(57)【要約】【課題】繊維機械の操作ユニットにおける糸のドラム・インターストレージ及びその制御方法を提供すること。【解決手段】繊維機械の糸のドラム・インターストレージ１は、電気モータで構成される第１のドライブに結合された被動ロータリ・ドラム１０を備え、被動ロータリ・ドラム１０は、電気モータで構成される第２のドライブに結合された補償ロータリ・アーム１０３を有する。両モータは、制御システムに接続される。  また、繊維装置の操作ユニットにおいて糸０のドラム・インターストレージ１を制御する方法である。操作ユニットは、ステープル糸０を生成する紡績ユニット３と、生成した糸０を交差ボビン４に巻き取る巻取り装置８とを備え、紡績ユニット３と巻取り装置８の間に、紡績ユニット３から糸０をドローオフする機構５が配列され、このドローオフ機構５と巻取り装置８の間に、上記のドラム・インターストレージ１が配列される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
補償ロータリ・アーム（１０３）を有する被動ロータリ・ドラム（１０）を備える、繊維機械の糸のドラム・インターストレージであって、被動ロータリ・ドラム（１０）が、電気モータで構成される第１のドライブに結合され、補償ロータリ・アーム（１０３）が、電気モータで構成される第２のドライブに結合され、前記両モータが、紡績機械の制御システムに接続されることを特徴とする、ドラム・インターストレージ。
【請求項２】
少なくとも前記第２のドライブが、永久磁石を有するブラシレス・モータで構成されることを特徴とする、請求項１に記載のドラム・インターストレージ。
【請求項３】
永久磁石を有する前記ブラシレス電気モータが、ロータの位置及び／又は回転速度のエンコーダ（１０３１）を備えることを特徴とする、請求項２に記載のドラム・インターストレージ。
【請求項４】
少なくとも前記第２のドライブが、前記ドラム（１０）の回転軸と同軸に配列されることを特徴とする、請求項１から３の何れかに記載のドラム・インターストレージ。
【請求項５】
前記第２のドライブの構成の少なくとも一部分が、前記ドラム（１０）内に配置されることを特徴とする、請求項１から４の何れかに記載のドラム・インターストレージ。
【請求項６】
前記ドラム（１０）が、その入口部分（１００）の前に糸（０）の一体化されたドローオフ・ローラ（５２）を備え、被動ドローオフ・ローラ（５２）の作用面の周速度と前記ドラム（１０）の中央部分（１０１）の周速度を互いに近づけるために、被動ドローオフ・ローラ（５２）の外径と前記ドラム（１０）の中央部分（１０１）の外径とが互いに対応することを特徴とする、請求項１から５の何れかに記載のドラム・インターストレージ。
【請求項７】
前記ドラム（１０）が、非ロータリ中央シャフト（１０９）に枢動可能に取り付けられ、前記非ロータリ中央シャフト（１０９）の後端部に、可動アーム（１０３）を有する独立して回転可能なシャフト（１０４０）のモータのステータ（１０４）が配置され、前記独立して回転可能なシャフト（１０４０）が、非ロータリ中央シャフト（１０９）内に枢動可能に設置され、且つ可動アーム（１０３）のモータ（１０３０）のロータ（１０４１）を担持し、前記非ロータリ中央シャフト（１０９）上に、前記ドラム（１０）のモータ（１１０）がさらに配列され、前記モータ（１１０）のロータ（１０７）が、前記ドラム（１０）に固く取り付けられることを特徴とする、請求項１から５の何れかに記載のドラム・インターストレージ。
【請求項８】
前記制御システムが、前記ドラム（１０）の回転の速度を制御するモジュール（１１１）を備え、前記モジュール（１１１）の出口に前記ドラム（１０）の前記モータ（１１０）が接続され、前記ドラム（１０）の回転の速度を制御する前記モジュール（１１１）が、双方向通信用導体レールによってコマンド／通信ユニット（１１２）に接続され、前記アーム（１０３）のトルク及び／又は速度を制御するモジュール（１１３）が、前記双方向通信用導体レールを介して前記コマンド／通信ユニット（１１２）に接続され、前記アーム（１０３）のトルク及び／又は速度を制御する前記モジュール（１１３）の出口に前記アーム（１０３）のモータ（１０３０）が接続され、前記モータ（１０３０）が、前記アーム（１０３）のトルク及び／又は速度を制御する前記モジュール（１１３）の入口に接続されたエンコーダ（１０３１）を備え、前記コマンド／通信ユニット（１１２）が、前記機械の通信用導体レール（１１５）及び前記機械の中央制御システム（１１６）に接続する手段を備えることを特徴とする、請求項１から７の何れかに記載のドラム・インターストレージ。
【請求項９】
前記制御装置が、前記ドラム（１０）の回転速度を制御するプログラム・ブロック及び前記アーム（１０３）のトルク及び／又は速度を制御するプログラム・ブロックを含む制御プログラムを備えることを特徴とする、請求項１から７の何れかに記載のドラム・インターストレージ。
【請求項１０】
繊維装置の操作ユニットにおいて糸（０）のドラム・インターストレージ（１）を制御する方法であり、前記操作ユニットが、ステープル糸（０）を生成する紡績ユニット（３）と、生成した糸（０）を交差ボビン（４）に巻き取る巻取り装置（８）とを備え、前記紡績ユニット（３）と前記巻取り装置（８）の間に、紡績ユニット（３）から糸（０）をドローオフするドローオフ機構（５）が配列され、糸（０）の前記ドローオフ機構（５）と前記巻取り装置（８）の間に、被動ロータリ・ドラム（１０）及び補償ロータリ・アーム（１０３）を有する糸（０）のドラム・インターストレージ（１）が配列される、糸（０）のドラム・インターストレージ（１）の制御方法であって、それ自体のロータ（１０３０）を有する前記補償ロータリ・アーム（１０３）の回転が、連続紡績時には、糸（０）を交差ボビン（４）に巻き取るのに必要な張力を糸（０）に発生させるように糸（０）に一定トルクが発生するように、また連続紡績から中間状態に移行するときには、補償ロータリ・アーム（１０３）の速度及びトルクが少なくとも部分的には前記ドラム（１０）の回転速度から独立して制御されるように、前記ドラム（１０）のドライブの回転に従って制御されることを特徴とする、制御方法。
【請求項１１】
連続紡績のための前記一定トルクの値は、生成される糸のタイプごとに、また交差ボビン（４）上の糸（０）のパッケージの所要の密度を達成するように、中央で設定されることを特徴とする、請求項１０に記載の制御方法。
【請求項１２】
ドラム（１０）上の糸（０）のストレージ内の糸（０）の欠陥を検出したときに起こる連続紡績から中間状態への移行時に、ドラム（１０）の回転を停止させ、補償ロータリ・アーム（１０３）を独立して回転させることによってドラム（１０）上の欠陥のある糸のストレージをほどいて廃棄することを特徴とする、請求項１０に記載の制御方法。
【請求項１３】
糸に長い欠陥を検出したときに起こる連続紡績から中間状態への移行時に、前記糸（０）の前記長い欠陥の部分が既にドラム（１０）の外側にあるときには、前記補償ロータリ・アーム（１０３）の回転方向を逆転させ、前記糸（０）の前記検出した欠陥部分をドラム（１０）上に巻き戻し、その後前記検出した欠陥部分を前記ドラム（１０）から除去することを特徴とする、請求項１０に記載の制御方法。
【請求項１４】
前記補償ロータリ・アーム（１０３）のモータ（１０３０）の制御が、モータ（１０３０）のトルク及び磁束について別個の調整サーカムフェレンスを有するベクトル制御によって、前記調整サーカムフェレンスが相互に作用し合わないようにして実行されることを特徴とする、請求項１０に記載の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可動補償ロータリ・アームを有する被動ロータリ・ドラムを備える繊維機械の糸のドラム・インターストレージに関する。
【０００２】
本発明は、繊維機械の操作ユニットにおいて糸のドラム・インターストレージを制御する方法にも関する。この繊維機械において、操作ユニットは、ステープル糸を生成する紡績ユニットと、生成した糸を交差ボビンに巻き取る巻取り装置とを備え、紡績ユニットと巻取り装置の間に、紡績ユニットから糸をドローオフするドローオフ機構が配列され、糸のドローオフ機構と巻取り装置の間に、被動ロータリ・ドラム及び可動補償ロータリ・アームを有する糸のドラム・インターストレージが配列される。
【背景技術】
【０００３】
オープン・エンド紡績機械の糸のドローオフ及び巻取りを行う装置では、交差巻きした円筒形の、さらに詳細には円錐形のボビンを形成する技術的要件を全て満たし、また糸をスピンインするプロセスに関して機械の簡単な構造を実現することが課題である。オープン・エンド紡績機械では、糸は、紡績ユニットのロータで生成され、１対のドローオフ・ローラによってドローオフされ、そこから巻取りローラにもたせかけられたボビンに導かれ、分配される。しかし、糸をボビンに交差巻きする際に、糸が一方の端点から別の端点に分配される間に、糸の進行経路の長さが変わり、そのために糸を巻き取る張力が不均一になる。
【０００４】
独国特許第２０５６５９３号には、ドローオフ・ローラと巻取りローラの間に位置する機械的ロータリ・ストレージの修正形態が記載されており、この修正形態では、ドローオフ・ローラによってドローオフされた糸は、最初は機械的ロータリ・ストレージに巻き取られ、その後、そこから巻取りローラによってドローオフされる。ロータで糸が切れた場合には、ドローオフ・ローラの運動方向を逆転させる、又は機械的ロータリ・ストレージ及び巻取りローラの運動方向を逆転させる。ただし、装置全体では比較的コストが掛かり、機械自体の構造という点でも、また個々の紡績ユニットで糸をスピンインする際、又は切れた糸を除去する際の機械の制御という点でも、構造が複雑である。
【０００５】
独国特許第２５５３８９２号には、紡績ユニットの真上に配列され、したがってドローオフ・ローラに置き換わる機械的ロータリ・ストレージが示されている。機械的ロータリ・ストレージ上に生成されたストレージからの糸は、スピンインされ、すなわちロータに戻され、またボビンに巻き取られる。
【０００６】
独国特許第２７１７３１４号は、ドローオフ・ローラの直後に配置され、ベルトによって接続されたプレスローラの揺動レバー上に配列された糸の機械的ロータリ・ストレージが開示されている。機械的ロータリ・ストレージとドローオフ・ローラの間で、揺動レバー上にループ状の追加の糸ストレージが生成され、これは、糸が切れた場合に、プレスローラを被動ドローオフ・ローラから離した後で糸を素早くロータに戻すために使用される。
【０００７】
チェコ共和国特許第２３７３５７号及びその他の文献に記載の繊維機械は、紡績ユニットと糸巻取りユニットの間の糸の進行経路内で操作ユニットに配列された糸のインターストレージを備える。前記発明の主題は、ドローオフ・ローラの奥に機械的ロータリ・ストレージを備えたオープン・エンド紡績機械におけるスピンイン時のドローオフ及び巻取りのプロセス並びに糸を戻すプロセスにおける問題を解消することである。前記発明による解決策の原理は、機械的ロータリ・ストレージが１つのドローオフ・ローラに結合され、このドローオフ・ローラの後に糸の分配を行う巻取りローラが配置され、被動ドローオフ・ローラに対してその前側から同軸に固定されることにある。さらに、被動ドローオフ・ローラの奥、且つ機械的ロータリ・ストレージの前に、被動ドローオフ・ローラの円筒形表面から機械的ロータリ・ストレージの周面に糸を案内する出力案内手段がある。
【０００８】
その他にも、例えばチェコスロバキア特許第１９８１６４号、チェコスロバキア特許第２０７６７７号及びチェコスロバキア特許第１９６２０４号などの文献により、同様の機構が既知である。
【０００９】
欧州特許第１４５７４４８号、欧州特許第１７１７１８２号及び欧州特許第２０７５３５８号から、糸のドラム・インターストレージを有するエア・ジェット紡績機械も既知である。実のところ、エア・ジェット紡績機械は、糸を生成する場所と糸をボビンに巻き取る場所の間の空間に、紡績ユニットで生成された糸を中間配置するための装置を備えており、この糸を中間配置するための装置は、配置された糸を徐々に滑らせ、その後交差ボビンに巻き取るプロセスに備えてほどくことができるようにする、特殊に成形された表面を有するほぼ円筒形の回転体で構成される。簡単にするために、以下では、この構成要素を「ドラム」と呼ぶ。そこからさらに巻取り装置に向かって糸が巻き取られるドラムの前部に対して、アームの回転時にドラムの前部の外周付近で移動して一部がドラムの前部の端面の上まで届く糸捕捉部材を備えた回転アームが位置合わせされる。回転アームは、それと回転軸を共有する回転円筒体のシャフトの軸と同心のロータリ・シャフト上に径方向に向けて取り付けられる。回転円筒体とアームのシャフトの間で、ドラムからアーム・シャフトへのトルクの力伝達が行われる。例えば、このトルクの力伝達は、ドラムとアーム・シャフトの間に作用する磁力又は電磁力によって行われるか、或いはドラムとアーム・シャフトの間の摩擦接触によって行われる。すなわち、これらの表面のダウン圧力が、ドラムの適当な部分とアーム・シャフトの適当な部分との間に誘起され、このドラム回転時のドラムとアーム・シャフトの係合表面の間のダウン圧力によって、摩擦力が発生し、被動ドラムからアームの被牽引シャフトにトルクが伝達され、その結果、アームのシャフトが被動ドラムの回転方向と同じ方向に回転し始める。機械摩擦クラッチ或いは磁気又は電磁気クラッチを適当に設定することにより、ドローオフされて巻き取られた糸の所望の張力に対応する特定のトルクが得られたときにドラムとアームのシャフトの間の力の伝達が制限され、既定の張力をかけた状態でストレージから糸をほどくことができる状態を実現することができる。実際には「マスタ・スレーブ」型であるドラムとアームの間のトルク伝達の原理により、アームは、ドラムの回転方向にしか、またドラムの回転速度を超えない角速度でしか、能動的に回転することができない。しかし、アームは、ドラムの回転速度を超える速度では能動的且つ独立して回転することができず、ほどかれる糸の作用がなければ、ドラムの回転方向と反対の方向には能動的に回転することもできない。糸の中間ストレージ用に設計された機構全体に対して、糸ガイド装置を備えた、延長位置と引込位置の間で動くことができる可動ガイド・プレートがさらに割り当てられる。延長位置にあるガイド・プレートは、ドラムの回転に同期して自由に回転するアームが糸を捕捉することができる領域の外側に糸を導くことにより、糸をドラム上に導く。ドラムが回転せずに静止していることができるのは、この状況の時だけである。ガイド・プレートが引込位置にあるときには、糸は、糸がアームの捕捉端部の進行経路を横切る領域内をガイド・プレートによって導かれ、その結果として、ドラムのドライブが始動して、ドラムが回転する。同時に、上述の「マスタ・スレーブ」接続によってドラムからアーム上にトルクが伝達され、その結果としてアームが回転し、アームの捕捉端部が糸を捕捉して、回転ドラム上に糸を導き、このドラム上の糸送出領域と糸出口領域の間で、糸がさらに巻き取られる。回転ドラムの周りで折り返すことによって糸の進行経路の長さを延長することにより、自由な糸がなくなるようにする。同時に、回転ドラムに糸を巻き取る間に、アームは、糸の張力の大きさ及びドラムからアームへのトルクの伝達のための結合力の設定値に対応する特定の力で糸に作用する。これにより、糸の張力は交差ボビンへの巻取りの際に安定する。糸に作用する張力のレベルに応じて、またアームと回転ドラムの間のトルクの伝達の設定段階に応じて、アームは、回転ドラム上に糸を巻き取ることをサポートする、又は反対に、回転ドラムから糸をほどくことをサポートする、すなわち糸の張力の変化を補償する。
【００１０】
これら周知の機構の欠点は、回転ドラムとアームの間の正しい磁気結合、電磁気結合又は摩擦結合、すなわちトルクの伝達の設定の要求が比較的厳しいこと、及びこの要求の厳しい設定が、インターストレージの前後の糸の進行経路内に配置された繊維機械のその他の協働部分に関連していることである。また、ドラムとアームの間でトルクを伝達するための結合の設定の長期安定性及び反復性を、特に紡績機械の異なる操作ユニットで実現することも課題である。これらの実施例の別の欠点は、アームが回転ドラムの速度より高い回転速度になることができないこと、及び糸の引張り（張力）の影響がなければ、アームは常にドラムの回転方向に回転しなければならないことである。この実施例の別の欠点は、制御された可動ガイド・プレート、或いはアームの捕捉端部の移動経路の外側に、又はアームの捕捉端部の進行経路を横切るように糸を導く別の装置を使用する必要があることである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】独国特許第２０５６５９３号
【特許文献２】独国特許第２５５３８９２号
【特許文献３】独国特許第２７１７３１４号
【特許文献４】チェコ共和国特許第２３７３５７号
【特許文献５】チェコスロバキア特許第１９８１６４号
【特許文献６】チェコスロバキア特許第２０７６７７号
【特許文献７】チェコスロバキア特許第１９６２０４号
【特許文献８】欧州特許第１４５７４４８号
【特許文献９】欧州特許第１７１７１８２号
【特許文献１０】欧州特許第２０７５３５８号
【特許文献１１】米国特許第４５５８２６５号
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】Ｃｈｉａｓｓｏｎ及びＪｏｈｎ  Ｎｅｌｓｏｎによる「Ｍｏｄｅｌｉｎｇ  ａｎｄ  ｈｉｇｈ  ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｏｆ  ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｍａｃｈｉｎｅｓ」、ＩＳＢＮ  ０−４７１−６８４４９−Ｘ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、従来技術の欠点を解消する、又は少なくとも最小限に抑え、特に、必然的に生じる回転ドラムからアームへのトルクの伝達の必要をなくし、ドラムの回転速度に関わりなくアームがどちらの回転方向にも独立して動くことができるようにし、速度や生成されるトルクなど、アームの様々なパラメータを中央で電子的に設定することを可能にし、糸の可動ガイド・プレートを使用する必要をなくし、全体としてシステム全体の動的応答を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の目的は、被動ロータリ・ドラムが電気モータで構成される第１のドライブに結合され、補償ロータリ・アームが電気モータで構成される第２のドライブに結合され、両モータが紡績機械の制御システムに接続可能であることにその原理を有する、糸のドラム・インターストレージによって達成される。
【００１５】
この解決策の利点は、アームの速度及び生成されるトルクがインターストレージ（ドラム）の作用面の回転の速度及び方向に関わらず必要に応じて独立して制御可能となるように機械の制御システムによって制御される独立したドライブによってロータリ・アームが駆動され、これにより、自動化されている繊維機械の操作ユニットの付随動作の自動化の際にストレージを使用する可能性が広がる点である。
【００１６】
繊維機械の操作ユニットにおいて糸のドラム・インターストレージを制御する方法の原理は、それ自体のモータを有する補償ロータリ・アームの回転が、連続紡績時に糸に一定トルクを発生させて、糸を交差ボビンに巻き取るのに必要な糸張力を発生させ、連続紡績から中間状態に移行したときに、補償ロータリ・アームの速度及びトルクが少なくとも部分的にはドラムの回転速度から独立して制御されるように、ドラムのドライブの回転に従って制御されることにある。
【００１７】
本発明は、以下の図面に概略的に示してある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明による繊維機械の操作ユニットの１つの可能な構成を示す図である。
【図２】糸のインターストレージの構成の長手方向断面図である。
【図３】インターストレージ全体の制御を示す図である。
【図４】アーム・モータのトルクを制御する例示的な方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
糸のドラム・インターストレージは、少なくとも１つの操作ユニットを有する繊維機械の操作ユニットに適用される。操作ユニットでは、例えばステープル・ファイバ００など、シルバー・バンド又はファイバ・バンドなどの形態に構成されたステープル・ファイバから糸０を形成し，その後生成した糸０をボビン４に巻き取る、個々の装置が配列される。
【００２０】
ステープル・ファイバ００は、例えばシルバー・カンなど、図示しない収容装置から給糸装置２に送出される。給糸装置２は、所要量のステープル・ファイバ００を、その先に配列されている紡績ユニット３に供給する。給糸装置２は、使用する紡績ユニット３のタイプに応じた適当な構造を有している。紡績ノズルを有する紡績ユニット３を使用する場合には、給糸装置２は、通常は１対の給糸ローラ２０で構成される。これにより、それらのうちの少なくとも１つは、エネルギー源及び制御装置に接続されたドライブ６によって駆動される。さらに、このような給糸装置２の前に、例えばドラフティング機構など、ファイバ材料を事前に準備するための適当な装置を前置することもできる。紡績ロータを有する紡績ユニット３を使用する場合には、給糸装置２は、一般に１組の給糸ローラと給糸テーブルのセットで構成され、これに対して、結合用ローラを有するファイバ選択装置が割り当てられる。これにより、通常はファイバ材料から不純物を除去するシステムに接続される選択装置の後に、紡績ロータにつながるファイバ移送チャネルが後置される。
【００２１】
紡績ユニット３では、ステープル・ファイバ００を撚って糸０を生成し、これをドローオフ機構５によって紡績ユニット３からドローオフする。ドローオフ機構５は、通常は、１対のドローオフ・ローラ５２で構成されるが、原則として、接続されている装置５０によって駆動されるのは、そのうちの一方だけである。この装置５０は、エネルギー源及び制御装置に接続されている。
【００２２】
糸０のドラム・インターストレージ１は、糸０の移動方向に見て、ドローオフ機構５の奥に位置している。これにより、ドローオフ機構５と糸０のドラム・インターストレージ１の間の糸０の進行経路において、ドローオフ機構５から糸０のドラム・インターストレージ１のドラム１０の作用面まで、糸０の案内手段５１が配置される。
【００２３】
糸０のドラム・インターストレージ１は、エネルギー源及び制御装置に接続されたドライブに結合された、枢動可能に設置されたドラム１０を備える。糸０のドラム・インターストレージ１は、そのドラム１０の入口部分１００により、糸０の案内手段５１及び糸０のドローオフ機構５に向かって前方傾斜している。糸０のドラム・インターストレージ１のドラム１０の出口部分１０６に対して、糸０の移動方向のさらに奥に配列された、ドラム・インターストレージ１のドラム１０の作用面から糸０の巻取り装置８までの糸０の出力案内手段７が位置合わせされる。
【００２４】
ドラム１０の入口部分１００は、ドローオフ機構５からその先に配列されたドラム１０の中央部分１０１に向かって傾斜する円錐状表面として形成されている。糸０は、ドラム１０の中央部分１０１からドラムの出口部分１０６まで進み、そこで、以下で詳述するように、所定の方法で糸０に作用するドラム１０の出口部分１０６の外周の周りを回る糸０のガイド１０２を有する独立して駆動される可動アーム１０３の作用進行経路を通過する。
【００２５】
糸０のガイド１０２を有する可動アーム１０３は、独立して回転可能なシャフト１０４０に取り付けられる。このシャフト１０４０の回転軸は、ドラム１０の回転軸と同じである。独立して回転可能なシャフト１０４０は、ドラム１０のドライブから独立し、且つエネルギー源及び制御装置に接続された、それ自体のドライブに結合される。すなわち、ドラム１０とシャフト１０４０は、１つの共通の制御装置に接続された、それぞれ別個のドライブによって駆動される。したがって、独立して回転可能なシャフト１０４０は、制御装置からの信号に応じて、ドラム１０の回転から完全に独立して、すなわち回転方向及び回転速度の両方と発生するトルクの大きさ又は時間経過などの点で、さらには加速、減速及びその他の動的な動作パラメータ並びに動作モードの観点でも完全に独立して、回転することができる。
【００２６】
独立して回転可能なシャフト１０４０のドライブ、すなわち可動アーム１０３のドライブは、外部ドライブで構成されるか、或いは、例えばそのロータが可動アーム１０３を有する独立して回転可能なシャフト１０４０で構成される一体化電気モータとして、糸０のドラム・インターストレージ１に直接内蔵される。可動アーム１０３は、いわゆる補償ロータリ・アームを構成する。１実施例の実例では、独立して回転可能なシャフト１０４０のドライブは、永久磁石を有するブラシレス電気モータ、いわゆるＢＬＤＣモータで構成される。このようなＢＬＤＣモータは、１実施例の実例では、独立して回転可能なシャフト１０４０の回転の位置及び／又は速度のエンコーダ１０３１を備え、制御装置のコマンドに従って、また操作ユニットにおける技術的プロセスのその瞬間の必要に応じて、可動アーム１０３を用いて可逆動作を正確に制御し、独立して回転可能なシャフト１０４０を停止することを可能にする。
【００２７】
図１に示す実施例の実例では、ドラム１０は、糸０のドローオフ機構５の被動ドローオフ・ローラ５２と共通のシャフト上に位置する。これにより、糸０をドラム１０の中央部分１０１に巻き取るのに必要な初荷重を糸０に発生させるために、被動ドローオフ・ローラ５２の作用面の周速度とドラム１０の中央部分１０１の周速度を近づけるように、被動ドローオフ・ローラ５２の外径とドラム１０の中央部分１０１の外径が互いにほぼ対応する。ドラム１０の中央部分１０１は、円筒形であるか、或いは、図２に示すように、ドラム１０の入口部分１００から離れてドラム１０の出口部分１０６に向かって傾斜するようにわずかに円錐状になっていて、ドラム１０の作用面からの糸０の送出が容易になるようになっている。
【００２８】
図２に示す実施例の実例では、被動ドローオフ・ローラ５２は、ドラム１０の本体のまっすぐな部分である。すなわち、被動ドローオフ・ローラ５２は、直ちにドラム１０の入口部分１００に続く、円筒形表面１０５として構成される。これにより、ドラム１０自体がドライブに結合される。このドラム１０のドライブは、例えば図１のドライブ５０のような外部ドライブとして構成されるか、或いは、例えば以下に詳述するＢＬＤＣモータ１１０など、可動アーム１０３のドライブから独立してドラム１０の内部空間に直接内蔵された特殊ドライブで構成される。このようにして、一体化多目的モータが構成され、そのロータが、糸０のドローオフ機構５の被動ドローオフ・ローラ５２の機能及び糸０のドラム・インターストレージ１の被動回転ドラム１０の機能の両方を果たす。図２の実施例では、糸０のドラム・インターストレージ１のドラム１０のドライブは、永久磁石を有するブラシレス電気モータ１１０、いわゆるＢＬＤＣモータで構成され、そのロータ１０７は、ドラム１０に固く接続され、そのステータ１０８は、１対の軸受１０９０を援用してドラム１０が枢動可能に取り付けられた中央の非回転シャフト１０９に、固定して接続される。図示しない実施例の実例によれば、このようなＢＬＤＣモータ１１０は、ドラム１０のロータ位置及び／又は回転速度の図示しないエンコーダを備えることができ、機械の制御システムのコマンドに従って、また操作ユニットにおける技術的プロセスのその瞬間の必要に応じて、逆運動を正確に制御し、ドラム１０を停止させることを可能にする。
【００２９】
図２の実施例の実例では、独立して回転可能なシャフト１０４０は、中央の非回転シャフト１０９の空洞内に枢動可能に設置される。中央の非回転シャフト１０９は、可動アーム１０３に近い端部に、独立して回転可能なシャフト１０４０のモータ１０３０のステータ１０４を備える。ステータ１０４も中空であり、このステータ１０４内を、独立して回転可能なシャフト１０４０が通り、軸受内でステータ１０４内に取り付けられる。さらに、独立して回転可能なシャフト１０４０は、ＢＬＤＣモータ１０３０のロータ１０４１を担持し、ＢＬＤＣモータ１０３０のステータ１０４は、上述のように、中央の非回転シャフト１０９に取り付けられる。図示の実施例では、独立して回転可能なシャフト１０４０の反対側端部に対して、独立して回転可能なシャフト１０４０の回転の位置及び／又は速度の上述のエンコーダ１０３１が位置合わせされる。
【００３０】
図示の実施例の実例では、独立して回転可能なシャフト１０４０は短く、中央の非回転シャフト１０９の空洞の全長を貫通しない。
【００３１】
中央の非回転シャフト１０９は、機械のフレーム内に配列されるか、或いは場合によっては、機械のフレーム内に配列するための手段を備える。
【００３２】
図２から明らかなように、ドラム１０の出口部分１０６は、その端部に、拡張部１０６０を備え、これにより、可動アーム１０３の外側のドラム１０の作用表面からの糸０の望ましくない滑りを軽減又は解消する。
【００３３】
糸０の移動方向に見て可動アーム１０３の奥に、上述の糸０の出力案内手段７が配列され、糸０の移動方向に見てそのさらに奥に、糸０の巻取り装置８が配列される。糸０の巻取り装置８は、巻取り装置８の幅の中央部分に糸０を安定させる糸０の補助ガイド８０を備える。糸０の移動方向に見て補助ガイド８０の奥に、糸０が巻き取られる円錐ボビン４の幅に沿って糸０の分配装置８１がさらに配列される。図示の実施例の実例では、ボビン４は、糸０を巻き取るときにボビン４が取り付けられ、交差巻が形成される、回転する駆動ローラ８２によって駆動される。
【００３４】
ドラム１０のドライブの制御装置及び可動ガイド１０２の制御装置は、交差ボビン４上に糸０を巻き取るのに必要な張力を糸０に発生させるために連続紡績中に可動アーム１０３によって糸０上で一定トルクを発生させるように、両ドライブの制御を行う。この連続紡績のための一定トルクは、制御システムのパラメータを変化させることによって様々なタイプの糸について中央で設定することができ、したがって、ボビン４上での糸パッケージの必要とされる密度を達成することができる。
【００３５】
糸が切れたり、欠陥のある糸を除去したり、又は一杯になったボビンをからのチューブと交換したりするなど、中間状態では、アームの速度及びトルクの両方を、少なくとも部分的には、ドラムの回転速度から独立して制御する。図示しない糸品質センサがドラム上の糸ストレージに欠陥を検出した場合には、ドラムが動作していない場合でも、回転アームによってこのストレージをほどいて、廃棄する。長い糸の欠陥を検出し、その部分が既にドラムの外側にあって交差ボビン上に巻き取られているときに、アームを逆回転させ、且つ巻取り装置を逆転させることによってこの欠陥部分をボビンからドラムに巻き戻す。その後、その部分を前述のように除去することができる。
【００３６】
アームを駆動する電気モータとしては、より正確な制御のためにロータ位置及び／又は回転速度の追加エンコーダを備えることができる、永久磁石を有するブラシレス直流モータ、いわゆるＢＬＤＣモータを使用することが好ましい。
【００３７】
構造を簡単にするために、アームを駆動する電気モータは、ドラムの回転軸内に直接配置することが望ましい。機構全体をさらに単純化し、且つコストを削減するために、ドラムの内面に接続された外部ロータを有する電気モータによって、ドラムに個別の一体化ドライブを与えると有利である。また、利用するモータがＢＬＤＣモータ、すなわち永久磁石を有するブラシレス・モータであると有利である。
【００３８】
図３に示す実施例の実例では、本発明による糸のインターストレージの制御を示す図がある。ドラム１０のモータ１１０は、ドラム１０の回転速度を制御するモジュール１１１の出口に接続される。モジュール１１１は、双方向通信用導体レールによって、コマンド／通信ユニット１１２に接続される。コマンド／通信ユニット１１２には、双方向通信用導体レールによって、アーム１０３のトルク及び／又は速度を制御するモジュール１１３が接続される。モジュール１１３の出口には、アーム１０３のモータ１０３０が接続される。これにより、モータ１０３０は、例えばアーム１０３のシャフト１０４の変位角度を記録する、すなわちアーム１０３のモータ１０３０のシャフトの変位角度を記録するエンコーダ１０３１を備える。エンコーダ１０３１は、モジュール１１３の入口に接続される。機械の操作ユニットのコマンド／通信ユニット１１２は、継手１１４によって、機械の通信用導体レール１１５と、その先にある機械の中央制御システム１１６とに接続される。
【００３９】
連続紡績モードでは、アーム１０３のモータ１０３０のトルクは、２つの異なる調整サーカムフェレンスが形成されたときに、例えば修正ベクトル制御の方法を援用して制御される。２つの調整サーカムフェレンスとは、１つはトルクを監視及び制御するサーカムフェレンスであり、もう１つはモータの磁束を監視及び制御するサーカムフェレンスであり、これらのサーカムフェレンスは、それらが互いに影響を及ぼさないように形成される。この修正ベクトル制御の原理は、ステータ電流の空間ベクトルを、ステータ又はロータの磁束の空間ベクトル、或いは場合によってはその結果得られる磁束の空間ベクトルに合わせて配向することができる回転座標系における２つの直交する成分に分配することにある。これにより、ステータ電流の空間ベクトルのこれらの成分は、機械のトルク及び磁化を規定することになる。ステータ電流のベクトルのトルク生成成分は、磁束のそれぞれの成分と共に、モータのトルクを規定する。電気モータのベクトル制御方法は、文献、例えばＣｈｉａｓｓｏｎ及びＪｏｈｎ  Ｎｅｌｓｏｎによる書籍「Ｍｏｄｅｌｉｎｇ  ａｎｄ  ｈｉｇｈ  ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｏｆ  ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｍａｃｈｉｎｅｓ」、ＩＳＢＮ  ０−４７１−６８４４９−Ｘに記載されている。
【００４０】
上述の基準に従ってアーム１０３のモータ１０３０を制御する制御サーカムフェレンスの構成は、例えば、パーク変換を適用することを基礎としており、これを図４に示す。生成する糸のタイプに応じて、また得るべき糸パッケージのタイプに応じて、モータ１０３０の所要トルクＭの値が制御システムに入力され、その後、変換器２９によってモータ１０３０の電流Ｉｑの値に変換される。電流Ｉｑの入力値は、モータ１０３０の所要電圧Ｕｑに対応し、この所要電圧Ｕｑは、ＰＩアクチュエータ２１、逆パーク変換ユニット２３、及びＰＷＭ制御モジュール２４を介してアーム１０３の被制御モータ１０３０に送られる。モータ１０３０の電流Ｉｑも、パーク変換モジュール２６及びＡ／Ｄ変換器２５を介して被制御モータ１０３０に供給される。制御サーカムフェレンスは、制御電流Ｉｄ及び電圧Ｕｄに接続された調整ブランチをさらに備える。電圧Ｕｄは、第２のＰＩレギュレータ２２を介して、逆パーク変換ユニット２３及びＰＷＭ制御２４に送られ、さらにアーム１０３の被制御モータ１０３０に送られる。電流Ｉｄは、パーク変換モジュール２６及びＡ／Ｄ変換器２５を流れ、被制御モータ１０３０にも供給される。被制御モータ１０３０から、エンコーダ１０３１が、モータ１０３０のシャフトの変位の角度φを走査し、このデータが、フィードバック２７によって逆パーク変換ユニット２３に送られ、同時にパーク変換ユニット２６にも送られ、これら両ユニットを援用して、電流Ｉｄがゼロになり、電流ＩｑがトルクＭの入力値になるように、システム全体が調整される。調整後の電圧及び電流の値は、被制御モータ１０３０の入口に供給され、このモータが所要のトルクを生じ、アーム１０３が所要の方法で糸０に作用する。
【００４１】
図４に示す個々の量について、以下のパーク変換の式が成り立つ。
Ｉｄ＝Ｉα＊ｃｏｓ（φ）＋Ｉβ＊ｓｉｎ（φ）
Ｉｑ＝Ｉα＊ｓｉｎ（φ）＋Ｉβ＊ｃｏｓ（φ）
また、逆パーク変換については、以下の式が成り立つ。
Ｕα＝Ｕｄ＊ｃｏｓ（φ）−Ｕｑ＊ｓｉｎ（φ）
Ｕβ＝Ｕｄ＊ｓｉｎ（φ）＋Ｕｑ＊ｃｏｓ（φ）
【００４２】
このパーク変換を適用する方法は、本明細書では、単に、本発明によるモータ１０３０を制御する具体的な方法の考えられる実施例の一例として述べたに過ぎない。しかし当業者なら、モータ１０３０を制御するこれらの原理の知識を用いて、本発明によるモータ１０３０を制御するための要件を満たすその他の解決策を見いだすことができることは明らかである。例えば、米国特許第４５５８２６５号などに記載のいわゆるＴａｋａｈａｓｈｉの方法によるモータ・トルクの直接制御を適用することもできる。
【００４３】
また、図４に示すアーム１０３のモータ１０３０を制御する制御サーカムフェレンス及びその機能は、制御装置又は制御マイクロプロセッサの制御プログラムのプログラム・ブロックとして実装することができることも明らかである。
【符号の説明】
【００４４】
０  糸
００  ステープル・ファイバ
１  ドラム・インターストレージ
２  給糸装置
３  紡績ユニット
４  ボビン
５  ドローオフ機構
８  巻取り装置
１０  ドラム
【図１】
2014020000.tif 000003
【図２】
2014020000.tif 000004
【図３】
2014020000.tif 000005
【図４】
2014020000.tif 000006