 частично, например, под углом 60^o и затем наматывается на шпулю 16. Контактный валик контактирует со шпулей 16 по своей периферии. Шпуля 16 выполнена на картонной или пластмассовой гильзе 15. Пластмассовая гильза 15 насажена на веретено 14. Веретено 14 приводится во вращение с числом оборотов, которое уменьшается в течение рабочего периода шпули. Управление приводом веретена осуществляется в зависимости от числа оборотов контактного валика 12, которое замеряется для этой цели. Управление веретеном, соответственно приводом веретена, происходит так, что число оборотов контактного валика 12 остается постоянным. Нитераскладочное устройство состоит из роторов 1 и 2, на которых закреплены несколько зацепных лопастей, называемых также рогульками. Ротор 1 имеет, например, две зацепные лопасти 5 и 6, смещенные одна относительно другой на 180^o. Ротор 2 имеет зацепные лопасти 3 и 4, также смещенные одна относительно другой на 180^o (фиг.1). Роторы расположены так, что зацепные лопасти 5 и 6, с одной стороны, и лопасти 3 и 4, с другой стороны, вращаются в двух соседних, расположенных вплотную, параллельно одна другой плоскостях вращения. При этом, однако, роторные оси расположены эксцентрично и осепараллельно шпуле (фиг. 5).

Роторы приводятся во вращение с противоположным направлением вращения и со сдвигом фаз на 90^o. В случае, если каждый из роторов, например, имеет три зацепных лопасти, последние смещены одна относительно другой на 120^o. Посредством рогулек 3-6 нить движется вдоль направляющей линейки 9 (главная направляющая линейка). В каждой траектории нить проводится одной рогулькой одного ротора. В концах хода эта рогулька уходит ("ныряет") под копирную линейку, и нитеподачу в противоположном направлении затем берет на себя одна из рогулек другого ротора, которая в это время появляется из-за направляющей линейки. Такое нитераскладочное устройство описано, например, в ЕР-С 114642.

Каждый из роторов 1 и 2 (фиг. 5) имеет две смещенные на 180^o относительно одна другой зацепных лопасти 3 и 4, соответственно 5 и 6. Зацепная лопасть 5 осуществляет в данный момент раскладку нити и ведет нить налево. В конце нитераскладочного хода (линия 7) она передает нить идущей навстречу зацепной лопасти 3 ротора 1, вращающегося в противоположную сторону. Главная направляющая линейка 9, имеющая определенную форму, вдается в нитераскладочную плоскость, обозначенную в данном случае линией 10; т.е. нить поступает по направлению от наблюдателя, а нитераскладочная плоскость расположена перпендикулярно к плоскости чертежа. В области концов нитераскладочного хода расположены вспомогательные направляющие линейки 11, а именно, в двух плоскостях, которые расположены смежно вплотную как с плоскостями вращения зацепных лопастей, так и друг с другом. Главная направляющая линейка вдается в нитераскладочную плоскость с той же стороны, что и зацепные лопасти. Вспомогательные направляющие линейки 11 вдаются в нитераскладочную плоскость 10 с противоположной стороны.

Таким образом, для мотальной машины согласно уровню техники (фиг.1) показано, что главная направляющая линейка 9 (фиг.1 и 2) отклоняет нить из нитераскладочной плоскости 10, показанной пунктирно, как в конце нитераскладочного хода (фиг.1), так и в середине нитераскладочного хода (фиг.2).

Благодаря этому получается (фиг. 2) в средней области нитераскладочного хода очень большое обвивание главной направляющей линейки нитью. В концевых областях (фиг. 1) остается лишь весьма незначительное обвивание. Эта смена обвивания имеет своим следствием также соответствующее изменение силы натяжения нити, с которой нить набегает на вращающийся цилиндр в виде контактного валика 12, соответственно наматывается на шпулю 16. Благодаря этому нить в концевых областях (фиг. 1) более не отклоняется или отклоняется лишь незначительно от нитераскладочной плоскости 10. Это отклонение в средней области от нитераскладочного хода (фиг.2) очень велико. Это отклонение вызывает появление большой силы натяжения нити, так как нить поступает из выпускного механизма с постоянной скоростью, и поэтому любое отклонение преобразуется в соответствующее удлинение и увеличение силы натяжения нити. С другой стороны, натяжение нити в концевых областях должно быть настолько большим, чтобы был возможен бесперебойный режим наматывания. Следовательно, натяжение нити в средней области настолько большое, что не всегда можно предотвратить то, что натяжение нити в средней области превысит предел повреждения нити.

В противоположность этому в примерах выполнения согласно фиг.3 и 4, а также фиг. 6 и 7 указанные трудности устранены.

На фиг. 3 и 4 первого примера выполнения изобретения видно, что общая плоскость роторных осей с главной направляющей линейкой настолько удалена от нитераскладочной плоскости 10, также изображенной штриховой линией, что главная направляющая линейка 9 на концах нитераскладочного хода (фиг.3) более не вдается в нитераскладочную плоскость. Напротив, в нитераскладочную плоскость вдаются лежащие на противоположной стороне вспомогательные направляющие линейки 11 и на концах нитераскладочного хода принимают на себя, наряду с раскладкой нити и при определенных условиях компенсации нитепроводящей скорости зацепных лопастей в отношении желательного характера скорости раскладки нити, также компенсацию угла обхвата, который теряется на главной направляющей линейке, а также компенсацию отклонения нити от раскладочной плоскости 10. Как показано на фиг. 3-5, главная направляющая линейка 9 и вспомогательная направляющая линейка 11 перекрываются в концевых областях хода. Как показано на фиг.5, вспомогательные направляющие линейки принимают на себя подачу приблизительно или предпочтительно, если смотреть от середины нитераскладочного хода, почти перед точкой пересечения нитераскладочной плоскости 10 с главной направляющей линейкой 9. Благодаря этому достигается то, что углы охвата на главной и вспомогательных линейках приблизительно одинаковы.

Как показано на фиг.6 и 7, главная направляющая линейка 9 и вспомогательные направляющие линейки 11 не обязательно должны быть расположены так, чтобы происходило взаимное их перекрывание (если смотреть в направлении нити). Скорее взаимное относительное расположение направляющих линеек зависит от общего геометрического расположения хода нити, нитераскладочного устройства, контактного валика и шпули.

Отдельные фазы отмечены на фиг. 6 штриховыми линиями I-V. На фиг.7 показана та же мотальная машина в различных, следующих одна за другой в направлении стрелки фазах I-V движения раскладки. На фиг.7 фаза 1 представляет собой положение в середине нитераскладочного хода. Рогулька 4 ведет нить, в то время как нить отклоняется главной направляющей линейкой 9. В фазе II нить в концевой области нитераскладочного хода уже утоплена в направляющую щель между главной направляющей линейкой 9 и вспомогательной направляющей линейкой 11. В этой фазе вспомогательная направляющая линейка 11 впервые касается нити. В фазе III можно видеть, что нить отклоняется как от главной направляющей линейки, так и от вспомогательной направляющей линейки. Поэтому угол охвата остается в основном постоянным.

В фазе IV главная линейка полностью выведена из плоскости нитеукладки. Подача нити осуществляется теперь исключительно вспомогательной направляющей линейкой. В фазе V изображен конец нитераскладочного хода. Нить передается от одной рогульки 4 одного ротора на другую рогульку 6 другого ротора. В этой фазе V подачу нити в направлении раскладки осуществляет также только вспомогательная копирная линейка.

Другая особенность примера выполнения в соответствии с фиг.6 и 7 состоит в том, что главная направляющая линейка 9 и вспомогательные направляющие линейки 11 расположены в лежащих близко одна к другой параллельных плоскостях перед плоскостями рогулек. Благодаря такому расположению нить при съеме не распадается на контактном валике 12, соответственно шпуле, на свои отдельные элементарные волокна. Напротив, нить укладывается на шпулю в виде единого пучка элементарных волокон и, следовательно, при сматывании сходит со шпули также в виде единого пучка элементарных волокон. В описанной раскладке с помощью лопастей (рогулек) необходимо точно устанавливать лопасти (рогульки) на роторах так, чтобы нить передавалась в определенной точке с одной лопасти (рогульки) на другую. Для этого необходимо иметь возможность визуального наблюдения за ними. Для этого служат окна 17 главной направляющей линейки и 18 вспомогательных направляющих линеек. По этой причине направляющие линейки выполнены в виде рам, каждая из которых имеет свободное окно.

Мотальная машина для намотки непрерывно подаваемой нити в шпулю крестовой намотки имеет следующие элементы: расположенный неподвижно по середине над нитераскладочным ходом нитепроводник, определяющий касательную плоскость к следующему за нитераскладочным устройством вращающемуся цилиндру и два вращающихся в противоположных направлениях ротора с закрепленными на них зацепными лопастями. Роторные оси расположены в общей плоскости. Лопасти двигаются в двух расположенных вплотную смежных, параллельных плоскостях, пересекающих перпендикулярно плоскости роторных осей. Первая направляющая линейка расположена на одной стороне плоскости движения нити в плоскости, размещенной смежно вплотную с одной из плоскостей лопастей и параллельно ей, и вдается в нитераскладочную плоскость для отклонения нити от головного нитепроводника таким образом, что нить проводится возвратно-поступательно в нитераскладочном направлении в основном с постоянной или заданной по определенному закону движения скоростью раскладки нити. Вспомогательные направляющие линейки установлены в области концов нитераскладочного хода в плоскости, параллельной плоскостям лопастей, и расположены относительно главной направляющей линейки на противоположной стороне нитераскладочной плоскости. Плоскость роторных осей и главная направляющая линейка расположены по отношению к нитераскладочной плоскости так, что главная направляющая линейка в областях концов хода не вдается в нитераскладочную плоскость, при этом в областях концов хода вспомогательные направляющие линейки вдаются в нитераскладочную плоскость и благодаря этому принимают на себя подачу нити и задание скорости раскладки нити. 5 з.п.ф-лы, 7 ил.

1. Мотальная машина крестовой намотки, содержащая нитераскладочное устройство, обеспечивающее возвратно-поступательную проводку нити вдоль заданного нитераскладочного участка, расположенного поперек направления непрерывной подачи нити, и имеющее расположенный посередине нитераскладочного участка неподвижный нитепроводник, определяющий нитераскладочную плоскость, касательную к вращающемуся цилиндру в виде контактного валика или шпули, два вращающихся в противоположных направлениях ротора, оси которых расположены в общей плоскости, зацепные лопасти, закрепленные на роторах с возможностью перемещения в двух расположенных вплотную смежных параллельных плоскостях, причем эти плоскости расположены перпендикулярно плоскости осей роторов, главную направляющую и вспомогательные направляющие линейки, причем главная направляющая линейка установлена смежно и вплотную к одной из плоскостей лопастей и вдается в нитераскладочную плоскость с возможностью отклонения и возвратно-поступательной проводки нити в направлении раскладки в основном постоянной или заданной по определенному закону движения скоростью, а вспомогательные направляющие линейки размещены в области концов нитераскладочного хода и в плоскости, параллельной плоскости лопастей, и в отличие от главной направляющей линейки расположены на противоположной стороне нитераскладочного участка, отличающаяся тем, что плоскость осей ротора и направляющие линейки расположены по отношению к нитераскладочной плоскости таким образом, что в областях концов нитераскладочного участка в нитераскладочную плоскость вдаются только вспомогательные линейки, обеспечивая благодаря этому подачу нити и скорость ее раскладки. 2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что углы охвата нитью главной направляющей линейки в середине нитераскладочного участка и вспомогательных направляющих линеек на концах нитераскладочного участка приблизительно равны. 3. Машина по п.1 или 2, отличающаяся тем, что главная и вспомогательные направляющие линейки размещены перед плоскостями лопастей и смежно вплотную одна с другой. 4. Машина по п.1 или 2, отличающаяся тем, что главная и вспомогательные направляющие линейки размещены на противоположных сторонах плоскостей лопастей. 5. Машина по одному из пп.1 - 5, отличающаяся тем, что главная направляющая линейка и плоскость осей роторов расположены по одну сторону от плоскости движения нити. 6. Машина по п.5, отличающаяся тем, что направляющие линейки выполнены с окнами для визуального наблюдения за лопастями.