稳定和调节从筒管上退绕的纱线张力的方法和张力装置.pdf

稳定和调节从筒子(18)上退绕的纱线(16)张力的方法及相关装置。此方法设想对退绕张力(td)增加一个抵抗张力，其根据退绕张力(td)的强度自动改变。

1.  稳定和调节从筒管(18)上退绕的纱线(16)的张力的方法，其特征在于，其设想对退绕张力(t_d)附加一个根据上述退绕张力(t_d)的强度自动改变的抵抗张力(Δt)，所以纱线(16)在张力装置(10)的出口处的张力(t₂)相对于卷绕角度(α)的改变是基本上恒定的。

2.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，上述抵抗张力(Δt)是由一个臂元件(12)产生和控制的，臂元件(12)绕旋转轴(X)摆动，适合于使上述纱线(16)在圆柱体(21)上卷绕一个可变的范围(α)，所述圆柱体(21)与上述旋转轴(X)同轴。

3.  根据权利要求2所述的方法，其特征在于，上述臂元件(12)承受上述纱线(16)的上述退绕张力(t_d)的作用，所述退绕张力(t_d)通过上述抵抗张力(Δt)增加，并且受与上述退绕张力(t_d)相反的反差力(P)的作用，所述退绕张力(t_d)通过上述抵抗张力(Δt)增加。

4.  根据权利要求3所述的方法，其特征在于，上述反差力(P)在上述臂元件(12)绕上述旋转轴(X)的整个摆动范围内是基本上恒定的。

5.  根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，上述反差力(P)通过一个配重(26)产生。

6.  根据权利要求5所述的方法，其特征在于，上述反差力(P)通过一个配重(26)产生，配重(26)安放在加捻锭子和张力装置(10)的轴(X)的附近。

7.  根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，上述反差力(P)通过一个弹性元件(42)产生。

8.  根据权利要求3至7的一个或多个所述的方法，其特征在于，上述反差力(P)有一个可以调节的数值。

9.  稳定和调节从筒管(18)上退绕的纱线(16)的张力的装置，其特征在于，张力工具(32)被设想对退绕张力(t_d)添加一个抵抗张力(Δt)，此抵抗张力根据上述退绕张力(t_d)的强度自动改变，因此纱线(16)在张力装置(10)的出口处的张力(t₂)相对于卷绕角度(α)的改变是基本上恒定的。

10.  根据权利要求9所述的设备，其特征在于，上述张力工具包括一个适于绕旋转轴(X)摆动的臂元件(12)，为了将上述纱线(16)在与上述旋转轴(X)同轴的圆柱体(21)上卷绕一个可变的范围(α)。

11.  根据权利要求9所述的设备，其特征在于，上述臂元件(12)受上述纱线(16)的上述退绕张力(t_d)的作用，所述退绕张力(t_d)通过上述抵抗张力(Δt)增加，并且受与上述退绕张力(t_d)相反的反差力(P)的作用，所述退绕张力(t_d)通过上述抵抗张力(Δt)增加。

12.  根据权利要求11所述的设备，其特征在于，上述反差力(P)在上述臂元件(12)绕上述旋转轴(X)的整个摆动范围内是基本上恒定的。

13.  根据权利要求11或12所述的设备，其特征在于，上述臂元件(12)与一个柱状元件(23)成为一体，柱状元件(23)绕上述旋转轴(X)旋转并与一个柔性牵引元件(25)连接，在牵引元件(25)上施加反差力(P)。

14.  根据权利要求13所述的设备，其特征在于，上述牵引元件(25)包括一个细缆，一个绳或小带。

15.  根据权利要求13或14所述的设备，其特征在于，上述对反差力(P)通过一个与上述牵引元件(25)连接的配重(26)产生。

16.  根据权利要求15所述的设备，其特征在于，上述反差力(P)通过一个配重(26)产生，配重(26)位于和加捻锭子及张力装置(10)的轴(X)一致的位置。

17.  根据权利要求16所述的设备，其特征在于，在牵引元件(25)内插入一个接头(25’)，该接头不会将影响张力装置(10)的旋转运动传送给配重(26)。

18.  根据权利要求13或14所述的设备，其特征在于，上述反差力(P)通过一个与上述牵引元件(25)连接的弹性元件(42)产生。

19.  根据权利要求18所述的设备，其特征在于，上述弹性元件包括一个与一个凸轮(40)连接的可弯曲的弹簧，凸轮(40)在一个与上述旋转轴(X)平行的轴上旋转，上述牵引元件(25)的第一端(25a)与上述柱状元件(23)构成一体，而第二端(25b)与上述凸轮(40)构成一体。

20.  根据权利要求19所述的设备，其特征在于，上述凸轮(40)以基本线性的方式展开一定的角度(β)，其半径(A1-A2)逐渐增加，并且其整体展开基本上等于上述柱状元件(23)的周长。

21.  根据权利要求19或20所述的设备，其特征在于，上述弹簧(42)与上述凸轮(40)同轴安置，其一端固定在上述凸轮(40)上，而另一端固定在一个支持板(45)上。

22.  根据权利要求10或21所述的设备，其特征在于：在直接退绕的情况中，上述圆柱体(21)被固定在上述支持板(45)上，上述纱线(16)适于被卷绕在所述的圆柱体(21)上，所述支持板(45)相对于上述筒管(18)是固定的，当用一个络丝机(60)退绕时，所述圆柱体(21)相对于上述筒管(18)和络丝机(60)一起旋转。

23.  稳定和调节从筒管(18)上退绕的纱线(16)的张力的方法和装置，基本上如参照附图的描述。

稳定和调节从筒管上退绕的纱线 张力的方法和张力装置
技术领域
本发明涉及稳定和调节从筒子或“管纱”上退绕的纱线张力的方法和相应的张力装置。
纱线指任意类型的纱或线，由天然的，人造的，化学纤维或混合纤维获得。依照本发明的方法和张力装置，特别的但不是专用的在四捻捻线机中使用，或在其它纺织设备中使用，其中纱线筒管是轴向退绕(以“狭道”的方式)并以一个相对较低的速率，既在直接退绕的时候，又在通过络丝机实现的时候。
背景技术
众所周知，在纱线退绕设备中，例如在四捻捻线机中，如在已授权给申请人的意大利专利EP1007773中所述的，纱线从纱线筒管上轴向退绕，退绕纱线有显著的张力变化。
退绕纱线的这个张力变化是由于筒管直径的逐步减小和纱线沿着退绕母线的移动而产生的。
当筒管基本上呈圆柱形时以及、和更通常的，当退绕通过使用已知型号的络丝机实现的时候，其由于退绕纱线的作用而旋转，这些张力变化特别高。
众所周知张力装置，其制动运动的纱线并因此增加了纱线的张力，被通常用于赋予纱线一个适当的张力水平并使后者在不同纺织加工过程中保持稳定，特别是在纱线加捻过程中。
在现有技术中，例如GB1 038 504和DE1184681，披露了用于调节倍捻锭子的张力的装置。
上述装置能够增加一个附加张力但它们不能补偿退绕张力的变化，并且不能给退绕装置的出口一个基本恒定的张力。
这些已知的张力装置通常包括一个纱线张力机构，此机构由两个通过配重或弹簧互相推压的相对表面组成，纱线从该表面之间经过，像这样的例如：垫圈纱线制动，用配重或弹簧加载；用弹簧加载的活塞张力器；滚珠张力器。
近年来，已经展开出一种所谓的“磁力”型的张力装置，其与上述的那些张力装置不同，在于纱线上的张力由对一个小轮子的旋转阻力产生，纱线在这个小轮子上卷绕，并且其由磁滞作用减速。
尽管机械的和磁力的张力装置都产生一个纱线张力的增加，由于这样的事实它们不能有效地稳定张力，因为它们给所述张力增加了一个基本上恒定的常量，它们趋向于维持纱线张力的不均匀性，此不均匀性存在于在同样的张力装置的入口。
现有技术中已知的张力装置不适于确保一个基本恒定的张力，并且它们不能满足四捻锭子的要求，其中在从喂入卷装退绕的纱线中必须有一个基本恒定的张力。
例如参考根据专利EP1007773的四捻锭子。
这些缺点对安装有已知张力装置的四捻捻线机的纱线张力有不利后果，导致气圈的不均匀性和不可控制性，主要导致形成在卷装储存器周围的下降气圈的不均匀性和不可控制性。四捻锭子运转需要形成两个气圈，一个在内部另一个在外部。
为了一个好的运转，四捻装置的锭子需要每个气圈必须稳定。
关于按照引用的专利EP1007773的锭子，上升的外气圈提供有一个储备滑轮，类似于传统的倍捻，而内部向下的气圈没有设置一个纱线储备滑轮的空间。
缺少一个赋予喂入纱线基本恒定张力的平衡装置，内部气圈将连续地改变其形状并将干扰外部气圈，使得四捻锭子是不可操作的。
发明内容
本发明的一个目的就是提供一个平衡装置，其保证退绕纱线张力的稳定，并且也使得张力装置下游的纱线张力规则和稳定。
为了克服现有技术的缺点，达到这个和其它目的并且获得更多优点，本申请人经过学习、实验并创造了本发明。
本发明在主权利要求中被披露和特征定义。
从属权利要求涉及本发明地其它特征或主要解决方案的变形。
根据上述目的，根据本发明的方法和张力装置，设想了添加一个对纱线退绕张力的抵抗张力，其通过装置外部的装置产生，其大小关于上述退绕张力的变化自动改变。这样，在所述装置自身的下游，纱线上一个基本恒定的张力被获得。
被加上的抵抗张力的大小由包括一个臂元件的张力装置产生和控制，所述臂元件绕一个旋转轴摆动并且其适合在一个可变的范围内将纱线卷绕到一个圆柱体、一个滑轮上，所述圆柱体或滑轮例如与上述旋转轴共轴。
上文提及的臂元件不仅受到纱线的退绕张力，该张力通过由于所述纱线本身在所述圆柱体上的至少部分卷绕的抵抗张力而增加，而且受到一个反差力(contrasting force)的作用，其对抗纱线退绕张力，由于上述抵抗张力而增加。
根据本发明的一个特征，上述反差力在臂元件的整个摆动范围内是基本上恒定的，并且例如通过一个其值可以调整的弹簧或配重产生。
臂元件与柱状元件构成一体，所述柱状元件例如由一个小滑轮组成，小滑轮能够绕旋转轴旋转并与一个柔性牵引元件连接，在柔性牵引元件上施加一个恒定载荷，此载荷代表上述基本恒定的反差力。
施加在退绕张力上的抵抗张力由在柱状体柱状表面上运行的纱线的摩擦力产生，按照已知的物理原理
Δt＝t_d(e^μα-1)
其中Δt是张力的增加；
t_d是退绕张力，或者更明确的说，是与柱状体的接触点的纱线张力；
α是纱线与柱状体的接触角度；
μ是运行纱线与柱状体之间的摩擦系数，其因此取决于纱线类型，柱状体的材料和光洁度。
  对于确定的纱线、柱状体表面和光洁度，μ是常量。
  除了四捻(两个加两个)捻线机以外，本发明也能够用于其它的加捻系统中，例如所说的“并捻”或“轮胎帘线”，应用在针织品或其它物品中，并且更一般的说也可以应用在所有筒管退绕的纺织工序中，既用于直接退绕时又用于通过络丝机实现的时候。
本发明的这些和其它特征将通过以下对一些优选实施例的说明变得明显，所述实施例为了说明和非限定性的目的提供，参考附图，其中：
图1是一个张力装置基于根据本发明的原理的示意图，而图1bis和1ter显示了当张力通过配重施加时它的优选实现方法；
图2是按照本发明的张力装置的纵剖面，根据第一实施例，直接退绕；
图3是沿着图2的III-III线的剖面，根据本发明的装置的第一操作状态；
图4表示与图3相同的元件，但是处于第二运行状态；
图5是根据本发明的第二实施例的张力装置的纵剖面，用络丝机退绕。
关于图1，根据本发明的张力装置10基本上包括一个径向臂12，其围绕旋转轴X摆动并包含一个端部13，该端部成形为在随后的图2和5中所示的一个钩子或纱孔15，例如用陶瓷或其它具有低摩擦系数的材料制造，用于引导从筒管18上退绕的纱线16，筒管18与旋转轴X同轴。
径向臂12固定在与旋转轴X同轴的轴20的一端19上，并且相对于卷绕滑轮21自由旋转，卷绕滑轮21也与旋转轴X同轴。卷绕滑轮21有一个固定半径R。
一个小滑轮23楔入轴20的另一端22，在小滑轮上安装一个细缆25，使细缆25可以被自由卷绕在小滑轮23的外周表面上。细缆25可以用绳、小带或类似的柔性连接体代替。小滑轮23有一个固定半径b。
此外，根据本发明的一个特征方面，一个恒定的牵引力P施加在缆25上，牵引力P通过例如一个垂直设置的配重26和一个副滑轮29施加。
陶瓷的或镀铬金属的第一导纱环30与旋转轴X同轴配置在轴20上方，而第二导纱环31，同样是陶瓷的或镀铬金属的，与旋转轴X同轴配置在轴20和筒管18之间。
一个导纱元件32固定在卷绕滑轮21外侧从而位于卷绕滑轮21的圆周平面中。
施加在摆动臂12上的力，如图1中所示，是：
t₁，其是纱线16在摆动臂12的钩子13的入口处，也就是在摆动臂12的入口处的张力，其根据卷绕滑轮21的切线定向的，并且大小等于t_d+Δt；
t₂，其是在摆动臂12的钩子13的出口处，也就是在摆动臂12的出口处纱线16上的张力，并且朝向旋转轴X和导纱环30的中心；
P，施加在缆25上的抵抗力。
处于稳定或基本稳定的状态下摆动臂12旋转的平衡等式(相对于它的轴X)，不考虑机械摩擦，是
t₁·R＝P·b
张力t₂没有分量，因为它直接朝向旋转轴X。因此，
t₁＝b/R·P
这意味着，当拉力P施加在缆25上并因此施加在小滑轮23上时，其对于卷绕滑轮21的整个卷绕角保持恒定，t₁将趋向于保持恒定，因为它不得不保持这样。
摆动臂12将因此沿着一个方向或另一个方向旋转，为了保持在纱线16的退绕张力和施加在小滑轮23上抗力矩P·b之间的平衡，以致与筒管18的实际退绕张力相比，产生对于保持钩子13入口处的张力恒定所必需的抵抗张力的数值Δt。
然而如果t₁保持恒定，那么钩子13出口处的t₂也是恒定的，因为：
t₂＝t₁·e^μ₂^α₂
其中：
α₂是纱线16和钩子13的恒定角度，其是常量；
μ₂是纱线16和钩子13之间的摩擦系数，对于特定的纱线16和特定材料的钩子13，它也是常量。
此外，在同样条件下，张力t₃将是恒定的，张力t₃在上导纱环30的出口处，不但在纱线16指向上，沿着旋转轴X的时候，而且在纱线16指向下以便为四捻工序形成一个可能下降气圈的时候。在各种情况下我们得到：
t₃＝t_d·e^μα·e^μ₂^α₂·e^μ₃^α₃＝b/R·Pe^μα+μ₂^α₂^+μ₃^α₃
其中：
α₃和μ₃分别是纱线16和上导纱器30之间的接触角度和摩擦系数。
申请人的测试和实验已证明装置10能够有利地使用在关于直接退绕速度至少到达300m/min并且也可以达到450m/min，并且对于由络丝装置的退绕至少达到150m/min也可以达到180m/min。
除了稳定纱线16的张力，装置10也使下游工序所需的张力水平可以被调节。通过改变载荷P的数值，工作张力实际上可以相应的修改。
然而实际上，为了得到确定水平的工作张力，退绕张力t_d也能够通过合适的制动系统增加。
在图1bis和1ter中显示了一个平衡装置的优选实施例，其中张力是通过配重施加的。
必须考虑到张力装置10与纱线16的气圈一起旋转，而喂入卷装是稳定的。
在四捻锭子的情况中，双股纱线的筒管18的内部是可用的。
从滑轮23并经过两个副滑轮29，缆25在锭子内部在一个轴向位置回复。与它连接的配重26因此被垂直移动到筒管18的管子内。
根据本发明优选的一个实施例，一个接头25’放在缆25上，这样不会传送影响张力装置10的旋转运动给配重26。
在图1ter中，所示的接头25’用一个滚珠轴承制成。
配重26因此位于加捻锭子的轴上，不受离心力的影响。
纱线16绕滑轮21的缠绕圈数取决于对配重可用的行程，而配重26的质量取决于滑轮21和23的尺寸，更取决于纱线16上所需的张力。
必须注意到对于图1bis的实施例，由配重16施加的力在纱线16和滑轮21之间的接触角度α的范围内是恒定的并且独立的。
作为配重26的使用的一个选择方案，抵抗力P的恒定可以通过合适应用的弹簧并由这样的系统获得，该系统补偿在操作条件下在上述弹簧的长度或角度范围内造成变化的力的线性变化。
在许多可行的解决方案中，其中一个作为一个实施例参照图2，3和4被说明。
在本发明的这个解决方案中，缆25的一端25a(图3和4)与一个小滑轮23构成一体，而另一端25b与一个凸轮40构成一体，凸轮40能够在一个与旋转轴X平行的铰链41上旋转。凸轮40以基本线性的模式从半径A1到半径A2呈β角度展开，展开的量基本上等于滑轮23的周长。
具有较高圈数(例如20)的可弯曲弹簧42的头部被固定到凸轮40，并与铰链41同轴安置(图2、3和4)。弹簧42的另一端被固定到装置10的支持板45(图2)。
在此解决方案里，弹簧42通过凸轮40和细缆25作用在同一个径向臂12上，其部分绕凸轮成圈并且部分绕小滑轮23成圈。凸轮40和弹簧42一样，当操作时线性增加其负载，也按比例地增加缆25与铰链41轴的距离。这样，缆25上的张力P对于凸轮40和径向臂12的任意角度位置总是相同的。
如果例如，径向臂12的设想工作角度是360°，凸轮40和因此的弹簧42的角度β是180°，弹簧42预加载180°，半径A2等于半径A1的两倍，当弹簧42负载加倍时，凸轮40因而实现将缆离开铰链41的轴线对于其前进180°的缆距离的加倍，保证负载P在径向臂12整个360°旋转中不变，小轴20的旋转与其相一致，如图3和4中所示。
一个止动销35(图2)垂直放置在卷绕滑轮21的上部，以限制径向臂12的旋转并阻止弹簧42释放超出一定值。后者可以直接固定在卷绕滑轮21上，在此情况下径向臂12相对于卷绕滑轮21绕旋转轴X的旋转角度最大可以到360°或稍小一些，也可以安装在一个相对于卷绕滑轮21绕旋转轴X可以扭转一定弧度的元件上，在后一情况下径向臂12的旋转角度可以超过360°。
根据图2中所示装置10的实施例，滑轮21被固定在支持板45上，支持板45反过来固定在一个固定容器结构46或容器上的，容器与筒管18是同轴放置的。一个滚珠轴承50安放在滑轮21和小轴20之间。
此外，一个侧面的直立元件51间接固定在支持板45上并支撑一个导纱器组件130，其由一个固定基体52和一个旋转盘53组成，两者之间具有一个滚珠轴承55。导纱器组件130具有与导纱环30相同的作用。
一个预加载的球56放置在第二导纱环31上，以改变退绕张力t_d的值。
根据图5所示的另一个实施例，装置10安装在络丝机60上，绕旋转轴X旋转。络丝机60包含一个臂61，在其一端装配有一个导纱器62。
在此情况下，支持板45与安装在它上面的结构一起，该结构与前述的参照附图2描述的类似，与络丝机60一起相对于放置在筒管18周围的容器46旋转。
支持板45与一个短管63构成一体，该短管63被这样安装以便可以绕一个固定的销65扭转，在其间有滚珠轴承66。
一个已知类型的制动器67，其装配有一个配重69用以调节退绕张力t_d，与短管63联合。
对于上述所有的，很清楚按照本发明用于稳定和调节从筒管上退绕的纱线张力的方法，其设想一个自动改变的张力的数量Δt被加到通过位于根据本发明装置外部的一个主体施加的纱线退绕张力t_d，这样使得在装置本身下游的纱线上具有一个恒定的张力。
然而，很清楚在这里描述的装置10，为了说明的目的其应用在一个四捻捻线机上，可以变化和/或局部添加部件，或可以适合于其它应用，这些不超出本发明的范围。例如，根据本发明的装置可以被用在其它类型的纺织机械上。
也很清楚，虽然本发明已经通过参考特殊实施例被描述，本领域的任何技术人员当然能够找到其它等效形式的张力装置，所有这些属于本发明的范围之内。