IT9048442A1 - Sistema per l'avvolgimento di precisione di filati ad alta velocita' - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

a corredo di una domanda di brevetto per invenzione avente per titolo:

"Sistema per l'avvolgimento di precisione di filati ad alta velocità"

Fondamento e scopi della presente invenzione

La presente invenzione si riferisce in generale all'avvolgimento di filati tessili, filamenti o simili di materiali naturali, fatti dall'uomo o sintetici, tutti indicati nella presente domanda come "filati", e più in particolare all'avvolgimento di precisione ad alta velocità di confezioni di filato su una macchina di avvolgimento di precisione avente una struttura ad elica per guidare il filato avanti e indietro tra le estremità della confezione nel corso del processo di avvolgimento , ed incorporante sensori e controllori per regolare l'azionamento dell'elica, l'azionamento dell'alberino per il controllo della confezione di filato, e l'azionamento di pressione verso il basso per produrre una confezione altamente uniforme che sia esente da effetti fiocco una volta che si inietta per i processi di in tura e slmili

mento di guida ad un altro è essenziale.

Uno dei tipi ampiamente usati di sistemi di avvolgimento a filo incrociato impiegati nell'industria tessile è del tipo descritto nel brevetto U.S. 3.823.886 concesso a Maschinenfabrik Scharer, il quale comprende una prima ed una seconda guida per il filato a elica o di tipo a pale ruotabile in direzioni opposte rispetto a corrispondenti assi di rotazione le quali sono scambiate tra di loro, associate a corrispondenti elementi di guida sagomati sostanzialmente a circonferenza forniti per ognuna delle guide per il filato, centrati sui rispettivi assi di rotazione delle guide del filato per cui i tratti di guida si intersecano tra di loro corrispon dentemente ad una coppia di punti diametralmente opposti per sovrapporre le guide del filato a questi punti. Altri sistemi di attraversamento del filato di questo tipo generale comprendente guide di tipo a pale o ad elica ruotanti sono descritti nel brevetto U.S. No. 4.561.603 del 31 Dicembre 1985, No. 4.585.181 del 29 Aprile 1986 e No. 4.646.983 del 3 Marzo 1987, tutti concessi alla Barmag Barmer Maschinenfabrik A.G.

E' stato conveniente, finora, per esempio nelle macchine incannatrici di Scherer, di tentare il controllo dell'avvolgimento nello sforzo di otl'uso di una singola guida per il filato che si muoveva in una direzione e indi nell'altra, ma creava problemi di trasferimento del filato da una guida all 'altra.

Benché le disposizioni di azionamento comprendenti due elementi di guida, uno in movimento in una direzione e l'altro nella direzione opposta, abbiano assunto forme come azionamenti a cinghia o a catena per le guide per il filato che le muovono in linea retta secondo la trasversale, è entrato in ampio uso l'impiego di pale o dischi ruotanti che agiscono come guide per il filato muovendosi secondo la trasversale lungo un arco di circonferenza. Queste guide per il filato di tipo a pale o a dischi ruotanti si muovono secondo un percorso continuo senza alcuna brusca variazione di velocità o di direzione, per cui l'unica inerzia che si presenta è in connessione con l'inerzia del filato stesso ad ogni punto di inversione. Comunque, si deve avere cura di mantenere Io stretto controllo del filato quando questo viene trasferito da una pala o disco di guida del filato ad un'altra, in modo da evitare azione di morsicatura del filato che potrebbe avere un effetto nocivo sulla sua qualità. Comunque il pieno controllo del filato nel corso del trasferimento da un eiePrima dell'introduzione dell'estrusione di filamenti continua, della testurizzazione e di simili procedimenti ad alta velocità di produzione di filati, i meccanismi tradizionali per produrre il meccanismo di attraversamento necessario per disporre il filato in una confezione comprendeva una.lumaca scanalata la quale o impegnava direttamente il filato o azionava una guida del filato in modo da fare si che questo effettuasse un movimento di attraversamento alternativo. Questi meccanismi erano limitati in velocità di funzionamento e in uniformità delle confezioni prodotte da tali meccanismi.

Al momento del più recente sviluppo di procedimenti di produzione di filati ad alta velocità, si accrebbe la domanda di incannatrici aventi velocità di funzionamento molto più alte. Una forma di meccanismo di attraversamento proposta per tali incannatrici ad alta velocità comprendeva guide per il filato di tipo a scanalature montate su elementi di azionamento disposti in stretta vicinanza che si muovevano in direzioni opposte secondo la trasversale per cui il filato veniva portato da una estremità della trasversale all'altra da una guida per il filato é veniva indi trasferito ad un'altra guida per il filato in modo da essere riportato nella direzione opposta. Questo evitava problemi di inerzia relativi altenere uniformità nelle confezioni avvolte regolando un motore di azionamento il quale azioni le pale o eliche di guida del filato e l'alberino della confezione. Comunque, si è trovato che questa disposizione non fornisce controllo sufficiente dei vari parametri che influenzano l'uniformità della densità dela confezione di filato per ottenere la desiderata misura di uniformità della confezione di filato in cui le confezioni siano esenti da effetto fiocco quando sottoposte a processi di tintura, e che abbiano tale uniformità in ogni modo sino al fondo della confezione in modo che gli strati interni del filato non debbano essere scartati, lo ho trovato, comunque, che fornendo separati motori di azionamento che forni scano sistemi di guida separatamente controllati per l'azionamento dell'alberino, per l'azionamento dell'elica, e per l'azionamento della pressione verso il basso, fornendo così tre indipendenti sistemi a motore elettrico che possono essere separatamente controllati, si può appropriatamente stabilire e regolare il passo e la tensione nel corso dell'avvolgimento della confezione in modo da mantenere le desiderabili densità o tensione del filato attraverso tutta la confezione, e si assicura l'esenzione dallo sviluppo di configurazioni a fiocco nel corso dell'avvolgimento della confezione, le quali sono nocive nel corso del processo di tintura.

Breve descrizione dei disegni

La figura 1 è una vista in elevazione frontale del sistema di avvolgimento di filati della presente invenzione, che mostra le porzioni della incastellatura associata ai componenti che si riferiscono alla produzione della confezione di filato, con porzioni inferiori dell'incastellatura non mostrate;

la figura 2 è una vista in sezione verticale del sistema, fatta secondo la linea 2-2 della figura 1;

la figura 3 è una vista in sezione orizzontale che mostra la parte inferiore della piattaforma mobile che sostiene gli elementi ad elica di guida del filato e il loro azionamento, fatta lungo la linea 3-3 della figura 2;

la figura 4 è una vista in pianta dall'alto della piattaforma di sostegno dell'elica, delle eliche di guida del filato e degli associati elementi di guida fissi, del rullo trasversale e dei suoi supporti;

la figura 5 è una vista in sezione verticale che mostra il rullo trasversale e il meccanismo di azionamento dell'elica di guida per il filato e il motore elettrico di azionamento per esso, fatta lungo la linea 5-5 della figura 4;

la figura 6 è una vista in prospettiva esplosa del meccanismo ad elica di guida del filato e la piattaforma di supporto per esso, nonché gli associati componenti di azionamento;

la figura 7 è una vista frontale frammentaria che mostra una forma di meccanismo tenditore del filato per i 1 sistema ;

la figura 8 è una vista in elevazione laterale del tenditore del filato;

la figura 9 è una vista in sezione orizzontale fatta lungo la linea 9-9 della figura 8;

la figura 10 è un diagramma schematico di un tipico circuito di cella di carico per elaborare segnali di cella di carico provenienti da una cella di carico associata ad una delle condizioni rilevate nell'incannatrice, della presente invenzione, come per esempio la cella di carico del rullo trasversale;

la figura 11 è uno schema a blocchi del sistema di controllo del 1 ' incannatrice;

la figura 12 è uno schema a blocchi di una tipica sezione di controllo di motore elettrico proporzionale, integratore e derivatore (PIO) per il sistema di controllo dell'incannatrice;

la figura 13 è uno schema a blocchi di una tipica sezione di convertitore numerico-analogico ( DAC ) per il sistema di controllo dell'incannatrice; la figura 14 è una vista in elevazione frontale di una versione modificata dell'apparecchio di avvolgimento di filati della presente invenzione in cui il meccanismo di supporto del tubo è mobile invece del complesso del meccanismo di azionamento delle pale di guida del filato e del rullo premi-confezione, con le porzioni inferiori dell'incastellatura non mostrate ;

. la figura 15 è una vista in elevazione dal--l'alto della versione mostrata nella figura 14; -la figura 16 è una vista in elevazione laterale dell'apparecchio visto dalla sinistra della figura 15;

la figura 17 è una vista in elevazione laterale frammentaria dei braccio di sollevamento di supporto dei tubo e del meccanismo di leva di posizionamento per il complesso di testa di impegno del tubo associato al supporto del tubo di destra secondo come visto nella figura 15;

la figura 10 è una vista in sezione frammentaria attraverso il braccio della figura 17, fatta lungo la linea 18-18 della figura 17;

la figura 19 è una vista in prospettiva esplosa frammentaria della disposizione di azionamento de l meccanismo a pala di guida del filato, e di porzioni delle pale e dell'associata barra di guida curva;

la figura 20 è una vista in prospettiva di uno dei dispositivi di controllo della tensione del filato di alimentazione; e

la figura 21 è una vista in sezione frammentaria di parti dell'albero eccentrico che sostiene la coppia intermedia di pulegge dell'azionamento dell'alberino.

Descrizione particolareggiata di una realizzazione preferita

Con riferimento ai disegni, in cui numeri di riferimento uguali designano parti corrispondenti nelle diverse figure, e in particolare con riferimento alle figure 1 e 2, il sistema di avvolgimento di filati di precisione ad alta velocità della presente invenzione viene indicato generalmente coni! numero di riferimento 10 e comprende, in una realizzazione preferita, una incastellatura 11 di supporto formata fondamentalmente di elementi di acciaio angolari, comprendente elementi 12 di incastellatura principale verticali, ed elementi 13 di incastellatura orizzontali che si estendono tra gli elementi 12 verticali dell'incastellatura e sono fissi ad essi. Vicino alla porzione terminale superiore dell'incastellatura principale 11 c'è un gruppo di sostegno della confezione di filato, indicato generalmente a 14, comprendente un sottogruppo 15 di testa di impegno del tubo azionata e un gruppo 16 di testa di riscontro assialmente mobile che fornisce una contropunta girevole per il tubo 17 di confezione di filato su cui deve essere avvolta la confezione 18 di filato. I gruppi di testa 15 e 16 comprendono ciascuno una testa troncoconica 19 e 20, rispettivamente adattate in modo da adattarsi parzialmente nel centro cavo del tubo 17 della confezione di filato e comprendono tra di loro il tubo 17 e la confezione di filato 18. La testa condotta 19 è fissa su un alberino cilindrico 21 sostenuto nel blocco di sostegno 22 fissato su un braccio portante 23 portato dall'incastellatura principale 11 fissa, per esempio per mezzo degli elementi distanziatori 24 e dei bulloni 25 collegati agli elementi 12 dell'incastellatura principale verticali da una parte del1'incastellatura principale o agli elementi trasversali orizzontali che si estendono tra quelli. L'estremità dell'alberino 21 opposta alla testa condotta 19 sporge dal blocco di sostegno 22 e sostiene una puleggia 26 guidata da una cinghia 27 trascinata sulla puleggia 26 e su una puleggia conduttrice 28 di uscita sull'albero motore del motore elettrico 29 di azionamento dell'alberino. Il motore elettrico 29 di azionamento dell'alberino può essere convenientemente sostenuto anche dal braccio portante 23.

La testa di contropunta girevole 20 o opposta forma un sostegno amovibile per il tubo 17 della confezione di filato ed è sostenuta in modo da poter ruotare su un elemento 30 ad alberino retrattile e restituibile, per esempio per mezzo di cuscinetti a rulli, che sostiene una testa 20 di sostegno del tubo troncoconica, in modo che questa possa ruotare, sull'elemento ad alberino 30. L'elemento ad alberino 30 è sostenuto per il movimento assiale tra una posizione estesa, di sostegno del tubo, come illustrato nella figura 1, ed una posizione di rimozione del tubo_ ritratta in un manicotto 31 scorrevole lineare alloggiato nel blocco di sostegno 32 sostenuto da un altro braccio di sostegno 33 che si estende a partire dall'incastellatura principale 11, l'elemento ad alberino 30 avendo un dado interno 34 avvitato su un albero filettato 35 che sporge dal blocco di sostegno 32 dalla parte opposta rispetto alla testa 20 di sostegno per il tubo. Sull'albero filettato 35 è fornita una puleggia 36, condotta per mezzo di una cinghia 37 trascinata su una puleggia conduttrice 38 sull'albero motore di un motore elettrico 39 a corrente continua che funziona nel modo a coppia costante e che forma un motore di levata per tirare indietro o levare una confezione 18 completamente avvolta ed il relativo tubo 17 associato quando la confezione è completamente avvolta. L'eccitazione del motore elettrico 39 di levata effettua la rotazione dell'albero filettato 35 attraverso il sistema di pulegge 38, 36 e la cinghia 37, facendo si che la vite 34 portata dall'elemento ad alberino 30 venga condotta dalla filettatura sull'albero filettato 35 in direzione tale da ritrarre assialmente l'elemento ad alberino 30 e la testa di sostegno 20 del tubo attraverso una corsa di circa 3,8 cm (1,5 pollici), tirando indietro la testa 20 di sostegno del tubo di contropunta girevole dalla relazione di sostegno del tubo, permettendo che il tubo 17 e la confezione 18 vengano levati o tirati indietro. Un nuovo tubo 17 di confezione di filato vuoto viene sostituito adattando una estremità del nuovo tubo 17 vuoto sulla testa 19 di sostegno di riscontro del tubo e attivando il motore elettrico 39 di levata per far ruotare l'albero filettato 35 e azionare assialmente l'elemento ad alberino 30 nella testa 20 di sostegno del tubo attraverso una corsa di ritorno alla posizione di sostegno del tubo mostrata nella figura 1.

Una sotto-incastellatura 40 mobile viene guidata per il movimento verticale verso l'alto e verso il basso nell'incastellatura principale 11 tra gli elementi 12 dell'incastellatura verticali, per esempio, per mezzo di aste di guida 41 verticali che scorrono in manicotti o braccioli 42 di guida fissati ad appropriate porzioni dell'incastellatura principale 11. La sotto-incastellatura 40 mobile verticalmente comprende un rullo trasversale ed una piattaforma superiore 43 di sostegno dell'elica di guida del filato alla estremità superiore della sotto- incaste 11 atura 40, collegata per mezzo degli elementi verticali 44 della sotto-incastellatura ad un elemento 45 orizzontale di fondo della sotto-incastel latura per formare una sottoincastellatura mobile unitaria la quale possa essere innalzata ed abbassata come richiesto quando sul tubo 17 si sta formando la confezione 18 di filato. La piattaforma superiore 43 sostiene un rullo trasversale 46 sostenuto nelle staffe di supporto 47 corrispondentemente a sue estremità opposte, almeno una delle quali è sostenuta su una cella di carico 48 montata sulla superficie superiore della piattaforma 43 e disposta tra la superficie rivolta verso l'alto della piattaforma 43 e le superfici di fondo delle staffe 47 di sostegno del rullo trasversale. Il montaggio del rullo trasversale 46 sulla cella di carico 48 e la circuiteria di elaborazione associata ai segnali di uscita provenienti da queste celle di carico forniscono un sistema di rivelazione e di controllo della pressione verso il basso, come descritto nel seguito con maggiori particolari, per mantenere appropriate proprietà di pressione verso il basso sensibili alla pressione della confezione sul rullo trasversale e facendo sì che la piattaforma 43 venga innalzata e abbassata rispetto all'asse deH'alberino per mantenere lo appropriato avvolgimento della confezione. La cella di carico 48 pud essere del tipo messo in vendita dalla Transducer Techniques, Ine. di Rancho, California, descritto come celle di carico a basso profilo, che incorpora trasduttori ad estensimetro che forniscono un segnale di uscita proporzionale al carico su di un elemento, che in questo caso è il rullo trasversale 46. Questo fornisce un segnale di uscita molto accurato ed affidabile rappresentati vo della pressione verso il basso della confezione di filato sul rullo trasversale, fornendo una struttura ad asta o simile avente adatte superfici di sostegno per una pluralità di estensimetri elettrici ed utilizzando gli estensimetri elettrici di trasduzione per misurare gli sforzi di taglio provocati dai carichi applicati. L'effetto di trasduzione di un estensimetro permette l'accurata traduzione di una data quantità di sollecitazione imposta su di una superficie da un carico nel suo equivalente elettrico, dando come risultato una accurata misurazione di sollecitazione. Per fornire tali misurazioni di sollecitazioni di taglio possono essere efficacemente impiegati estensimetri a foglia, a semiconduttore, o di altro tipo. Tipicamente, gli estensimetri sono collegati in una rete a ponte di Wheatstone per fornire la corretta uscita. I principi dello estensimetro impiegato possono essere simili a quelli descritti nei precedenti brevetto U.S. 3.927.560 e 4.127.001, come esempi tipici.

Pure montata sulla piattaforma di traslazione verticale 43 della sotto-incastellatura mobile 40 c'è una coppia di pale o eliche 50a, 50b di guida del filato che ruotano in direzioni opposte secondo percorsi appropriati immediatamente al disopra della barra 51 di guida del filato ricurva fissata alla piattaforma di traslazione verticale 43 e avente un bordo di lavoro 52 curvo convesso, che misura quanto una zona di attra versamento del filato di appropriata larghezza tra una coppia di rotaie 53, 54 di guida di controllo di estremità. Come sarà ben compreso da coloro i quali sono esperti nella tecnica relativa, le pale di elica 50a, 50b di guida del filato e la barra 51 di guida del filato fissa e le rotaie 53, 54 di guida di controllo di estremità formano una stazione di avvolgimento del filato in virtù della quale l'elica e pala 50a superiore di guida del filato, come meglio mostrato nella figura 4, attraversa il filato, indicato a 55, dalla cima al fondo (come mostrato nella figura 4) o da destra verso sinistra come visto nella figura 1, secondo la lunghezza della confezione 18 e, dopo il trasf erimento alla elica o pala 50b di guida quando il filato è protetto contro il movimento di disimpegno verso l'esterno dal sistema a pala per mezzo della rotaia 54 di guida di controllo di estremità. all'estremità inferiore o a sinistra del campo della trasversale, il filato 55 viene ri attraversato verso l'estremità superiore o a destra ove esso è nuovamente ritrasferito alla elica o pala 50a di guida del filato.

Il meccanismo di azionamento delle pale o eliche 50a, 50b di guida del filato comprende un albero motore 56 sostenuto per la rotazione secondo un'asse verticale, che è fisso alla pala o elica superiore 50a e si estende attraverso una apertura centrale nella pala o elica inferiore 50b. La pala o elica inferiore 50b è fissa ad un elemento a puleggia superiore 57, sotto forma di tazza che si apre verso il basso o cilindro cavo, avente una porzione centrale a collare 57a circondata dai gruppi a cuscinetti a rulli 58 le cui porzioni esterne sono sostenute in una estensione 59a di un alloggiamento di sostegno 59 la porzione inferiore del quale sostiene la porzione esterna del gruppo a cuscinetti a rulli 60 circondante e montato sul puntello centrale o porzione ad alberino 61a della puleggia inferiore 61. I gruppi di sostegno 58, 60 sono mantenuti nell'alloggiamento di sostegno 59 dagli anelli di ritegno 62 e l'apertura centrale 57b nella porzione a collare centrale 57a della puleggia superiore 57 è di diametro sufficientemente grande per permettere la rotazione della puleggia superiore 57 rispetto ad un asse eccentrico A2 posizionato eccentricamente rispetto all'asse verticale Al che si estende attraverso i centri dell'albero motore 56 e della puleggia inferiore 61. L'estremità inferiore dell'albero motore 56 che aziona l'elica o pala superiore 50a è fissata contro la rotazione relativa nella formazione a bicchiere nell'alberino o porzione di puntello centrale 61a della puleggia inferiore 61, e la puleggia 61 è accoppiata da una ghiera di bloccaggio 63 e da un controdado 64 all'albero motore 65 del motore elettrico 66 di azionamento dell'elica o pala. Il motore elettrico 66 è montato su un adatto braccio portante 67 dipendente dalla piattaforma 43, con le sue a l i verticali distanziate verso l'esterno rispetto alle periferie delle pulegge 57, 61 superiore ed inferiore in mutua relazione eccentrica. Le superfici esterne delle pulegge cilindriche 57, 58 sono fornite di denti che si impegnano con formazioni di denti sulla. __ cinghia 68 senza fine dentata la quale è trascinata sulla puleggia inferiore 61, condotta direttamente dall'albero motore del motore elettrico 66 di azionamento dell'elica, il sistema a cinghia essendo disposto in modo da realizzare conduzione a rotazione della puleggia superiore 57 in direzione opposta. Questo viene ottenuto trascinando la cinghia 68 intorno ad un rullo folle o ad una coppia di pulegge tendi-cinghia su un albero di interconnessione, mostrato a 69, montato per la rotazione in un blocco di sostegno 70 e sporgente da entrambe le sue estremità fornendo porzioni terminali sulle quali viene avvolta la cinghia, la porzione superiore della cinghia essendo in un percorso orizzontale immediatamente al disopra del rullo folle 69 che si estende sulla periferia esterna della puleggia superiore 57 impegnandosi con i denti di questa.

L'intero gruppo di sotto-incastellatura 40 è mobile verso l'alto e verso il basso in risposta a segnali di pressione verso il basso derivati dal rullo trasversale 46 e dalle celle di carico 48, e dall'associata circuiteria, la quale attiva un motore elettrico di controllo di pressione verso il basso o motore elettrico 72 di posizionamento di piattaforma montato sull'incastellatura principale 11. II movimento verticale della sotto-incastellatura 40 e la traslazione verticale della piattaforma 43 è ottenuto, in un esempio preferito, per mezzo di un gruppo di bullone Acme, come indicato dal tirafondo verticale 73 sostenuto in modo da poter ruotare alla sua estremità inferiore in una staffa 74 portata da un'asta 75 orizzontale fissa la quale è fissata all'ossatura principale 11, formando parte di essa, e si estende attraverso il dado 76 portato dalla trasversa 45 inferiore dell'incastellatura della sotto-incastellatura 40 verticalmente mobile. La vite 73 iniziale Acme è condotta da una puleggia 77 fissata contro la rotazione relativa rispetto alla vite condotta 73, come per esempio mediante inchiavettamento della puleggia su una vite di conduzione, condotta da una cinghia 78 trascinata sulla puleggia 77 e sulla puleggia conduttrice 79 fissata all'albero motore del motore elettrico 72 di controllo di pressione verso il basso.

Sarà evidente dalla descrizione precedente, che il presente sistema, pertanto, fornisce tre motori elettrici che forniscono separati controlli sui tre principali fattori che determinano l'avvolgimento di precisione della confezione di filato in modo da fornire il desiderato livello di uniformità e l'assenza di effetto fiocco. In primo luogo, il motore elettrico 72 di controllo di pressione verso il basso control la la posizione verticale della piattaforma 43 di traslazione verticale che porta le eliche o pale 50a, 50b di guida del filato e l'associata struttura di guida del filato, così come il rullo trasversale 46 e le sue associate celle di carico 48. In secondo luogo, il motore elettrico 66 di azionamento di elica portato dalla piattaforma 43 verticalmente mobile determina la velocità di azionamento delle eliche o pale 50a, 50b di guida del filato e cosi la velocità di attraversamento del filato tra le estremità opposte della confezione che si sta formando. In terzo luogo, il motore elettrico 29 di azionamento del1'alberino portato dall'incastellatura 11 fissa aziona l'alberino 21 e la testa 19 di sostegno del tubo per far ruotare il tubo 17 della confezione di filato e cosi determinare la velocità di avvolgimento del filato sulla confezione.

Il controllo del motore elettrico 29 di azionamento dell'alberino è derivato dal gruppo tenditore del filato, indicato generalmente ad 80, per rilevare la tensione del filato entrante che va all'incannatrice e fornire segnali di uscita di cella di carico che vengono elaborati per effettuare la guida del filato in modo da mantenere una predeterminata tensione del filato e preservare l'uniformità di avvolgimento e di trascinamento del filato sulla confezione. Alternativamente, il proprietario ha l'opzione di avere un azionamento a velocità costante per il motore elettrico 29 del1'alberino invece di un sistema di controllo che sia sensibile al rilevamento della tensione del filato entrante.

Con riferimento in particolare alle figure 7-9, viene mostrato in queste figure una realizzazione preferita del gruppo tenditore 80 del filato il quale, in generale, può essere descritto come formante una coppia di guide 81, 82 per il filato le quali sono verticalmente distanziate lungo il percorso di alimentazione 83 del filato, con un braccio sensore 84 interposto tra queste che preme contro il filato e lo deflette lievemente fuori dal percorso del filato definito dagli occhielli nelle guide 81, 82 per il filato. In questo tenditore del filato, le guide 81, 82 sono formate come coppia di ali parallele piegate a partire da una piastra per formare una staffa 85 sagomata ad U avente una porzione di base trasversale 86 ed ali 86a, 86d piegate verso.1‘esterno che definiscono le guide 81, 82. Le ali 86a, 86b comprendono una porzione 86c a dito sporgente avente una superficie inclinata 86b che forma un lato di una porzione a gancio a triangolo troncato del dito che porta attraverso una formazione 86e di strozzatura in una formazione 86f ad occhiello generalmente circolare o arrotondata la quale riceve il filato e definisce il percorso 83 del filato tra le due guide 81, 82. La formazione occhielloo 86f dovrebbe essere abbastanza profonda da impedire che il filato sfugga quando avanza ad alte velocità, e la superficie inclinata 86d della porzione a dito 86c è posizionata e sagomata in modo tale che il filato si infili da solo da questa superficie nella formazione ad occhiello 86f. La porzione di base trasversale 86 è fornita di una scanalatura 86g al suo centro allungata nel senso della larghezza della porzione di base 86 e che riceve il braccio sensore 84, il quale è sotto forma di asta ripiegata, per esempio un'asta di acciaio inossidabile rivestita alla fiamma di ceramica avente il diametro esterno di circa 0,125 cm (1/8 pollici), che si estende da un blocco 87 avente sostegni 88 che imperniano il blocco su un’asta di imperniamento 88a che si estende tra i bracci di supporto 89 fissi. Il blocco 87 comprende una formazione a dito 87a sporgente che preme contro una cella di carico 90 sostenuta montando elementi distanziatori o un blocco dalla piastra di supporto che inoltre sostiene i bracci o gioco 89 che sostengono l'asta di imperniatura 88a cosi come sostengono la staffa 85 sagomata ad U formante le guide 81, 82. In pratica, questa piastra di supporto, indicata a 91, la quale inoltre deve essere fornita di una scanalatura per l'appropriato movimento della sonda 84 di contatto del filato, può essere ripiegata secondo una forma ad U come mostrato nei disegni per sostenere un ampi if icatore su piastra di circuito stampato e la piastra portante 92 per amplificare i segnali provenienti dalla cella di carico 90.

Un esempio preferito di sistema di controllo di incannatrice per 1 ’ incannatrice di precisione ad alta velocità della presente invenzione è indicato sotto forma di schemi a blocchi nella figura 11, in cui il sistema di controllo si mostra che comprende una sezione di motore elettrico MS, una sezione numericoanalogica indicata a D/A, e una sezione ana log i co-numerica, indicata a A/D, che sono connesse ad un microprocessore indicato a MP. Per descrivere il funzionamento globale, il microprocessore MP scrive dati di comando al sottosistema di controllo numerico proporzionale, integratore, derivatore (PID). Questi dati di comando determinano la velocità, la decelerazione, e le caratteristiche di risposta di servo-meccanismo di ognuno dei tre motori elettrici, cioè il motore elettrico 29 di azionamento dell'alberino, il motore elettrico 66 di azionamento di elica o pala, e il motore elettrico di controllo 72 della pressione verso il basso. La risoluzione di ogni controllore è di uno in 4.294.967.296 o 32 bit. Conseguentemente, possono essere ottenuti rapporti di velocità altamente precisi tra il motore elettrico per l'alberino e l'elica. Questa tecnica di controllo inoltre permette che i motori elettrici in corrente continua 29, 66 e 72 vengano fatti funzionare nel modo di posizione. Questo è vantaggioso per il sistema di carrello 40 controllato dal motore elettrico 72 del carrello, quando il microprocessore sta posizionando il carrello 40 e la piattaforma 43 in risposta alla pressione sulla confezione di filato 18 secondo come misurato dalla cella di carico o dalle celle di carico 48 associate al rullo trasversale 46. Il circuito associato alla cella di carico 48, da descrivere nel seguito invia un segnale al microprocessore MP proporzionale alla pressione sulla confezione. Se questo valore è maggiore rispetto al punto di regolazione programmato, il microprocessore MP abbassa la posizione del carrello 40 e la piattaforma 43 fino a che il valore del punto di regolazione non viene ricevuto dalla cella di carico 48. Indi si comanda al motore elettrico 72 del carrello di fermarsi.

Il sottosistema numerico-analogico D/A comprende due convertitori, ai quali il microprocessore MP scrive dati per stabilire punti di regolazione della corrente di tenditore per il gruppo tenditore 80 e per la corrente del motore di levata per il motore di levata 39. L'uscita del 0/A controlla il ciclo di rendimento di uno stadio di potenza a modulazione di larghezza di impulso (PWM). Questo ciclo di funzionamento può essere fatto variare da 0 a 100%. Conseguentemente, la corrente di tenditore e la corrente del motore elettrico di levata può essere variata da 0 a 100X. La tensione o corrente è direttamente proporzionale alla tensione di filato amplificata sviluppata da un dispositivo di messa sotto tensione elettromagnetico. La corrente del motore di levata per il motore elettrico 39 è direttamente proporzionale alla forza esercitata sul tubo per tintura 17 da parte del sistema a contropunta girevole (la testa 20 di sostegno del tubo a contropunta girevole).

Con riferimento al sistema analogico-numerico A/D, il microprocessore MP controlla una varietà di valori analogici nel sistema di avvolgimento per mantenere, i parametri, l'efficienza e la capacità diagnostica del sistema. I tre parametri di sistema controllati sono (1) la cella di carico 48 di pressione verso il basso per stabilire pressioni di corrente, (2) la corrente di tenditore che stabilisce che il tenditore è operativo e che il valore è sufficiente affinchè il tensiometro possa mantenere il controllo e (3) la cella di carico 90 di tensiometro che trasmette la tensione del filato di corrente al microprocessore. Gli altri cinque ingressi di A/D al sottosistema A/D analogico-numerico sono usati per controllare le alimentazioni del sistema e le correnti del motore elettrico per un funzionamento sicuro contro i guasti e funzioni diagnostiche.

Nello schema a blocchi della figura 11 viene inoltre mostrato, come parte del sistema di controllo globale dell'incannatrice, un sistema di arresto di movimento indicato a SM, che fornisce mezzi per determinare se sia rotto il filato proveniente dalla confezione di alimentazione. Questo sistema di arresto di movimento può essere un sistema di arresto di movimento ottico del tipo attualmente disponibile in commercio che genera un segnale applicato al microproces' sore come segnale di interruz ione . Questo segnale di interruzione forza il microprocessore a fermare l'ese--cuzione del programma corrente e a realizzare immediatamente routine stabilite dal software che appropriata mente fermano il processo di avvolgimento e segnalano che occorre l'aiuto dell ' operatore .

Inoltre ,come aggiuntivo ausilio di comunicazione per comunicare con gli operatori e il personale dell'impianto, il microprocessore nella realizzazione llustrata è collegato ad una tastiera e a un visualizzatore, indicati a KB/O nella figura 11, e mediante un collegamento di comunicazione CL attraverso una linea di trasmissione seriale RS 485 ad un calcolatore ospite (host computer). Le comunicazioni onboard fornite alla sezione KB/D di visualizzazione e di tastiera permettono al microprocessore MP di riferire lo stato di macchina all'operatore e di ricevere richieste di attività da parte dell'operatore. La linea di collegamento di comunicazioni permette al mi croprocessore di acquisire tutti i dati di operazioni, come per esempio la velocità del filato, la massima metratura, il massimo diametro, il passo, la pressione verso il basso, ecc. che il personale di impianto può avere programmato in un calcolatore ospite .

Con riferimento ora alla figura 12, viene mostrato sotto forma di schema a blocchi un esempio di sezione di controllo di motore elettrico MS della realizzazione illustrata, comprendente un sottosistema numerico che riceve dati dal microprocessore MP e dal codificatore di albero motore ed è designato come controllore proporzionale, integratore, derivatore (PID) in tempo reale. Il microprocessore scrive dati al controllore PIO per stabilire rapidità di decelerazione, velocità, posizioni, limiti di errore, guadagno di sistema, ecc., del motore elettrico associato, o il motore elettrico 29 del 1 ' alberino , o il motore elettrico 66 dell'elica, o il motore elettrico 72 del carrello. Verrà compreso che una tale tipica sezione di controllo di motore elettrico come quivi descritto è fornita per ognuno di questi tre motori elettrici. L'informazione di decodificatore di albero (segnali di indice/seno/coseno) genera dati di contro reazione al controllore PIO come la velocità e la posizione del motore. L'uscita del controllore PIO è un segnale a modulazione di larghezza di impulso (PWM) che varia da 0 a 100% "ON" all'elemento conduttore a motore elet trico, ON pieno o 100% PWM corr i spondendo alla massima velocità e/o coppia del sistema a motore elettrico a corrente continua. I controllori PIO calcolano quali sarebbero i segnali di decodificatore, in base a dati di comando dal microprocessore MP e i parametri di filtro specifici intrinseci a questo tipo di controllo. Deviazioni tra i dati effettivi (codifica tore) e calcolati (comando) vengono controllate per vedere se esse eccedono limiti programmati. Se questi limiti vengono ecceduti, viene generato un segnale di errore al microprocessore MP per un ulteriore azione. Per esempio, se l'albero motore viene bloccato e il microprocessore PM richiede una velocità di 100 giri per minuto, il controllore PID vedrà un errore di velocità poiché l'albero non sta girando. Il microprocessore MP risponderà a questo errore cancellando il comando di velocità e avvisando all'operatore della presenza di un problema con questo motore. Una sezione di traslazione di livello e di pilotaggio di FET, indicata a LT, viene fornita per convertire il segnale modulato in larghezza di impulso PID in un segnale di potenza dello stesso ciclo di rendimento che piloterà i FET. Il senso della corrente assicura che ne il motore elettrico ne i FET verranno sottoposti a sovracorrente e cosi danneggiati. Questo inoltre fornisce il controllo di coppia del motore elettrico.

La figura 13 mostra sotto forma di schema a blocchi una tipica sezione di convertitore numerico-analogico (DAC) come per esempio le sezioni indicate a D/A nella figura 11. Il convertitore numerico-analogico DAC accetta informazioni numeriche dal microprocessore MP e le converte in un segnale analogico. Questo particolare DAC è un dispositivo ad 8 bit; 0-5 V de. Questo significa che la risoluzione dell'uscita è di 1 in 255 o 0,0196 V per bit. Metà scala sarebbe 128 o 128 x 0,0196 uguale 2,5 V de. Questo segnale analogico controlla un modulatore di larghezza di impulso (PWM): ciclo di rendimento 0 V dc-0%, 5 V de uguale 100% del ciclo di rendimento. Conseguentemente, il microprocessore MP può controllare il ciclo di rendimento del modulatore di larghezza di impulso per il motore elettrico di levata 39. In questo caso, la corrente è controllata dal PWM. Se è richiesto il 50% della coppia del motore elettrico per porre il sostegno 17 del tubo della confezione, il microprocessore comanderà 128 al DAC in direzione tale che lo stantuffo si muova verso l'esterno verso il tubo della confezione. Per ritrarre il sostegno del tubo, il microprocessore comanderà il 60% di coppia nella direzione opposta. La direzione è controllata dal microprocessore tramite il relè.

Per riassumere i segnali rilevati e i segnali di controllo per il sistema di controllo dell'incannatrice comprendono quanto segue:

"SEGNALI "..RILEVATI

Celle di carico

0,5 V dal Rullo Trasversale rappresenta 0-24 kg forza (0-53 libbre forza) (A/D)

0,5 V dal Tensiometro rappresenta 0-125 g (a A/D)

Altro

0,5 V di tensione continua rappresenta 0-25 mA nel Tensiometro - questo assicura che il Tensiometro è elettricamente operativo (a A/D).

.0-5 V di tensione continua.rappresenta 0-corrente.piena nel motore elettrico di levata - questo permette al microprocessore di assicurare che il motore elettrico di levata è operativo e di stabilire il valore della Coppia del motore elettrico (corrente) (a A/D).

Si controllano tutte le alimentazioni del sistema per essere sicuri che le tensioni elettriche siano entro le specificazioni: 160 V di tensione continua, 5 V di tensione continua, 15 V di tensione continua, 34 V di tensione continua.

Movimento di arresto

Un livello numerico informa il microprocessore se il filato si sta muovendo o no. Questo permette al MP di rilevare un filamento di filato rotto nel corso del processo di avvolgimento.

"SEGNALI" DI CONTROLLO Airalberino, all'elica e all'alimentazione superiore 1) Accelerazione

2) Velocità

3) Massimo errore di posizione

4} Guadagno proporzionale

5) Guadagno di derivatore

6) Guadagno e limite di integratore

Motore elettrico del carrello

1) Tutti i precedenti

2) Posizione

Tensione

1) Valore numerico per stabilire il livello di tensione (D/A)

Motore elettrico di levata

1) Valori numerici per stabilire la coppia e la direzione del motore di levata

(D/A)

Un riassunto dello schema di controllo fornito dal sistema di controllo della incannatrice è come segue:

RIASSUNTO DEL SISTEMA DI CONTROLLO DELLA

INCANNATRICE

A) I parametri del motore elettrico 29 dell'alberino, del motore elettrico 66 dell'elica, e del motore elettrico 72 del carrello o della alimentazione superiore sono derivati dal' 1ingresso dell'operatore e dalle messe a punto di fabbrica.

B) La posizione del carrello 40 è determinata dalla cella di carico 48 del rullo trasversale. Il punto di regolazione di pressione è derivato dall'ingresso dell'operatore. Ogni qualvolta la cella di carico 48 del rullo trasversale eccede questo punto di regolazione, si comanda al carrello 40 di portarsi ad una nuova posizione, più bassa. Il modulo della correzione dipende dal modulo del segnale della cella di carico sul punto di regolazione.

C) Sono disponibili due livelli di controllo di tens ione.

1) Il punto di regolazione di tensione è stabilito dall'ingresso dell'operatore. Il MP usa la contro reazione di corrente come meccanismo di sicurezza contro i guasti.

2) Il punto di regolazione di tensione viene stabilito dall'operatore. Il MP stabilisce un valore per il tensiometro che corrisponde a questa tensione nel corso di una condizione statica. Comunque, quando 1'incannatrice comincia a funzionare, il MP legge la cella di carico 90 del tensiometro e confronta questo valore con il valore di comando. Questo permette al sistema di funzionare tanto velocemente quanto permetterà la tensione di ingresso - poiché il valore di tenditore potrebbe essere ridotto a 0 V di tensione continua e la tensione fornita all 'incannatrice potrebbe essere una somma di tensione di alimentazione (ingresso), attrito e resistenza d'attrito.

0) Il motore elettrico 39 di levata è un dispositivo controllato in coppia (corrente). Per assicurare che il tubo 17 di confezione venga fermamente tenuto, il MP comanderà un livello di coppia che corrisponda ad una certa forza assiale sul tubo. Il MP indi controlla la corrente per vedere se questo livello è stato raggiunto. Questo assicura che la confezione è fermamente tenuta tra i due sostegni del tubo e che la corrente può essere abbassata ad un valore di mantenimento per l'azionamento. Questo inoltre permette al MP di selezionare valori di coppia tali che la forza di disinserimento sia sempre maggiore rispetto a quella di inserimento. Perciò, una confezione di filato non dovrebbe mai staccarsi.

F) Il diametro esterno della confezione è determinato conoscendo la posizione del rullo trasversale 46. Questo viene ottenuto usando il codificatore di albero sul motore elettrico 72 del carrello in congiunzione al controllore PIO. La risoluzione è di approssimativamente 0,0000424 cm per impulso di posizione. Questo permette al microprocessore di calcolare la lunghezza della circonferenza.

Un tipico circuito di cella di carico, per l'impiego sia con la cella di carico 48 associata al rullo trasversale 46, o con la cella di carico 90 associata al tensiometro 80, è mostrato nella figura 10. La metà superiore del circuito mostrato nella figura 10 è semplicemente una alimentazione. Entrambe le alimentazioni sono progettate per l'inseguimento in modo da minimizzare l'errore di sistema dovuto ad alimentazioni non simmetriche. Tipiche sensibilità delle celle di carico sono 2MV/V. Conseguentemente, per una ali mentazione a 10V (+5; -5) il segnale di cella di carico di fondo scala sarà 20 MV. Questo stesso segnale potrebbe essere fornito da una deriva di 40 MV di una delle al imentazioni .

Il ponte di cella di carico, indicato a LCB, è eccitato da un alimentatore 5V; -5V per un totale di 10 Volt. Questo inoltre stabilisce il riferimento delle linee dei segnali a OV di tensione continua - o 1/2 tensione elettrica di ponte. Questo porta ad un semplice progetto di amplificatore che non richiede traslazione di livello. Il ponte è azzerato dalla rete resistiva attraverso il ponte di valori di 5,1 K, 1 K.

Il primo amplificatore operazionale Al ha un guadagno di circa 24 e una risposta a frequenza bassissima dovuta al condensatore di retroazione di 1 mF.

Questo per attenuare i segnali ad alta frequenza che sono in primo luogo dovuti a vibrazione.

Il secondo amplificatore operazionale A2 è lo stadio di fondo scala. Il guadagno di sistema è stabilito dalla tensione elettrica di retroazione del resistore di 50 K. Per la cella di carico 48 del rullo trasversale, una uscita di zero V di tensione continua rappresenta il peso del rullo trasversale 46 e sostegni - poiché questi effetti sono di proposito azzerati. Un fondo scala di 5 V di tensione continua rappresenta circa 24 kg forza sul rullo trasversale 46.

I due comparatori, CI e C2, LM339 sono usati come rivelatori di errore. Questi dispositivi sono prògettati in modo tale che se la cella di carico diviene negativa per più di 0,6V o va oltre 5V di tensione continua, al microprocessore MP viene inviato un segnale di errore. Il MP può indi fermare il processo e avvertire l'operatore.

Un'altra versione dell'apparecchio di avvol- . gimento di filati di precisione ad alta velocità è mostrata nelle figure 14-19, nelle quali si fa a meno della sotto-incastellatura di traslazione verticale 40 che porta le pale o eliche 50a, 50b di guida del., filato e il rullo premi-confezione 46 e la piattaforma 43, e le parti associate, e il meccanismo di azionamento di pala e la piattaforma pertanto sono montati su di una porzione fissa dell'incastellatura principale e il sotto-gruppo di impegno e supporto del tubo e i componenti di montaggio sono sostenuti su di una coppia di bracci di supporto mobili in senso arcuato ovvero inclinabili. Questa disposizione permette di ottenere una certa economia nella fabbricazione dell'apparecchio di avvolgimento di filati di precisione ad alta velocità, poiché ora un numero considerevole delle parti mobili della forma di realizzazione descritta precedentemente sono sostenute da porzioni fisse dell'incastellatura. Con riferimento in particolare alle figure da 14 a 18, la versione modificata dell'apparecchio di avvolgimento di filati di precisione è indicata generalmente con il numero di riferimento 110 e comprende una incastellatura di supporto fissa, la porzione superiore della quale è indicata a 111 e comprende elementi di incaste 1 latura di ferro angolari verticali 112 e una piastra superiore orizzontale 113 fissa alle estremità superiori degli elementi di incastellatura verticali 112. Sostenuta immediatamente al disopra della piastra superiore 113 c'è una piattaforma 143, sostenuta alla parte posteriore da cerniere da sporgello 143h montate sulla piastra superiore. Montata su questa piattaforma fissa 143, c'è la coppia di eliche o pale 50a, 50b di guida del filato come le pale mostrate e descritte in collegamento alla prima forma di realizzazione, che ruotano in direzioni opposte, ma che sono posizionate immediatamente al disopra e al disotto della barra di guida di filato curva 51 con il suo bordo di lavoro convessamente curvo 52 che si estende lungo il percorso curvo tra la coppia di rotaie di guida di controllo di estremità 53, 54. Come descritto in collegamento alla prima forma di realizzazione, le pale di elica 50a, 50b di guida di filato e la barra di guida di filato fissa 51 e le rotaie di guida di controllo di estremità 53, 54, formano una stazione di avvolgimento di filato nella quale il filato 55 viene attraversato prima da destra a sinsitra (come visto nella figura 15) lungo la lunghezza della confezione 118, e poi si trasferisce alla pala o elica 50b di guida adiacente alla rotaia di guida di controllo di estremità 54 e viene fatto attraversare di ritorno verso la estremità di destra come si vede nella figura 15. La barra 51 di guida di filato in questa forma di realizzazione è collocata ad un livello verticale tra i piani in cui le pale 50a, 50b di guida di filato ruotano piuttosto che trovarsi al disotto di entrambe le pale 50a, 50b, in tale modo evitando qualsiasi differenza nella lunghezza del percorso di attraversamento del filato ai punti di scambio definiti dalle rotaie di guida di controllo di estremità 53, 54 e dalla barra di guida 51. Inoltre, le rotaie di guida di controllo di estremità 53, 54 sono preferibilmente fatte di materiale trasparente per facilitare l'inspezione visiva della regione immediatamente al disotto di loro.

Il meccanismo di guida per le pale di guida del filato, come nella forma di realizzazione descritta precedentemente, comprende un albero di elica 56 sostenuto per la sua rotazione intorno ad un asse verticale, che è fisso alla pala 50a di guida del filato superiore e si estende attraverso una apertura centrale nella pala di guida inferiore 50b. La pala di guida di filato infeirore 50b è fissa ad un elemento a puleggia superiore 57 avente una porzione di collare centrale, come la porzione 57a nella figura 5, circondante da gruppi di cuscinetti di rotolamento 58 le cui porzioni esterne sono sostenute in un prolungamento come il prolungamento 59a dello alloggiamento di supporto 59. La porzione inferiore dell'alloggiamento di supporto 59 sostiene la porzione esterna del complesso di cuscinetto di rotolamento 60 che circonda ed è montato sulla porzione di alberino 61a della puleggia inferiore 61 (vedere la figura 5).

Questi complessi di cuscinetti 58, 60 sono mantenuti nell'alloggiamento di cuscinetti 59 tramite anelli di ritegno 62 e la puleggia superiore 57 ruota intorno ad un asse eccentrico come descritto in collegamento alla forma di realizzazione della figura 5 collocato eccentricamente rispetto all'asse verticale 81 che si estende attraverso i centri dell'albero di elica 56 nella puleggia inferiore 61. L'estremità inferiore dell'albero 56 di elica che aziona la elica 50a di guida di filato superiore è fissa contro la rotazione relativa nella porzione di puntello centrale 61a della puleggia inferiore 61 e la puleggia 61 è accoppiata per mezzo di un anel lo di bloccaggio 63 e di un contro dado 64 all'albero di azionamento 65 del motore elettrico di azionamento 66 della pala di guida, che in questa realizzazione è montato contro la superficie posteriore del blocco di montaggio 70, che a sua volta è sostenuto dalla staffa di supporto 70a fissa alla piattaforma 143 e al lato del blocco di montaggio 70. Le superfici esterne delle pulegge cilindriche 57, 58 sono fornite di denti intermescolati con formazioni di denti sulla cinghia senza fine dentata 68 che è trascinata intorno alla puleggia inferiore 61 e quindi intorno alla puleggia di guida 166 a del motore elettrico di azionamento di pala di guida di filato 166 ad una sua estremità ed intorno alla puleggia folle 166b alla sua altra estremità, e quindi si estende intorno alla puleggia superiore 57 i nterimpegnandos i con i denti della periferia esterna di questa. Per mezzo di questa disposizione, la puleggia superiore 57 è azionata in una direzione inversa rispetto alla puleggia inferiore 61, per cui le due pale di guida di filato 50a, 50b sono guidate in direzioni opposte.

Anche montato sulla piattaforma 143 vicino alla sua estremità anteriore, c'è il rullo premi-confezione 46 sostenuto in staffe di supporto 47, 47a alle sue estremità opposte. Una cella di carico 148 portata sulla superficie superiore della piastra superiore 113 è disposta tra la superficie rivolta verso l'alto delia piastra superiore 113 e la superficie di fondo della piattaforma incernierata 143, vicino all'angolo frontale di sinitra della piattaforma 143, mentre un blocco falso 148a sagomato similmente alla cella di carico è capace di essere inflesso in modo appropriato è posizionato al disotto dell'angolo frontale opposto della piattaforma 143 tra la piattaforma e la piastra superiore 113. 11 montaggio de rullo premi-filato 46 è tale che la pressione sul rullo premi-filato è trasmessa attraverso i puntelli di supporto per il rullo premi-filato e attraverso la piattaforma 143 per variare la sollecitazione sulla cella di carico 148, e la associata circuiteria di elaborazione riceve segnali di uscita dalla cella di carico e fornisce un sistema di rivelazione e controllo della pressione verso il basso come descritto in collegamento alla prima forma di realizzazione, per mantenere appropriate proprietà di pressione verso il basso sensibili alla pressione della confezione sul rullo premi -confez i one e, nella presente forma di realizzazione, causare l'innalzamento del meccanismo di supporto per il tubo e della confezione in corso di formazione su di esso in una maniera precisis sima , mantenendo un appropriato avvolgimento della confezione. La cella di carico 148 nella presente forma di realizzazione è come la cella di carico 48 descritta in collegamento alla prima forma di realizzazione delle figure da 1 a 13.

il sotto-complesso di testa di impegno del tubo azionato indicato generalmente a 115 e il meccanismo di levata associato ad esso sono portati da una coppia di bracci di supporto 121, 122 sostenuti per un movimento ad arco intorno ad un asse di imperniamento, indicato a 123 nella figura 15, definito da una coppia di sezioni di albero di perno 124a, 124b fissati in puntelli di supporto verticali 125 estendentisi verso l'alto a partire dalla piastra superiore 113. Le sezioni di albero di perno 124a, 124b sono fisse alle loro estremità esterne ai bracci di supporto mobili in modo ad arco rispettivi 121, 122, per mezzo di dispositivi 124h a collare o dado ad espansione, come per esempio dadi Finnerman, che si possono espandere radialmente verso l'esterno e verso l'interno per afferrare strettamente la sezione di albero associata e la apertura per essa nel braccio di supporto 121, 123. Le sezioni di albero 124a, 124b sono accoppiate alle loro estremità interne all'uscita da una scatola di ingranaggi 126, per esempio una scatola di ingranaggi 30-a-1, fisso su di un supporto estendentisi verticalmente a partire dalla piattaforma 113 e azionata, al suo ingresso, da un motore di ritrazione 12 6m che stà al di sotto della piastra superiore 113 ed è allineato verticalmente con la scatola di ingranaggi 126.

Ciascuno dei bracci di supporto 121, 122 è di configurazione a sezione retta sostanzialmente formata ad li e comprende una parete laterale verticale 12 1 a , 122a ed una parete scudo 121b, 122b sporgente verso l'esterno a partire dalla parete laterale verticale e definente una cavità o pozzo di apertura verso l'esterno entro la quale viene ricevuto il meccanismo associato. La porzione di estremità libera esterna del braccio di supporto di sinistra 121 sostiene un sotto-complesso 115 di testa di impegno del tubo azionato, che in questa forma di realizzazio ne comprende una testa azionata 119 avente una porzione di superfice convessa formata generalmente a cupola 11 9 a per impegnare e sporgere nella porzione centrale cava del tubo 17 di formazione della confezione, e fissa alla estremità di un alberino di azionamento 119b. L'altra estremità de 11 ' a Iber i no di azionamento 130 è fissata in un segmento di parete 121b del braccio di supporto 121 e ha una puleggia 119c fissata su di essa, azionata da una cinghia 127 tirata intorno alla puleggia 119c e intorno ad una sezione di puleggia 127a avente una sezione di puleggia associata 128b di una puleggia doppia che può ruotare su di un elemento ad albero eccentrico 128c e azionata dalla cinghia 127 dalla puleggia di azionamento di uscita 128 sull'albero di uscita del motore elettrico di azionamento di alberino 129. L'elemento di albero eccentrico 128c, come mostrato nella figura 16, ha due sezioni cilindriche sfalsate eccentricamente 128c-1 e 128c-2 per le sezioni di puleggia 127a e 128a rispettivamente, e può ruotare nella porzione di estremità affrontata di un albero di uscita 124a per muovere la sezione di puleggia 127a verso una posizione di sgancciamento allentando la sua cinghia 127 e permettendo la rimozione della cinghia quando necessario.

il motore di azionamento 129 nella presente forma di realizzazione è un servomotore a corrente continua a magnete permanente avente una unità di retroazione di codificazione 129a associato ad esso, come per esempio, un servomotore Peerless-Winsmith Modello DPMP4MS2.

Il braccio di supporto 122 mobile in modo ad arco opposto ossia di destra sostiene il meccanismo di levata, e comprende la testa 120 atta ad impegnare, e parzialmente i nteradatta rs i nella porzione centrale cava del tubo 17 di supporto della confezione. La testa 120 è fissata sull'albero 120a per mezzo di un complesso di cuscinetto a rotolamento 120b ed è sostenuta a scorrimento per il movimento assiale in una formazione di montaggio a collare 122c che fa parte della parete laterale 1 22 a del braccio di supporto 122. La estremità dell'albero di supporto di testa 120a che giace nel braccio è imperniata ad un meccanismo a leva di levata 131 avente una porzione di estremità appiattita formante una formazione a gancio o anello 131 a che si estende in una scanalatura o intaccatura formata nella porzione terminale dell'albero 120a e imperniata ad essa tramite il perno di accorcciamento 131b. La porzione intermedia della leva di levata 131 è fornita di un supporto a perno di incernieramento indicato generalmente a 132 fornito di un puntello costituente fulcro 132 a che sporge dalla, ed è fisso alla, parete laterale 1 22 a del braccio 122 ed in una scanalatura nella porzione di mezzo della leva 131, attraverso la quale si estende un perno 132b per definire l'asse di imperniatura per la leva 131. L'altra estremità della leva è fornita di una formazione a giogo 132 c che è imperniata ad un elemento a dado 132d accoppiato in modo filettato ad un albero di uscita filettato 138 avente, per esempio, 15 filetti per pollice (circa 6 filetti per cm), di un motore elettrico di levata 139, per esempio, un motore elettrico di ingranaggio a magnete permanente in corrente continua avente una testa con rapporto di 5 a 1 che aziona l'albero filettato di uscita 138. Una barra allungata 138a fissata alle sue estremità alle porzioni superiore ed inferiore della parete formante scudo 122 a in allineamento con l'asse dell'albero filettato di uscita 138 forma una barra di arresto per l'elemento a dado 132d alla posizione di mantenimento del tubo della testa 120 del complesso di testa mobile 116.

La scatola di ingranaggi 30-a-1 126 presenta una certa quantità di gioco intrinseco. Allo scopo di mantenere il posizionamento di altissima precisione del tubo di supporto della confezione e dell'asse dell'aberino rispetto al rullo premi -confezione 46 e delle pale di guida di filato 50a , 50b , è fornito un sistema a molla di precarico sugli alberi di uscita dalla scatola di ingranaggi 126. Come mostrato nel modo migliore nelle figure 14 e 15, gli alberi di uscita 124a e 12 4b hanno molle di torsione

140 avvolte intorno agli alberi di uscita 124a, 124b

sulla maggior parte della lunghezza di ogni albero

tra i cuscinetti 126a, nei lati adiacenti della scatola di ingranaggi 126 e nei rispettivi puntelli di

supporto 125. Le estremità delle molle di torsione

124 più vicine alla scatola di ingranaggi 126 sono

ancorate all'associato albero di uscita 124a, 124 b

per esmepio mediante perni di ancoraggio o elementi

di fissaggio simili, e le estremità opposte o esterne delle molle di torsione hanno porzioni di estremità che sporgono tangenzi lamente, mostrate a 140a

nella figura 14, che premono contro un perno di arresto 125a che si estende a partire dal puntello di & * supporto adiacente 125, per trattenere la estremità

associata della molla di torsione dal movimento di

rilascio di tensione. In altre parole, ciò che viene

ottenuto è che le molle di torsione 140 mantengono

la assenza di gioco mantenendo i bracci associati

121, 122 in una posizione serrata verso l'alto premendo gli ingranaggi di uscita della scatola di ingranaggi di trasmissione 126 contro il retro della

associata ruota o ruote dentate di azionamento con

le quali essi sono intermescolati .

Invece di usare un meccanismo tenditore di

filato del tipo a cella di carico del tipo mostrato nelle figure 7-9 e descritto in collegamento alla prima forma preferita di realizzazione per controllare la tensione del filato di alimentazione, la seconda forma di realizzazione pref eribi lmente impiega uno o una coppia di meccanismi a disco di tensione di filato in associazione ad ogni filato di alimentazione che porta alle pale di guida di filato 50a , 50b . Le unità a disco di tensione di filato, due delle quali sono mostrate nella figura 14 a 118 a e 1 18b possono essere della costruzione descritta e mostratata nelle figure 8-11 e controllate da circuiteria descritta in collegamento alle figure 7a, 7b del brevetto statunitense 4.313.578 rilasciato il 2 Febbraio.

1987 alla cessionaria della presente domanda. Tali unità di controllo di tensione di filato di tipo a disco comprendono un primo ed un secondo disco affrontati sostenuti per la rotazione intorno ad un albero sporgente da un motore elettrico attraverso una bobina elettromagnetica ed accoppiato ad uno dei dischi affrontati per farlo ruotare in modo continuo, mentre l'altro disco viene fissato in modo lasco sull'albero e presenta un meccanismo elastico a dito che correla il movimento del disco affrontato in modo selezionato per mettere in tensione il filato che passa attraverso di loro.

Pertanto, in questa forma di realizzazione delle figure da 14 a 18, come per la forma di realizzazione delle figure da 1 a 13, l'apparecchio è fornito di tre motori elettrici che forniscono controlli separati di tre fattori principali determinando l'avvolgimento di precisione della confezione di filato, così da fornire il desiderato livello di uniformità in assenza di effetto fiocco. Primo, il motore di ritrazione 127 svolge funzioni equivalenti alla funzione del motore elettrico di controllo della pressione verso il basso 72 della prima forma di realizzazione controllando la posizione verticale dell'asse di alberino e pertanto del tubo di formazione di filato 17 rispetto ai piani delle pale o eliche 50a, 50b di guida del filato e all'associata struttura di guida di filato e al rullo premi -confez ione 46 e della sua associata cella dì carica 148, i quali sono tutti portati in posizioni fisse sulla piastra superiore 113. In secondo luogo, il motore elettrico di azionamento di pala 166 portato dal blocco di montaggio 60 determina la velocità di azionamento delle pale o eliche 50a, 50b di guida del filato e pertanto la velocità di attra versamento del filato tra le estremità opposte della confezione che si viene formando . I n terzo luogo, il motore di azionamento di alberino 129 portato dall'incastellatura principale fissa aziona l'alberino 119a e la testa di azionamento 119 per fare ruotare il tubo 17 della confezione di filato e cosi determinare la velocità di avvolgimento del filato sulla confezione.

Quando il microprocessore rivela che l'avvolgimento della confezione di filato di diametro appropriato e completato, il motore elettrico di azionamento di alberino 129 il motore elettrico di azionamento di elica 166 vengono disattivati per dare termine all'azionamento in rotazione dell'alberino 119a e della testa di azionamento di alberino 119 e delle pale o eliche 50a, 50b di guida di filato, ed il motore elettrico di ritrazione 126m viene eccitato per innalzare i bracci di supporto 121, 122 intorno al loro asse di imperniatura ad una predeterminata posizione di levata che solleva la confezione ad una posizione distanziata al disopra del rullo premi-confezione 46 e fuori dal contatto con questo, ed il motore di levata 139 viene eccitato per far ruotare l'albero dì uscita filettato 138 e muovere il dado inseguitore 132d della leva di levata 131 dalla posizione a linea tratteggiata della figura 18, che è la posizione di mantenimento del tubo normale, alla posizione a tratto pieno mostrata nella figura 18, la quale è la posizione di levata, ritraendo l'albero 120a e la testa 120 verso la posizione a tratto pieno della figura 18 in cui il tubo con la confezione di filato formata su di esso può essere allontanato manualmente e si può cosi inserire un nuovo tubo per il principio di un'altra sequenza di avvolgimento di filato per generare un'altra confezione di filato avvolto con precisione. La coppia di unità a disco di controllo di tensione 118a, 118b attraverso la sua associata circuiteria di controllo del brevetto 4.313.578 mantiene con precisione la tensione del filato di alimentazione al valore prestabilito determinato dall'operatore, per cui non c'è alcuna variazione nella tensione del filato di alimentazione che possa agire in maniera avversa sul controllo di precisione ottenuto dal sistema microprocessore.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1. In un apparecchio di avvolgimento di precisione ad alta velocità per avvolgere un filato avanzante su di un tubo per formare una confezione di filato avvolto a filo incrociato, comprendente mezzi ad alberino per far ruotare il tubo intorno ad un asse di alberino, mezzi di attraversamento di filato per guidare filato avanzante ricevuto lungo un percorso di avanzamento avanti e indietro attraverso una zona di attraversamento adiacente a detto tubo per formare la confezione a filato avvolto a filo incrociato, e un rullo trasversale o premi-confezione disposto in contatto di rotolamento con la superficie periferica della confezione di filato che si viene avvolgendo, il perfezionamento comprendente un azionamento della pressione verso il basso, un motore elettrico di azionamento con associato circuito di controllo di motore per detto azionamento di pressione verso il basso, detto azionamento della pressione verso il basso comprendendo mezzi di regola zione della pressione verso il basso per regolare in modo continuo le posizioni relative di detto rullo premi-confezione e detto asse di alberino l'una rispetto all'altra, una piastra di incastellatura principale superiore, una piattaforma formante un supporto per detti mezzi di attraversamento e rullo premi-confezione , una coppia di bracci di supporto fissati a elementi di albero di imperniatura per il movimento ad arco intorno ad un asse di imperniatura orizzontale distanziato al disopra di dette piastra e piattaforma, una coppia di puntelli di supporto verticali estendentisi a partire da detta piastra sostenendo detti elementi ad albero di imperniatura per la rotazione, una scatola di ingranaggi di riduzione avente una coppia di uscite opposte accoppiate a detti elementi ad albero di imperniatura per ruotare gli elementi ad albero di imperniatura e i bracci di supporto fissati ad essi intorno a detto asse di imperniatura orizzontale a partire da una posizione di partenza inferiore verso l'alto attraverso angoli crescenti verso una posizione dilevata innalzata, il motore elettrico di azionamento della pressione verso il basso formando un motore di ritrazione per azionare la scatola di ingranaggi, supporti del rullo premi-confezione sostenuti da detta piattaforma per sostenere detto rullo premi-confezione, una celia di carico formante la struttura di supporto per una porzione della piattaforma sotto detto rullo premi-confezione per rispondere a variazioni nella pressione su di essa e produrre segnali di uscita di cella di carico, detta cella di carico rivelando in modo continuo la pressione verso il basso della confezione sul rullo premi-confezione e sulla piattaforma per produrre detti segnali di stato di pressione verso il basso e comprendente mezzi sensibili ad essa per generare segnali di attivazione e di controllo di velocità per detto motore di ritrazione per modificare la posizione angolare di detti bracci di supporto a l disopra di detto rullo premi-confezione e dei mezzi di attraversamento su detta piattaforma per controllare la posizione verticale del tubo che viene azionato da detti mezzi ad alberino.
2. 2. Apparecchio di avvolgimento di filati di precisione ad alta velocità secondo come definito nella rivendicazione 1, comprendente secondi e terzi motori elettrici di azionamento e rispettivi circuiti di controllo di motore elettrico associati formanti un motore elettrico di azionamento di alberino e un motore elettrico di azionamento di mezzi di attraversamento i quali coagiscono con detto azionamento della pressione verso il basso per fornire un sistema di controllo per regolare in modo continuo il funzionamento dell'apparecchio di avvolgimento nel corso della formazione della confezione, detti motore elettrico di azionamento di alberino e motore elettrico di azionamento di mezzi di attraversamento e motore elettrico di azionamento della-pressione verso il basso fornendo tre sistemi a motore elettrico indipendenti i quali sono controllabili separatamente , e mezzi che accoppiano il secondo ed il terzo motore elettrico di azionamento con i mezzi ad alberino e i mezzi di attraversamento rispettivamente per far ruotare il tubo di confezionamento per avvolgere su di esso il filato e per azionare in modo variabile i mezzi di attraversamento.
3. 3. Apparecchio di avvolgimento di filati di precisione ad alta velocità come definito nella rivendicazione 2, comprendente mezzi per controllare in modo continuo la tensione del filato di alimentazione per mantenere una tensione di filato di alimentazione predeterminata per tutto l'avvolgimento di ogni confezione, e mezzi di regolazione sensibili ad un predeterminato insieme di condizioni di elaborazione e a detti segnali di uscita per regolare in modo continuo la attivazione, la accelerazione, la velocità e la posizione di detti tre motori per assicurare condizioni selezionate di densità e di tensione del filato per tutto l'avvolgimento di una confezione.
4. 4. Apparecchio di avvolgimento di filati di precisione ad alta velocità come definito in ciascuna delle rivendicazioni 1, o 2, o 3, comprendente un motore di levata portato da uno di detti bracci di supporto adiacentemente a detto asse di imperniatura orizzontale, detti mezzi ad alberino comprendendo una testa di azionamento di alberino sull'altro bracci di supporto, una testa-contro-punta girevole portata dal braccio di supporto adiacente alla sua estremità libera lontana da detto asse di imperniatura montato per il movimento alternativo lungo l'asse di alberino per ricevere e mantenere in modo sganci abile un tubo di confezionamento tra detta testa di contro-punta girevole e detta testa di azionamento di alberino in impegno di azionamento con quest ' ultima, e una leva di levata allungata portata ad incernieramento da detto braccio di supporto vicino alla porzione di mezzo della leva avente una prima estremità accoppiata ad incernieramento con detta testa di contro-punta girevole e una seconda estremità che accoppia un meccanismo di azionamento di detto motore di levata per ritrarre la testa di contro-punta girevole verso una posizione di sgancio per la rimozione di tubo di confezionamento e per la proiezione dello stesso verso una posizione di mantenimento del tubo rispetto alla testa di azionamento di alberino, e un circuito di controllo di motore elettrico per detto motore elettrico dì levata per attivare lo stesso acciocché ritragga e proietti la estremità della leva di levata accoppiata ad esso ed effettui la ritrazione e la proiezione della testa di contro-punta girevole tra dette posizioni di mantenimento di tubo e di rilascio di tubo al momento del completamento dell'avvolgimento di una confezione di filato.
5. 5. Apparecchio di avvolgimento di filati di precisione ad alta velocità come definito in ciascuna delle rivendicazioni 1, 2, 3 o 4, in cui detta piattaforma presenta dispositivi di incernieramento adiacenti ad un suo bordo posteriore che sostengono ad incernieramento la piattaforma su detta piastra, detta piattaforma avendo porzioni di angolo frontali a suoi lati frontali opposti, detti supporti del rullo premi-confezione per estremità opposte del rullo premi-confezione essendo collocati a detti angoli frontali, detta cella di carico essendo posizionata sotto uno di detti angoli frontali tra detta piattaforma e detta piastra, e un blocco di supporto falso deformabile sagomato in modo simile alla cella di carico collocata sotto l'altro angolo frontale della piattaforma.
6. 6. Apparecchio di avvolgimento di filati di precisione ad alta velocità come definito in ciascuna delle rivendicazioni precedenti, comprendente una molla elicoidale di precarico anti-gioco che circonda ciascuno di detti elementi ad albero di incerniera tura rispettivamente, ogni molla elicoidale anti-gioco avendo una estremità ancora contro il movimento relativo rispetto al suo elemento ad albero di imperniatura associato e avendo la sua altra estremità trattenuta contro un fermo fisso che mantiene le mol le elicoidali anti-gioco sollecitate secondo un livello preselezionato per premere in modo continuo i bracci di supporto verso l'alto e che preme i denti delle ruote dentate in detta scatola di ingranaggi in una direzione predeterminata contro i denti delle ruote dentate intermescolate con esse sotto un carico continuo.
7. 7. Apparecchio di avvolgimento di filati di precisione ad alta velocità come definito in ciascuna delle rivendicazioni precedenti, in cui detti bracci di supporto sono ciascuno elementi allungati di forma a canale e si apre verso l'esterno lateralmente aventi sezione retta sagomata ad U definenti una cavità a canale lungo la maggior parte della sua lunghezza che si apre verso un lato rispettivo dell'apparecchio di avvolgimento, detta leva di levata e l'estremità che accoppia sue porzioni essendo completamente ricevuta entro la cavità a canale di uno di detti bracci di supporto e l'altro di detti bracci di supporto alloggiando nella sua cavità a canale delle pulegge e porzioni di cinghia di puleggia che fanno parte di un treno di azionamento da detto primo motore elettrico di azionamento a detta testa azionamento di alberino.