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KR20170092123A - 섬유 기계를 형성하는 얀 발룬의 워크스테이션에서 연속 쓰레드에 의해 형성된 얀 발룬의 직경을 측정하는 장치 및 방법 - Google Patents

섬유 기계를 형성하는 얀 발룬의 워크스테이션에서 연속 쓰레드에 의해 형성된 얀 발룬의 직경을 측정하는 장치 및 방법 Download PDF

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KR20170092123A
KR20170092123A KR1020170014869A KR20170014869A KR20170092123A KR 20170092123 A KR20170092123 A KR 20170092123A KR 1020170014869 A KR1020170014869 A KR 1020170014869A KR 20170014869 A KR20170014869 A KR 20170014869A KR 20170092123 A KR20170092123 A KR 20170092123A
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balun
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thread
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막누스 히입
발터 페데-포글러
알렉산더 타러
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자우러 저머니 게엠베하 운트 코. 카게
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Abstract

본 발명은 섬유 기계를 형성하는 얀 발룬(yarn balloon)의 워크스테이션(1)에서 연속 쓰레드에 의해 형성된 얀 발룬(B)의 직경을 측정하는 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 상기 워크스테이션(1)은 전자기적으로 기능하는 센서 수단(33)을 포함하며, 상기 센서 수단(33)은 측정 빔(42)의 적어도 2 개의 폴트들(faults)(S)이 상기 워크스테이션(1)의 동작 동안 상기 얀 발룬(B)의 매 회전 동안에 상기 얀 발룬(B)을 형성하는 연속 쓰레드(5, 25)에 의해 생성되도록 설계 및 배치되며, 상기 측정 빔(42)의 폴트들(S)의 시간 간격은 상기 센서 수단(33)에 의해 기록되며 상기 얀 발룬(B)의 직경을 계산하는데 사용될 수 있다.

Description

섬유 기계를 형성하는 얀 발룬의 워크스테이션에서 연속 쓰레드에 의해 형성된 얀 발룬의 직경을 측정하는 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR DETERMINING THE DIAMETER OF A YARN BALLOON FORMED BY A CONTINUOUS THREAD AT A WORKSTATION OF A YARN BALLOON FORMING TEXTILE MACHINE}
본 발명은 섬유 기계를 형성하는 얀 발룬의 워크스테이션에서 연속 쓰레드에 의해서 형성된 얀 발룬의 직경을 측정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
동작 동안에 관련 동작 수단에서 또는 그들의 때로 다수의 워크스테이션의 구역에서 얀 발룬이 형성되는, 생산 기계들의 다양한 실시예들이 섬유 기계 산업 분에서 오래 동안 알려져 왔다.
따라서, 이러한 생산 기계는 매우 다르게 작동 할 수 있는 이들 얀 발룬의 크기를 결정하고 제한하기 위한 모니터링 수단을 포함한다. 공지된 모니터링 수단은 예를 들어 종종 얀 발룬을 형성하는 순환 얀이 모니터링되는 센서 수단을 포함한다.
정경기(warping machine)의 크릴에 배치된 피드 패키지로부터 쓰레드 추출 속도가 최적화된 방법 및 장치는 예를 들어 DE 101 03 892 A1에 기술되어있다.
무엇보다도 쓰레드 추출 속도와 쓰레드를 당기는 힘에 의존하는 직경을 갖는 얀 발룬은 쓰레드가 작업 과정에서 관련 크릴에 위치한 피드 패키지로부터 오버 헤드로 그리고 비교적 높은 추출 속도로 추출되는 때에 발생하는 것으로 알려져 있다.
DE 101 03 892 A1에 공지된 방법으로, 쓰레드 추출 중에 생성된 적어도 일부의 얀 발룬의 크기가 크릴에 배치된 측정 장비에 의해 기록되어 제어기로 전송되고, 얀 발룬들에 대한 한계치에 도달할 때에 쓰레드 추출 속도 조절 동작이 작용하도록 보장할 것이다. 얀 발룬 크기를 기록하기 위한 측정 장비는 다양한 광학적으로 기능하는 측정 유닛들, 예를 들어 카메라, 하나 이상의 광 베리어 또는 이와 유사한 장비일 수 있다.
그러나, DE 101 03 892 A1에 기재된 방법은 벌룬 크기에 대한 한계 값을 스캔하는데만 사용되지만, 프로세스 동안 벌룬 크기에 대한 정보를 항시적으로 제공하지는 않는다. 이는 명시된 한계 값을 초과하거나 도달하지 않을 때만 규정된 조절동작이 활성화된다는 것을 의미한다. 또한 최대 추출 속도 또는 최대 쓰레드 당김력에 대한 규정 값에 도달하면 그 조절동작은 비활성화된다.
얀 발룬 형상 및/또는 얀 발룬 크기가 기록될 수 있는, 링 방사 머신(ring spinning machine)과 연계하여 작동하는 광학적으로 기능하는 측정 수단은 DE 22 55 663 A1 및 EP 0 282 745 A1에 공지되어있다.
예를 들어, DE 22 55 663 A1은 연속 쓰레드에 의해 구동되는 방사 릴이 순환하는, 공기 또는 자석이 장착된 방사 링의 워크스테이션을 설명한다.
문제가 없는 방사 공정을 보장하기 위해 이러한 워크스테이션의 작동 중에 방사 링의 속도와 방사 릴의 속도 사이의 특정 차이가 필요한 것으로 알려져 있기 때문에, 공기 또는 자석 장착 방사 링의 속도와 방사 릴의 속도가 방사 동작 동안에 확인된다.
또한, 이 방법을 사용하여, 규정된 최대 쓰레드 장력이 유지되는지 여부가 연속하여서 체크되며, 방사 보빈 영역에서의 방사 동안에 생성된 임의의 얀 발룬이 필요한 경우 체크되고 안정화된다. 이는 얀 발룬의 쓰레드 커브의 팽창이 얀 발룬의 메르디안 레벨로부터의 얀 발룬의 쓰레드 커브 편차를 측정하고 이에 대응하여서 방사 링의 가변 제동에 의해서 쓰레드 장력을 조절함으로써 안정화됨을 의미한다. 여기에서 얀 발룬의 쓰레드 커브 편차를 기록하는 수단은 실질적으로 얀 발룬이 주기적으로 조명되도록하는 트리거 수단뿐만 아니라 일련의 소형 광 요소들을 포함하는 인코더로 구성된다.
알려진 장치는 비교적 복잡하며(DE 22 55 663 A1), 또한 종종 부정확하거나, 넓은 측정 범위로 인해 공기 오염과 관련하여 매우 민감하다(DE 101 03 892 A1).
따라서, 실제로 이러한 알려진 장치는 스스로를 증명할 수 없었다.
EP 0 282 745 A1은 다중-스핀들 섬유 기계의 워크스테이션의 생산 및 품질을 모니터링하는 방법 또는 장치를 기술하며, 이는 쓰레드의 존재 및 쓰레드 직경이 모니터링되는 방법 및 장치를 의미한다.
이러한 목적을 위해서, 링 방사 기계에는 워크 스테이션 영역에서 회전하는 얀 발룬이 조명되는, 직렬로 서로 나란히 배열된 섬유 기계의 다수의 워크스테이션을 동시에 검사하는 광학적 모니터링 기구가 장착되어 있다.
이러한 광학적 모니터링 기구는 이러한 목적을 위해서 송광기와 수광기를 포함하며, 이러한 송광기 및 수광기는 송광기에 의해 방출된 빔 번들(beam bundle)이 수광기로 가는 도중에 수 많은 순환하는 얀 발룬들을 통과하고 이에 따라서 이러한 얀 발룬들에 의해서 단속적으로 중단되거나 약화되도록 설계 및 배열된다.
이 음영은 수광기 내에서 전기 신호로 변환되며 이 전기 신호는 관련 조절기에서 후속 평가를 위한 기초사항으로 사용된다.
EP 0 282 745 A1에 기술된 방법은, 또한 빔 번들이 송광기로부터 수광기로 가는 도중에서 방사 룸의 분위기에서 거의 피할 수 없는 섬유 및 먼지 입자에 의해 종종 부정적인 영향을 받기 때문에, 종종 다소 부정확하게 동작한다. 상기 모니터링 기구의 선택된 구성은 또한 발룬 직경에 대한 결론사항을 도출하지 못한다.
얀 발룬 감기 동작 내에서 놓이도록 배열된 스풀링 및 와인딩 수단을 갖는 이중 와이어 트위스팅 및 케이블링 기계의 워크 스테이션이 EP 2 419 554 B1로부터 또한 공지되어있다.
이 워크스테이션은 얀 발룬의 크기를 제어할 수 있는 다양한 실시예를 포함 할 수 있는 모니터링 수단을 포함한다. 모니터링 수단은 예를 들어 간접적으로 또는 광학적으로 작용할 수 있다.
얀 발룬의 크기는 예를 들어, 얀 발룬의 생성을 보장하는, 스핀들 내로의 쓰레드의 입구와 쓰레드 구동 수단 사이에 배치된, 쓰레드 장력 센서를 통해서 또는 스핀들로부터 쓰레드의 출구 사이와 추가 쓰레드 구동 수단 간에 배치된 쓰레드 장력 센서에 의해서 간접적으로 결정될 수 있다.
다른 실시예에서, 스핀들의 구동 수단의 성능 또는 토크를 측정함으로써 간접적으로 얀 발룬의 기록 크기를 실현할 수 있다. 이는 스핀들 드라이브에 흡수된 전류는 측정 수단으로 결정되며 평가 수단에서 얀 발룬의 크기가 이로부터 추론된다는 것을 의미한다.
스플링 및 와인딩 수단을 둘러싸는 얀 발룬을 모니터링하는 는 광학 측정 수단에 대해서, 광 빔을 출사하는 광원과 광 빔을 기록하는 광감지 검출기를 포함하는 적어도 2 개의 광 베리어를 사용하는 것이 첫번째 실시예에서 제안된다. 이와 같은 수단에 의해, 작업 중에 얀 발룬의 쓰레드에 의한 광선의 차단이 검출된다. 그러나, 공지된 실시예는 벌룬 크기에 대한 한계 값을 스캐닝하기 위해서만 사용되고 스풀링 프로세스의 임의의 시간에서 얀 발룬 크기의 정확한 표시를 제공하지 않는다.
추가의 비교 가능한 실시예에서, 타입 CCD의 광 센서는 빔형 또는 스트로보 스코픽 광원, 예를 들어, LED 또는 레이저와 조합하여 사용된다.
스핀들 이미지를 회전시킴으로써 동기화된 광 센서 및 스트로보스코픽 스코프 광원을 사용하여 동작하는 수단으로, 이미지 및 이와 함께 얀 발룬을 형성하는 쓰레드의 형상이 얀 발룬이 플래시로 조명될 때 국부화된다.
그러나, 이러한 실시예에서, 쓰레드 두께, 쓰레드 표면 및/또는 쓰레드 트위스트에 따라 상이한 반사들이 가능하며, 이는 오차 할당치 및 측정 분해능에 부정적 영향을 미친다.
CCD 수광기는 또한 그들의 동작 동안에 복잡한 평가부가 필요하기 때문에 상대적으로 비용이 드는 장비를 나타낸다.
이중 와이어 트위스팅 및 케이블링 기계의 워크 스테이션과 관련하여 EP 2 419 554 B1에 기술된 모니터링 수단은, 충분히 정확하게 측정하지 않거나 상대적으로 비용이 많이 들기 때문에 모두 개선불가하다.
전술한 종래 기술에 기초하여, 본 발명은 연속 쓰레드에 의해 형성된 얀 발룬의 직경이 직접적으로 그리고 신뢰성있게 결정될 수 있는 방법 또는 장치를 개발하는 바에 기초한다. 해당 장차는 또한 가능한한 간단하고 비용 효과적이어야 한다.
이러한 바는 본 발명에 따라서, 얀 발룬을 형성하는 쓰레드에 의해서 전자기적으로 기능하는 센서 수단의 측정 빔의 적어도 2 번의 차단이 얀 발룬의 매 회전 동안 워크스테이션의 작동 중에 발생하도록 설계되고 배열된 상기 전자기적으로 기능하는 센서 수단을 상기 워크 스테이션이 포함하고, 측정 빔의 차단들 사이의 시간 상의 간극이 측정되고 얀 발룬의 직경을 계산하기 위해서 사용된다는 점에서 해결된다.
본 방법을 구현하기 위한 장치뿐만 아니라 본 발명에 따른 방법의 유리한 실시형태들이 종속항에 기재된다.
특히 본 발명에 따른 장치는 섬유 기계를 형성하는 얀 발룬의 매 워크 스테이션에서 조절가능한 최소 벌룬 크기로부터 얀 발룬의 직경이 연속적으로 모니터링되는 이점을 갖는다.
따라서, 본 발명에 따른 센서 수단의 설계 및 배치는 얀 발룬의 직경의 직접적으로 즉각적인 결정을 수행한다. 이는 항상 직접적이고 정확하게 결정된 얀 발룬 크기가 평가를 위해서 하류 수단으로 신뢰할만하면서 정확하게 전달될 수 있음을 의미하며, 이로써 하류 수단은 필요하다면, 바람직하게는 외부 쓰레드의 쓰레드 장력과 관련하여 조절 수단을 개시시킨다.
본 발명에 따 센서 수단의 사용은 비용 효과적이며, 또한 이중-와이어 트위스팅 또는 케이블링 기계를 직립시키는데 필요한 공간 요건이 저감됨으로써 워크스테이션의 컴팩트한 구성을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 센서 수단은 상대적으로 비용 효과적일 뿐만 아니라, 이미 상술한 바와 같이, 매우 높은 민감성 및 신속한 반응력을 가지며, 이로써 순환하는 얀 발룬이 신속하면서 신뢰할만하게 스캐닝될 수 있다.
본 센서 수단은 또한 DE 199 30 313 A1에서 알려진 바와 같이, 발광기와 수광기 간의 피드백 및 태양 전지를 갖는다. 이러한 피드백은 시스템에서 발생할 수 있는 오염, 노화 등으로 인한 가능한 오차들을 보상할 수 있다.
일 유리한 실시형태에서, 센서 수단은 광 소스 및 광 수광기를 포함하는 광학적으로 기능하는 광 베리어로서 설계되는 것이 고려된다. 이러한 광 베리어는 섬유 산업에서 사용되는 상대적으로 큰 개수를 갖는, 섬유 기계 구성을 위한 구성 요소들로서 간주된다. 이는 이러한 구성 요소들이 동작 동안에 매우 신뢰할만 뿐만 아니라, 긴 동작 수명을 갖는다는 것을 의미한다. 그들의 큰 개수로 인해서, 이러한 구성 요소들은 또한 상대적으로 비용 효과적이다.
광 베리어는 본원에서 광 소스 및 광 수광기가 모니터링되는 얀 발룬의 반대 측 상에 각기 위치하는 일방향 광 베리어로서 설계되거나, 또는 광 소스 및 광 수광기가 모니터링되는 얀 발룬의 동일 측 상에 모두 위치하는 반사 광 베리어로서 설계된다.
반사 광 베리어의 경우에, 광 소스 및 광 수광기는 동일한 센서 하우징 내에 배치되거나 개별 하우징 내에 배치될 수 있으며, 그러나, 어느 경우이든 추가 반사기가 설치되어야 하며, 이 추가 반사기는 예를 들어, 센서 하우징에 대해서 얀 발룬의 반대 측 상에 배치되며 광 소스의 광 빔을 광 수광기 쪽으로 다시 반사시킨다.
이러한 양 타입의 광 베리어들은 알려져 있으며, 섬유 기계 구성을 위해서 자체적으로 오래 동안 고려되어 왔다.
본 발명에 따른 센서 수단은 반드시 광/레이저 빔에 기초한 측정 빔을 사용하여서 광학적으로 기능할 필요는 없다. 다른 전자기 스펙트럼에 기초하여서 동작하는 측정 빔을 사용하는 것도 또한 가능하다.
측정 빔은 예를 들어, 또한 초음파, 인덕션, 열 소스, 등 또는 그의 간섭에 의해서 개시될 수 있으며, 이에 대응하는 해당 수광기가 또한 사용될 수 있다.
유리한 실시형태에서, 발광 다이오드가 광 소스로서 사용되는 것이 또한 고려된다. 전문가들에게 짧게 LED로 지칭되는 이러한 다이오드는 높은 광도, 긴 동작 수명, 및 낮은 전력 소비량을 특징으로 한다.
그러나, 원칙적으로, 광 소스로서 다른 광원들을 사용하는 것이 본 발명에 따른 센서 수단과 관련하여서 또한 가능하다.
레이저 다이오드 또는 표면 발광기 = VCSEL가 예를 들어, 또한 광 소스로서 사용될 수 있다. 이러한 광원들 각각은 또한 특별한 이점을 갖는다.
광 베리어를 사용하는 경우에, 광 수광기가 예를 들어, 광다이오드로서 설계된 수광기 다이오드를 갖는다면 또한 유리하다. 그러나, 광트랜지스터 또는 광도전성 셀이 또한 광 수광기로서 사용될 수 있다.
광다이오드는 명도 변화에 매우 민감하게 반응하는 것으로 알려져 있다. 광 소스가 방출한 광 빔이 예를 들어, 쓰레드에 의해서 차단되면, 낮아진 조명 강도가 광다이오드에 의해서 즉각적으로 기록된다. 이는 광다이오드의 전기 도전성이 강하되며, 이러한 바가 전기 신호로서 하류 수단에 전송되는 것을 의미한다.
다양한 설계들이 본 발명에 따른 센서 수단의 구성을 위해서 가능하다. 얀 발룬을 스캐닝하는 것은 예를 들어, 스핀들의 회전 축에 대해 수직 또는 평행한 방식으로 수행될 수 있으며, 이로써 얀 발룬의 회전 축에 대해 수직 또는 평행한 방식으로 수행될 수 있다. 그러나, 측정 빔이 얀 발룬의 회전 축에 대해 수직 또는 평행한 방향으로 연장되지 않고, 경사진 방향으로 연장된 센서 수단의 구성도 원칙적으로 또한 가능하다.
일 유리한 실시형태는 DE 195 11 527 A1에서 알려진 바와 같이, 센서 수단이 광 베리어로서 설계되고 워크스테이션의 인코딩 트라이앵글(encoding triangle)의 높이에 배치되는 경우에 또한 제공된다. 이러한 경우에, 트라이앵글 이후의 트위스트된 얀 또는 트라앵글 바로 이전의 쓰레드들의, 얀 발룬의 회전 축까지의 편차들은 코드(트위스트된 얀)의 가능한 과잉길이(overlength)에 대한 정보를 제공한다. 이는 발룬 슬리브(balloon sleeve)/발룬 윤곽(balloon contour)이 얀 발룬을 모니터링하기 위한 몇몇 장치가 스핀들에서 사용되는 경우에 최적으로 결정될 수 있을 뿐만 아니라, 과잉길이의 생성이 또한 인코딩 트라이앵글과 연계되어서 즉각적으로 모니터링될 수 있다는 것을 의미한다.
그러나, 다른 유리한 실시형태에서, 센서 수단의 광 빔이 스핀들의 회전 축에 대해서 이격되며 이로부터 평행하게 연장되며 이로써 얀 발룬의 회전 축에 대해서도 그러하게 되게 센서 수단이 배치되는 것도 또한 가능하다.
센서 수단은 또한 >90o 및 <180o인 얀 발룬의 회전 축에 대한 각도로 광 빔이 연장하도록 배치될 수 있다.
위의 실시형태들 중 어느 것이 종국적으로 정상적으로 사용될지는 섬유 기계를 형성하는 얀 발룬의 워크스테이션에서의 관련 공간 요건들 또는 처리되는 얀 타입/쓰레드 타입에 따른다.
예를 들어서, 스핀들 부분들, 또는 내측 쓰레드의 부재 시에 초래되는 오차들을 제거할 수 있고, 예를 들어서, 하류 모니터에서 얀 발룬을 스캐닝할 때에 완벽한 발룬 형상을 묘사할 수 있기 위해서, 각 경우에 가장 적합한 실시형태가 선택되어야 한다.
그러나, 이와 관련하여서, 광 소스 및 광 수광기 간의 측정 빔의 차후의 작용 라인은 바람직하게는 얀 발룬의 회전 축에 의해서 형성되는 얀 발룬의 중앙 라인을 교차하지 않는 것이 중요하다.
본 발명은 도면들에서 예시된 다양한 예시적인 실시예들을 참조하여서 보다 세부적으로 이제 기술될 것이다.
도 1은 센서 수단의 측정 빔이 스핀들의 회전 축에 대해서 직각으로 연장되도록 배치된, 본 발명에 따른 센서 수단을 갖는 이중-와이어 트위스팅 또는 케이블링 기계의 워크스테이션의 개략적 측면도이다.
도 2는 그의 센서 수단의 측정 빔이 스핀들의 회전 축에 대해서 직각으로 연장되도록 또한 배치된, 본 발명에 따른 센서 수단을 갖는 이중-와이어 트위스팅 기계의 워크스테이션의 개략적 측면도이다.
도 3은 센서 수단의 측정 빔이 스핀들의 회전 축에 대해서 평행하게 연장되도록 배치된, 본 발명에 따른 센서 수단을 갖는 이중-와이어 트위스팅 또는 케이블링 기계의 워크스테이션의 개략적 측면도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 센서 수단의 동작 모드의 예시도이다.
이중-와이어 트위스팅 또는 케이블링 기계의 워크스테이션(1)의 개략적 측면도는 도 1에 예시된다. 본 실시예에서, 섬유 기계는 정상적으로 워크스테이션(1) 위 또는 후방에 위치하고 다수의 피드 패키지를 수용하는 역할을 하는 크릴(4)을 포함한다. 이른바 외측 쓰레드(5)는 이하에서 제 1 피드 패키지(7)로서 기술되는 피드 패키지들 중 하나로부터 추출된다.
워크스테이션(1)은 본 예시적인 실시예에서, 제 2 피드 패키지(15)가 저장된, 보호성 캡(19)을 구비한 케이블링 스핀들로 구성된, 회전 축(35)을 중심으로 회전가능한 스핀들(2)을 더 갖는다.
이른바 내측 쓰레드(16)가 이 제 2 피드 패키지(15)로부터 오버헤드 방식으로 추출되며, 스핀들(2) 위에 배치된 이른바 밸런싱 시스템(9) 또는 얀 발룬 가이드 아이에 공급된다. 본 예시적인 실시예에서, 회전가능한 트위스트된 얀 플레이트(8)로서 설계된 쓰레드 방향변경 수단 상에 장착된 보호성 캡(19)은 바람직하게는 자기 수단(미도시)에 의해서 회전되지 않게 체결된다. 스핀들(2)의 쓰레드 방향변경 수단은 직접적 구동부 또는 간접적 구동부일 수 있는 스핀들 구동부(3)에 의해서 활성화된다.
제 1 피드 패키지(7)로부터 추출된 외측 쓰레드(5)는 크릴(4) 및 스핀들(2) 간의 쓰레드 경로에 배치되어서 쓰레드 공급 속도 또는 쓰레드 장력에 영향을 주는 제어가능한 수단(6)으로 공급되며, 이에 의해서 외측 쓰레드(5)의 쓰레드 장력이 필요하면 변할 수 있다.
수단(6)은 제어 라인들을 통해서 제어 회로(18)에 연결되며, 제어 회로는 이 수단(6)에 의해서 외측 쓰레드(5)에 가해진 쓰레드 장력 및/또는 쓰레드 공급 속도를 조절한다.
수단(6)에 의해서 외측 쓰레드(5)에 가해진 제어가능한 쓰레드 장력은 여기에서 바람직하게는, 스핀들(2)의 기하구조에 따라서, 자유 얀 발룬(B)의 최적화, 즉 가장 작은 직경을 갖는 얀 발룬(B)으로 이어지는 크기를 갖는다.
수단(6)이후에, 외측 쓰레드(5)는 스핀들 구동부(3)의 회전 축 영역에서 스핀들 구동부(3)를 통과하며, 이른바 쓰레드 출구 보어를 통해서 트위스트된 얀 플레이트(8)아래로 방사 방향으로 스핀들 구동부(3)의 중공형 회전 축을 나간다. 이어서, 외측 쓰레드(5)는 트위스트된 얀 플레이트(8)의 외측 영역으로 간다.
본 예시적인 실시예에서, 외측 쓰레드(5)는 트위스트된 얀 플레이트(8)의 에지에서 상향으로 방향 전환하며, 그 내에 제 2 피드 패키지(15)가 배치된 스핀들(2)의 보호성 캡(19)을 돌면서, 자유 얀 발룬(B)을 형성한다.
예를 들어서, 광 베리어로서 설계된, 센서 수단(33)이 스핀들(2)의 보호성 캡(19) 위에 더 배치된다.
이 센서 수단(33)은 도면에서 예시된 바와 같이, 광 소스(41) 및 광 수광기(40)가 모니터링될 얀 발룬(B)의 반대 측들 상에 배치되는, 일방향 광 베리어로서 설계되거나, 또는 광 소스(41) 및 광 수광기(40)가 모니터링될 얀 발룬(B)의 동일한 측 상에 배치되며 예를 들어서, 공통 센서 하우징 내에 배치된, 반사 광 베리어(미도시)로서 설계될 수 있다.
반사 광 베리어에 있어서, 광 소스의 광 빔은 센서 하우징에 대해서 모니터링될 얀 발룬(B)의 반대 측에 배치된, 반사시게 의해서 광 수광기로 다시 반사된다.
명백한 바와 같이, 도 1에 도시된 예시적인 실시예의 일방향 광 베리어는, 센서 수단(33)의 광 소스(41)에 의해서 방출된 측정 빔(42), 본 경우에서, 광 빔이 스핀들(2)의 회전 축에 대해서 직각인 얀 발룬(B)의 영역을 통과하고, 센서 수단(33)의 해당 광 수광기(40)와 만나도록 위치된다. 센서 수단(33)의 광 수광기(40)는 여기에서 신호 라인을 통해서 제어 회로(18)에 연결된다.
그러나, 모니터링될 얀 발룬(B)의 관련 현 실제 직경을 결정하는 센서 수단(33)은 반드시 광 베리어로서 기능할 필요는 없으며, 원칙적으로 또한 다른 물리적 원리에 따라서 동작할 수도 있다.
센서 수단(33)은 예를 들어, 또한 임의의 다른 전자기 스펙트럼 파장, 예를 들어, 레이더, 초음파, 적외선 등을 사용하여서 동작할 수도 있다.
그러나, 본 예시적인 실시예에서, 본 발명에 따른 센서 수단(33)은 광 소스(41) 및 광 수광기(40)를 포함하는 광학적으로 기능하는 광 베리어로서 설계된다. 발광 다이오드 = LED, 레이저 다이오드 또는 표면 발광기 = VCSEL이 예를 들어, 광 소스(41)로서 설계될 수 있다. 광다이오드, 광트랜지스터 또는 광도전성 셀이 또한 광 수광기(40)로서 설계될 수 있다.
도 1로부터 또한 명백한 바와 같이, 제 1 피드 패키지(7)로부터 추출된 외측 쓰레드(5) 및 제 2 피드 패키지(15)로부터 추출된 내측 쓰레드(16)는 얀 발룬 가이드 아이 또는 밸런싱 시스템(9)의 영역에서 결합되며, 여기서 얀 발룬 가이드 아이 또는 밸런싱 시스템(9)의 위치가 형성되는 자유 얀 발룬(B)의 높이를 결정한다.
이른바 케이블링 또는 또한 코딩 포인트(cording point)는 얀 발룬 가이드 아이 또는 밸런싱 시스템(9) 내에 위치하며, 여기서 2 개의 쓰레드들, 외측 쓰레드(5) 및 내측 쓰레드(16)가 합쳐지며, 예를 들어, 코드 쓰레드(cord thread)(17)를 형성한다.
쓰레드 추출 장치(10)를 사용하여서 코드 쓰레드(17)가 추출되고 밸런싱 요소, 예를 들어, 보상 수단(11)을 통해서 스풀링 및 와인딩 장치(12)로 공급되며, 상기 쓰레드 추출 장치(10)는 케이블링 포인트 위에 배치된다.
스풀링 및 와인딩 장치(12)는 본 실시예에서 통상적인 바와 같은 구동부 실린더(13)를 포함하며, 이 구동부 실린더는 마찰력에 의해서 스풀(14)을 구동시킨다.
쓰레드 장력에 영향을 주는 수단(6)은 전자적으로 조절되는 제동부 또는 능동 공급 메커니즘으로서 설계되며, 이 경우에 이러한 2 개의 구성요소들의 조합이 또한 사용될 수도 있다.
갈레트(galette), 톱니모양(serrated) 로크 와셔(lock washer), 또는 대응하는 압력 롤을 갖는 구동 롤이 예를 들어, 공급 메커니즘의 설계 변형으로서 가능하다.
수단(6)은 센서 수단(33)에 의해서 결정된, 자유 얀 발룬(B)의 직경에 따라서 외측 쓰레드(5)의 쓰레드 장력을 조절한다. 이는 센서 수단(33)의 광 소스(41)에 의해서 개시된 측정 빔(42)이 워크스테이션(1)의 동작 동안에 얀 발룬(B)의 매 회전 시에 회전하는 얀 발룬(B)을 형성하는 움직이는 외측 쓰레드(5)와 2 회 교차되며, 이는 센서 수단(33)의 광 수광기(40)에 의해서 쉐도우의 형태로 폴트(fault) S로서 즉시 인식되어, 전기 신호(i)로서 제어 회로(18)에 전송됨을 의미한다.
이어서, 제어 회로(18)는 얀 발룬(B)의 매 회전 시에 2 개의 폴트들 S 및 이로써 센서 수단(33)의 광 수광기(40)에 의해서 생성된 전기 신호들(i) 간의 시간 간극으로부터 얀 발룬(B)의 현 실제 직경을 즉시 계산한다. 제어 회로(18)는 필요하다면 수단(6)을 통해서 외측 쓰레드(5)의 쓰레드 공급 속도를 즉시 조절하기 시작하며, 이로써 순환하는 얀 발룬(B)의 직경을 즉시 보정할 수 있게 된다.
이미 상술한 바와 같이, 센서 수단(33)은 도 1에 예시된 예시적인 실시예에서 광 베리어로서 설계되거나, 또는 보다 정확하게는 일방향 광 베리어로서 설계된다. 이는 센서 수단(33)이 모니터링될 얀 발룬(B)의 반대 측 상에 배치된 광 소스(41) 및 광 수광기(40)를 포함하고, 광 소스(41) 및 광 수광기(40)는 측정 빔(42)역할을 하는, 광 소스(41)로부터 발생하는 광 빔이 회전하는 얀 발룬(B)을 통과하도록 배치됨을 의미한다.
센서 수단(33)의 측정 빔(42)은 본 실시예에서 얀 발룬(B)의 회전 축에 대해서 직각으로 연장되며, 이로써 외측 쓰레드(5)에 의해서 형성된 얀 발룬(B)은 본 예시적인 실시예에서, 각 회전 동안에 측정 빔(42)과 교차한다. 측정 빔(42)은 이로써 차단되거나 약화되며, 이는 그의 전압에서의 변화로 인해서 광 수광기(40)에서의 가변하는 조사 강도로 이어진다
도 2의 예시적인 실시예에서 예시된 이중-와이어 트위스팅 기계의 워크스테이션(20)의 기본 구성은 오래 동안 알려져 있으며, 예를 들어, EP 2 315 864 B1에서 예수적으로 기술된다.
명백한 바와 같이, 워크스테이션(20)은 스핀들 구동부(23)에 의해서 구동되며 회전 축(35)을 중심으로 회전가능한 트위스트된 얀 스핀들(22)을 포함한다. 트위스트된 얀 스핀들(22)은 보호성 캡(34)을 가지며, 이 보호성 캡 내에 피드 패키지(21)가 위치하며 상기 피드 패키지로부터 쓰레드(25)가 쓰레드 장력 제어 장치(26)에 의해서 추출된다. 쓰레드 장력 제어 장치(26)는 제어 라인을 통해서 제어 회로(33)에 연결된다. 이어서, 쓰레드(25)는 바람직하게는 스핀들 구동부(23)에 연결된 트위스트된 얀 플레이트로서 설계된 쓰레드 방향전환 수단(24)을 통해서 쓰레드 장력 제어 장치(26) 위에 배치된 발룬 쓰레드 가이드 아이(27)에 도달한다. 발룬 쓰레드 가이드 아이(27) 이후에 쓰레드 추출 장치(28), 밸런싱 요소, 예를 들어, 보상 수단(29), 및 스풀링 및 와인딩 장치(30)가 온다. 본 실시예에서, 스풀링 및 와인딩 장치(30)는 통상적인 바와 같은 구동부 실린더(32)를 포함하며, 이 실린더는 마찰력에 의해서 스풀(31)을 구동시킨다.
워크스테이션(20)은 예시적인 실시예에서 일방향 광 베리어로서 설계된 센서 수단(33)을 더 가지며, 이 센서 수단은 광 소스(41) 및 광 수광기(40)를 가지며, 상기 광 수광기(40)는 신호 라인을 통해서 제어 회로(33)에 연결된다.
센서 수단(33)의 광 소스(41) 및 광 수광기(40)는 본 실시예에서, 센서 수단(33)의 광 소스(41)에 의해서 개시된, 광 빔으로서 존재하는 측정 빔(42)이 트위스트된 얀 스핀들(22)의 회전 축(35)에 대해서 직각으로, 따라서 얀 발룬(B)의 회전 축에 대해서 직각으로 연장되도록, 배치된다.
센서 수단(33)의 측정 빔(42)은 이로써 얀 발룬(B)의 매 회전마다 쓰레드(25)와 2 회 교차하게 되며, 이러한 바는 센서 수단(33)의 광 수광기(40)에 의해서 폴트로서 즉각적으로 인식되며, 이어서 제어 회로(33)에 전기 신호(i)로서 전송된다.
이는 광 빔으로서 설계된 센서 수단(33)의 측정 빔(42)의 각 차단 또는 약화가 이중-와이어 트위스트된 얀 기계의 본 워크스테이션(20)의 센서 수단(33)의 광 수광기(40)에서 조사 강도의 편차로 이어지며, 이로써 광 수광기(40)가 전기 신호(i)를 즉시 생성하고, 이 신호는 신호 라인을 통해서 제어 회로(33)에 전송된다는 것을 의미한다. 제어 회로(33)는 쓰레드 장력 제어 장치(26)를 통해서 얀 발룬(B)의 직경을 즉시 조절한다.
도 3의 예시적인 실시예에서 예시된 이중-와이어 트위스트된 얀 또는 케이블링 기계의 워크스테이션(2)는 도 1의 예시적인 실시예와 실질적으로 동일하다. 도 3에 따른 워크스테이션(2)은 오직 센서 수단(33)의 배치가 상이할 뿐이다.
명백한 바와 같이, 본 예시적인 실시예에서 일방향 광 베리어로서 설계된 센서 수단(33)은 역시, 센서 수단(33)의 측정 빔(42)이 스핀들(2)의 회전 축(35)에 대해 평행하게 구성된다. 이는 광 소스(41) 및 광 수광기(40)가 광 빔으로서 설계된 측정 빔(42)이 얀 발룬(B)의 회전 축에 대해서 평행하게 연장되도록 배치되는 것을 의미한다.
센서 수단(33)의 광 빔(42)은 본 예시적인 실시예에서도 역시, 얀 발룬(B)의 각 회전 동안에 회전하는 얀에 의해서, 이 경우에는, 외측 쓰레드(5)에 의해서 차단 또는 약화되며 이로써 광 수광기(40)에서의 상이한 조사 강도들을 생성하며, 이는 폴트 S로 이어지며, 이로써 광 수광기(40)의 전기 전압에서의 변화로 이어지며, 이러한 폴트는 전기 신호로서 제어 회로(18)에 전송된다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 센서 수단(33)의 동작 방법을 예시하는 도면들이다.
도 4a에 따른 예시적인 실시예에서, 센서 수단(33)은 자명한 바와 같이, 광 소스(41), 예를 들어, LED 또는 레이저 및 광 수광기(40), 예를 들어, 수광기 다이오드를 갖는 일방향 광 베리어로서 설계된다. 광 소스(41) 및 광 수광기(40)는, 본 예시적인 실시예에서, 광 소스(41)가 방출한 광 빔인 측정 빔(42)이 얀 발룬(B)의 매 회전 동안에 얀 발룬(B)을 형성하는 쓰레드, 예를 들어, 외측 쓰레드(5)에 의해서 차단되며, 이로써 이러한 차단은 광 수광기(40)에서의 측정 펄스로 이어지며, 이 펄스는 제어 회로(18)에 전기 신호(i)로 전송되도록, 본 실시예에서 배치된다.
얀 발룬(B)의 가장 작게 측정가능한 직경은 얀 발룬(B)의 회전 동안에 오직 한번 측정 빔(42)이 차단되는 때에 본 발명에 따른 센서 수단(33)을 사용하여서 제공되며, 광 수광기(40)는 얀 발룬(B)의 회전당 오직 하나의 전기 신호(i)= 측정 임펄스를 생성한다.
얀 발룬들(B)이 점점 커짐에 따라서, 쓰레드(5)는 도 4a에서 예시된 바와 같이, 얀 발룬(B)의 각 회전 동안에 상이한 시간에 측정 빔(42)의 2 개의 폴트들 S을 생성하며, 각 폴트는 광 수광기(40)에 의해서 검출되어서 제어 회로(18)에 측정 임펄스(i)로서 전송된다.
도 4b에서 명백한 바와 같이, 제어 회로(18)는 2 개의 측정 임펄스들(i) 간의 시간 간격 t 및 스핀들의 회전 축으로부터 측정 빔(42)의 공지된 거리로부터 얀 발룬(B)의 현 직경을 문제없이 계산한다.
도 4a에 예시된 바와 같이, 센서 수단(33)의 광 소스(41)에 의해서 방출된 측정 빔(42)은 얀 발룬(B)1으로서 스핀들(2)의 보호성 캡(19)을 회전하는 쓰레드(5)에 의해서 2 회 차단되며, 이러한 얀 발룬은 상대적으로 작은 직경을 갖며, 폴트 지점들 S1 및 S2에 의해서 식별된다.
시간 간격 t1은 폴트 지점들 S1 및 S2 간에 존재하며, 각 폴트는 광 수광기(40)에 의해서 인식되며 전기 신호(i)로서 제어 회로(18)에 전송된다. 이어서, 제어 회로(18)은 상술한 바와 같이, 다른 알려진 데이터로서 이러한 전기 신호의 도움으로 얀 발룬(B1)의 현 직경을 즉각적으로 계산한다.
비교할만한 상황들이 또한 스핀들(2)이 명백하게 보다 큰 직경을 갖는 얀 발룬(B)에 의해서 회전될 때에, 즉 얀 발룬(B2) 또는 얀 발룬(B3)이 존재할 때에도 주어진다.
이러한 경우에, 쓰레드(5)는 얀 발룬의 매 회전 동안에 시간 간격들에서 센서 수단(33)의 측정 빔(42)의 2 개의 폴트들을 또한 개시한다. 도 4a에서, 얀 발룬(B2)과 관련된 폴트 지점들 S3 및 S4이 식별되며, 얀 발룬(B3)에 영향을 주는 폴트 지점들이 S5 및 S6로서 식별된다.
도 4b에 예시된 바와 같이, 폴트 지점들 S3 및 S4는 본 실시예에서 시간 간격 t2을 가지지만, 폴트 지점들 S5 및 S6 은 시간 간격 t3 만큼 이격된다. 쓰레드 발룬들(B2 또는 B3)의 현 직경들은 추가 데이터를 사용하여서 시간 간격들 t2 또는 t3로부터 문제 없이 계산될 수 있다.
센서 수단(33)의 측정 빔(42)이 단지 얀 발룬(B)에 접선으로 되는 경우에,즉 오직 1 회의 차단이 얀 발룬(B)의 회전마다 발생하는 경우에는 특별한 경우가 된다.
이러한 경우에, 제어 회로(18)는 또한 센서 수단(33)의 알려진 구성을 사용하여서 문제 없이 얀 발룬(B)의 현 직경을 결정한다.
본 발명에 따른 장치 또는 해당 방법은 바람직하게는 또한 기준 스핀들과 연계하여서 사용될 수도 있다.
이는 섬유 기계를 형성하는 얀 발룬의 워크스테이션들 중 적어도 하나가 본 발명에 따른 장치를 구비하고 얀 발룬의 직경을 연속하여서 모니터링하는 기준 스핀들로서 설계됨을 의미한다.
기준 스핀들에 의해서 결정된 값들은 섬유 기계의 이웃하는 워크스테이션들을 셋업하는데 사용된다.

Claims (13)

  1. 섬유 기계를 형성하는 얀 발룬(yarn balloon)의 워크스테이션(1)에서 연속 쓰레드에 의해 형성된 얀 발룬(B)의 직경을 측정하는 장치에 있어서,
    상기 워크스테이션(1)은 전자기적으로 기능하는 센서 수단(33)을 포함하며, 상기 센서 수단(33)은 측정 빔(42)의 적어도 2 개의 폴트들(faults)(S)이 상기 워크스테이션(1)의 동작 동안 상기 얀 발룬(B)의 매 회전 동안에 상기 얀 발룬(B)을 형성하는 연속 쓰레드(5, 25)에 의해 생성되도록 설계 및 배치되며, 상기 측정 빔(42)의 폴트들(S)의 시간 간격(t)은 상기 센서 수단(33)에 의해 기록되며 상기 얀 발룬(B)의 직경을 계산하는데 사용될 수 있는 것을 특징으로 하는 얀 발룬의 직경을 측정하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서 수단(33)은 광 소스(41) 및 광 수광기(40)를 갖는 광학적으로 기능하는 광 베리어(light barrier)로서 설계되는 것을 특징으로 하는 얀 발룬의 직경을 측정하는 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 센서 수단(33)은 광 소스(41) 및 광 수광기(40)를 갖는 일방향 광 베리어(one-way light barrier)로서 설계되며, 상기 광 소스(41) 및 광 수광기(40)는 모니터링될 얀 발룬(B)의 반대편 측면들 상에 각각 배치된 것을 특징으로 하는 얀 발룬의 직경을 측정하는 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 센서 수단(33)은, 모니터링될 얀 발룬(B)의 동일한 측면 상에 배치되는 광 소스(41)와 광 수광기(40), 및 상기 광 소스(41) 및 광 수광기(40)를 기능적으로 연결시키는 반사기 부재(reflector member)를 갖는 반사 광 베리어로서 설계되는 것을 특징으로 하는 얀 발룬의 직경을 측정하는 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    발광 다이오드가 광 소스(41)로서 사용되는 것을 특징으로 하는 얀 발룬의 직경을 측정하는 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    레이저 수단이 광 소스(41)로서 사용되는 것을 특징으로 하는 얀 발룬의 직경을 측정하는 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 광 수광기(40)는 수광기 다이오드를 갖는 것을 특징으로 하는 얀 발룬의 직경을 측정하는 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서 수단(33)의 측정 빔(42)이 스핀들(2)의 회전 축(35)에 직각으로 연장되도록, 상기 센서 수단(33)은 상기 워크스테이션(1)의 인코딩 트라이앵글(encoding triangle)의 높이에 배치되는 것을 특징으로 하는 얀 발룬의 직경을 측정하는 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서 수단(33)의 측정 빔(42)이 스핀들(2)의 회전 축(35)으로부터 이격되어서 평행하게 연장되도록, 상기 센서 수단(33)이 배치되는 것을 특징으로 하는 얀 발룬의 직경을 측정하는 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서 수단(33)의 측정 빔(42)이 >90o 및 <180o인 스핀들(2)의 회전 축(35)에 대한 각도(β)로 연장하도록, 상기 센서 수단(33)이 배치되는 것을 특징으로 하는 얀 발룬의 직경을 측정하는 장치.
  11. 제 1 항에 따른 장치를 사용하여, 섬유 기계를 형성하는 얀 발룬의 워크스테이션(1)에서 연속 쓰레드(5, 25)에 의해 형성된 얀 발룬(B)의 직경을 측정하는 방법으로서,
    상기 워크스테이션(1)의 동작 동안 상기 얀 발룬(B)의 매 회전 동안에 상기 연속 쓰레드(5, 25)에 의해 초래되는, 상기 센서 수단(33)의 측정 빔(42)의 단속적 폴트들(intermittent faults)(S) 각각은 상기 센서 수단(33)에 의해 전기 신호(i)로 변환되고, 상기 얀 발룬(B)의 회전 동안에 생성된 2 개의 전기 신호들(i) 간의 시간 간격은 상기 얀 발룬(B)의 직경을 측정하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 얀 발룬의 직경을 측정하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 워크스테이션(1)의 동작 동안에 상기 전기 신호들(i)의 부재는 상기 워크스테이션(1)의 얀 발룬(B)의 부재로서 해석되어, 실끓김(broken thread)으로 해석되는 것을 특징으로 하는 얀 발룬의 직경을 측정하는 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 워크스테이션(1)의 인코딩 트라이앵글의 높이에 상기 센서 수단(33)을 배치함으로써, 상기 쓰레드(5, 25)의 과잉길이 및/또는 동일 장력이 결정될 수 있는 것을 특징으로 하는 얀 발룬의 직경을 측정하는 방법.
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