KR19990008344A - 실 감는 드럼의 구동 유닛 회전 속도 제어 장치 - Google Patents

Abstract

실감는 드럼(1)의 회전 속도를 제어하는 장치는 드럼을 구동하는 모터와; 드럼의 예비 와인딩(reserve windings)의 양에 감응하는 스캐닝 장치를 포함하며, 스캐닝 장치에서 감지된 신호는 신호 처리 유닛에 의하여 처리된다. 스캐닝 장치는 광원(light source)(3)을 포함하며 광원의 광학 통로(33)는 드럼에 감긴 저장 와인딩(storage windings)의 표면에 충돌하도록 안내되며, 광원은 관련 광원과 연결되어 인접한 다수의 광 통로들(33)을 가이드하는 다수의 광 가이드 블록들(5)과; 인접한 광 통로를 수용할 수 있는 다수의 센서 수단(33)을 포함하는 것을 특징으로한다; 광 가이드 블록(5)과 센서 수단(4)은 적어도 부분적으로는 광 투과 부(light transparent portions)로 제조된 실 감는 드럼의 일측 혹은 타측에 원주 방향으로 배치됨.

Description

실 감는 드럼의 구동 유닛 회전 속도 제어 장치

그러한 장치는 특히 제조 공정이 진행되는 동안에 실의 불규칙적인 소비가 계속적으로 혹은 간헐적으로만 나타나는 기계들에 유용하며, 예를 들어 특히, 니트웨어의 특정한 패턴들을 짜거나 자카드(jacquard) 장치에 의존하거나 혹은 줄무늬 패턴에 따라 작동하는 편물 혹은 양말/메리야스류의 기계들에서 혹은 셔틀(shuttle) 장치나 플러시(plush) 편물 장치들에서 발생하며, 상기 장치는 직선 편물 기계들이나 소위 실 숏(thread shot)이라고 불리우는 직기(looms)에도 또한 적용가능하다.

실패에서 실을 푸는데 또한 직물 기계의 인접한 편물 지점으로 전달하는데 실효성있는 그러한 장치의 주요 목적은 예를 들어 서로다른 실 속도들과 관련하여, 실패(bobbin)의 직경이 실 풀리는 과정에 의하여 계속적으로 다르기 때문에 실제로 항상 나타나는 인장 차이(tension differences)를 제거하는 것이며, 실을 가이드하고 제동하거나 서로다르게 제어하는 종래의 수단을 더욱 제거하거나 단순화하는 것이다. 상기 종래의 수단은 실 인장 증대 효과가 있어서 실이 제어된, 일정한 상태로 상기 편물 지점으로 전달될 수 있다.

그러한 장치를 실패와 편물 지점 사이에 삽입함으로써, 길이와 편물의 질(예를 들어, 바느질 패턴)에 대하여 기본적으로 균일한 니트웨어를 획득하고 예를 들어 실이 끊어지는 것에 의한, 방해를 덜 받음으로해서 기계의 더 높은 효율성을 획득하는 것을 목표로한다.

가공될 모든 실들이 실 전달 장치들을 통하여 공급되게 하며, 추가로 실이 끊어지는 일이 발생하면 기계를 멈추게해서 바늘이나 실린더가 손상되는 것을 피하거나 최소한, 강력하게 제한하는 방법에 의존하는 것은 원형의 편물 기계들에서 이미 알려져있다. 여기서, 실을 감는 것은 추가적인 예비품으로서의 역할을 한다. 그러나, 그러한 원형 편물 기계들에서의 문제점들은 전술한 종류의 직물 기계들에서 발생하는 불규칙적인, 즉, 간헐적인 실 소비와 관련하여 실을 제공하는 유사한 장치에 존재하는 필요 조건들에 비교한다면, 더욱 단순하며, 적어도 소위 직선의 혹은 대략적으로 직선인 니트웨어의 편물로 인한 것이다.

원형 편물 기계들을 위한 그러한 기존의 장치들에서, 기계 실린더의 운동과 각각의 단일 편물 지점의 실 소비 사이에서의 동시성의 결과로서, 비교적 단순한 기계 수단을 통하여 올바른 양의 실을 공급하는 것이 가능하다. 실제로, 그러한 실 공급 장치들은, 계속적으로 조정가능한 기어 장치를 통하여 대부분 동시에, 직접적으로 구동되며, 상기 기어 장치는 기계 실린더에 의하여 톱니 모양의 벨트 등을 통하여 제어된다.

분명한 이유로 인하여, 그러한 실 공급 장치는 간헐적인 실 소비를 하는 직물 기계들에 적용할 수 없다. 실린더는 원래대로 일정하게 작동되는 반면에 그러한 기계들에서 발생하는 실 속도의 갑작스러운 변화들은 종래의 실 공급 장치의 실패에 의해 작동될 수 없다. 따라서, 이렇게 복잡한 분야에서는 소위 저장 드럼들이 사용되어 전술된 문제들을 해결한다.

이러한 소위 저장 수단에서는, 적어도 두가지의 주요 형태가 있다: 한가지 형태는 저장 드럼에 실을 감아올리는 회전 와인딩 수단을 가지며, 간헐적으로 정지하게되는 실 저장 드럼이 제공되는 것이며; 다른 한가지 형태는 실이 감기는 회전 저장 드럼에만 제공되는 것이다.

그러한 실시예들의 공통적인 특징은 저장 드럼에 실을 감는 원리여서 충분히 많은 실의 예비를 준비하도록 하며, 한편 감응 수단(sensitive means)은 예비 실이 직물 기계에 의하여 요구되는 풀림의 결과로써 보충되어야할 때 정해진 시간내에 감지한다. 그 이상의 공통적인 특징은 마모의 염려가 없는 콜렉터-프리 3-상 전기 모터들이 제공되어 구동한다 사실이다. 이것은 원형 편물 기계들의 종래의 실 공급 장치들과의 차이점으로서, 각각의 실 저장 드럼이 -그 자신의 구동과 관련하여- 특별히 고안된 감응 수단이 필요하며, 그러므로 올바른 작업의 운용을 하기 위하여 전자 제어의 복잡한 신호 처리 수단이 필요하다는 것을 또한 의미한다.

쉽게 이해할 수 있는 이유들로, 예를 들어, 양말/메리야스류 제조용 자동 기계와 같은 직물 기계에서, 상기한 종류의 실 저장 수단을 통하여 개별적으로 각각의 편물 지점에 통하기를 원한다면, 기술적 노력이 고려될 수 있다. 이미, 와인딩 요소들을 가지는 실 저장 수단과 관련한 거대한 기계 구조와, 주 전압에 의해 전기 공급되는 3-상 모터들을 가지는 정지 저장 드럼은 올바른, 특히 편리하지만 실제로는 불가능한 적용이다. 그밖에, 그러한 장치들은 설치하고 주 전압을 얻는데 비용이 높다. 특정한 시기 이래로 미국 특허 제A3,225,446호 또는 독일 특허 제B1 1 635 899호에서 개시된 바와 같이 작은 구조의 실 저장 수단을 가지는 실 공급 장치들이 알려져왔다. 그러나, 그러한 장치들은 합성 또는 자연 섬유 실들이 감기는 혹은 더 새롭고 경제성있는 섬유 훨링 버전(whirling versions)인 고무 또는 엘라스토머 실들을 포함하는 예를 들어, 가장 얇은 합성 또는 자연 섬유 실들과 같이, 가장 분화된(differentiated) 종류의 실들과 관련하여 특히 최상의 적용에 있어서 실질적 해결책을 제공하지는 않는다. 그러나, 또한 종래의 일반적인 실들로도 어려움이 나타난다.

실제로, 독일 특허 제D-PS 1 635 899호에 따른 장치의 결점은 와인딩 드럼에 감겨진 예비 와인딩의 전체적인 마찰 저항의 작용하에 있는 암(arm)의 진동이 작동상의 상태로 시작되기 전에 와인딩 드럼에 감겨진 예비 와인딩은 비교적 많은 와인딩들을 항상 요구한다는 사실에 있다.

기계적 작동을 촉발하고 와인딩 드럼의 구동을 정확하게 제어하는데 필요한 높은 전체 마찰을 기초로, 예비 와인딩들에서 바람직하지않은 하나의 와인딩의 온/오버 보비닝(on or over bobbining)을 실질적으로 항상 겪는다. 그래서 실이 풀릴 때의 일정한 축인장력을 허용하지 않는다.

다른 단점들은 유해한 관성 효과를 가지는 부피가 크다는 것이다; 그 이상의 단점들은 실패들을 제어하기 위한 민감한 장치들이 온/오프(on/off) 시스템으로 작용하므로 실을 감지 않는 상태와 다시 감는 운전 사이의 동시관계를 허용하지 않는다는 것이다.

미국 특허 제3 225 446호에 따른 장치의 단점은 예비량의 소위 광학 전기 제어는 실제의 사용에서는 효과가 없으며, 광원에 의해, 예를 들어 일광이나 인공 조명, 기계 조명 등에 의해 또는 휘발성 부유 섬유 미립자들(volatile floating fiber particles) 등에 의해 가압(biased)된다.

독일 특허 제DE 28 49 388 또는 DE 26 51 857호에 의해 개시된 기타 종래 장치들은 또한 복잡하며, 인접 환경에서 항상 떠 다니는 섬유 불순물에 의해 영향을 받는다.

그 이상의 종래 장치들은 독일에서 공개된 특허 출원 제DE 40 37 575 A1호 및 DE 39 04 807 A1호에서 개시되며, 그 모든 장치들은 콜렉터-프리 3-상 모터들로 구동하는 것에 관련된 문제점들을 가지는 대용량 저장 드럼에 관련된 한 문제에 대한 간단한 해결책을 제시하지않는다. 실제로, 모터가 더 커질수록, 반응(reaction)이 더 느려지며, 그러므로, 저장 드럼이 더 커질수록 예비 와인딩이 더 커진다.

본 발명은 실 감는 드럼용 구동 유닛의 회전 속도 제어 장치로서, 일반적으로 직물 기계에서 실을 저장하고 전달하는 장치들로 사용되는 실 감는 드럼의 구동 유닛의 회전 속도 제어 장치를 나타낸다.

본 발명에 따른 장치는 첨부된 도면들에서 예증되었듯이 많은 실시예와 관련하여 더욱 밀접하게 개시된다:

도1은 제어 장치의 부품들 및 저장 와인딩 드럼의 세로 횡단면도이며;

도2는 제한된 방사 각도를 가지는 광원의 측면도이며;

도3은 제한된 방사 각도를 가지는 다른 실시예의 측면도이며;

도4는 광 가이드 블록의 광학 윈도(window)에서 본 저장 와인딩 드럼의 세로 횡단면도이며;

도5는 광학 통로의 위에서 본 저장 와인딩 드럼의 가로 횡단면도이며;

도6은 이동가능하고 조정가능한 광 가이드 블록의 위에서 본 저장 와인딩 드럼의 가로 횡단면도이며;

도7은 스프링 가압된(spring biased), 이동가능한 광 가이드 블록의 위에서 본 저장 와인딩 드럼의 가로 횡단면도이며;

도8은 저장 와인딩 드럼의 실린더 끝단의 부분 세로 횡단면도이며;

도9도는 저장 드럼의 실린더 끝단의 다른 실시예의 세로 횡단면도이며;

도10은 전자 제어 장치 및 신호 처리 장치를 도식적으로 도시한 도면이며;

도11은 안전판이 저장 와인딩 및 기계적 분리 장치로 실을 활성시키는 저장 와인딩 드럼의 부분 세로 횡단면도이며; 및

도12는 안전판이 실과 기계적 분리 장치를 활성화시키는 저장 와인딩 드럼 장치 부분을 통한 세로 횡단면도이다.

본 발명의 주요 목적은 실질적으로 실의 예비량을 감소시키는 제어 장치를 제공하는 것이며, 저장 드럼과 와인딩의 수가 큰 것에 대하여 유익한 결과를 가진다. 그 이상의 목적은 구동 기계장치의 요구조건들을 감소시키는 것이어서, 에너지 소비에 관한 유익한 결과를 가진다.

본 발명의 이러한 및 그 이상의 목적들은 청구항1에서 더욱 분명하게 진술되었듯이 본 발명에 따른 장치에 의하여 성취된다.

본 발명에 따르면, 장치는 스캐닝 유닛과 신호 처리 장치를 포함한다. 스캐닝 유닛은 인접한 광원(3)에 의하여 생성된 다수의 광학 통로들(33)을 포함한다. 각각의 그러한 광원들은 제한된 방사각(radiation angle)(6)을 가지는 하나 또는 그 이상의 적외선-다이오드(IR-diodes)를 포함한다. 상기 방사각의 광 빔(light beam)은 저장 와인딩 드럼(1)의 내측을 향하여 실질적으로 원주방향으로 향하고 있으며, 와인딩(2) 대가 빛에 통하는 적어도 표면위를 향한다. 광원들은 인접한 광 센서(4)와, 광 가이드 블록(5)을 더욱 포함하며, 상기 광 센서(4)는 바람직하게 저장 와인딩 드럼의 외부에 배치되며, 상기 광 가이드 블록(5)은 일상적으로 이용가능한 저장 와인딩과 센서 사이에 배치된다. 광 가이드 블록(5)의 일은 정확한 광학상의 광 조건들(즉, 유광(stray light)과, 외광(external light) 등을 배제하는 것)을 -스캐닝될 저장 와인딩 면적의 최대 넓이로 맞춰지는 광 윈도(9)를 통하여- 처리하는 것이며, 무엇보다도 스캐닝해야할 저장 와인딩의 상위 표면(2)과 센서(4)사이의 광 행정을 바람직하지않은 장애물로부터, 예를 들면 부유 섬유들, 파라핀 침전물과 먼지등으로부터, 자유롭게 하는 것이다. 이러한 목적을 위하여, 광 가이드 블록(5)은 광 불투과성 커버(10)나, 혹은 진행될 원하는 광 유도 통로를 허여하는 한면을 제외하고 모든 면에서 블록을 감싸는 코팅(8)이 제공된다. 본 발명의 기본 특징은 광 가이드 블록(5)을 조정가능한 수단(15)(도6) 또는 스프링 수단(16)에 연결되는 지지 수단에 장착하여 광 유도 통로의 방향으로 이동가능하게 하는 것이다. 더욱 상세히는, 지지 수단의 이동은 도7에서 도시된 바와 같이 스프링 가압된다. 실의 다양한 두께와는 상관없이, 광 윈도(9)가 저장 와인딩(2)의 상위 표면과 항상 물리적 접촉을 하여 저장 와인딩의 회전의 결과로서 지속적으로 또한 자동적으로 그 표면이 손질(clean)되도록 제공되어 문제를 해결한다.

장치는 지시번호(28)에서 표현되고 기계를 분리할 수 있는 접촉면(31)에서 작동가능한 진동 레버 부재(28')(도11 내지 12)를 포함하는 기계적 분리 장치를 포함한다. 실제로, 장치가 분리되면 혹은 그러한 장치의 전기 장치에라도 오류가 발생하면, 그러한 레버 부재(28')는 가이드(30)에서 가이드된 실(29)의 작동에 의하여 진동하게되는데, 상기 실이 그 자신을 드럼(1)에서 느슨하게하여, 레버 부재가 접촉면(31)에서 진동 및 작동하게되는 것이다.

드럼(1)이 실이 실린더 끝단(11)에 공급되는 쪽에 (도8 내지 9) 제공되며, 바람직하게 개스킷 슬리브 부재(14)에 정렬하는, 측면 지지 또는 안전 판(13)의 정확히 리세스(12)내에서 적어도 일측에 정확히 지지되어 광학 통로(33)를 더럽힐 수 있는 외부 바디들을 효율적으로 피할 수 있는 방법으로 투과성(transparent) 드럼의 구동 축을 받아들이기 위하여 가스킷 슬리브 부재(14)가 세워진다.

전자 회로가 도10에 도시되어있으며, 신호 처리 유닛이 일반적으로 지시 번호(40)에서 도시되어있다. 광학 통로(33)는 이 실시예에서 두 개의 적외선 다이오드들(3, 3')과 광트랜지스터의 형태인 하나의 센서(4)를 가지는 광원으로 이루어져있다. 저장 와인딩의 최대 넓이(2)에 맞춰지고 광 가이드 블록(5)의 인접한 치수의 크기의 광 윈도(9)위의 두 개의 방사 면들(radiation surfaces)(6)을 가지는 두 개의 적외선 다이오드들(3, 3')은 공통의 조정가능한 전원(17)에 의하여 인가된다. 조정 수단(19)은 저장 와인딩의 최대 및 최소 넓이를 조정하고 초기설정하기 위하여 제공되며, 조정 요소(18)은 이러한 두 개의 끝단 초기설정 수치들 사이에서 계속적인 조정의 가능성을 제공하여, 조정 요소(18)를 배치하는 경우 궁극적으로 저장 드럼이 빈(empty) 경우에, 빛의 최대의 초기 설정 강도는 센서(4)와 관련하여 작용이 시작된다. 이러한 최대한의 수치는 기계를 분리하고 동시에 에러 신호 장치를 활동화(예를 들어, 신호 광의 형태로)하기 위하여 특히 사용된다. 처리될 실의 종류에 따라서, 조정 수단은 장치의 올바른 작동에 요구되는 (항상 10에서 최대 15 와인딩정도의) 와인딩의 넓이와 관련하여 조정되도록 허여한다. 4 내지 5 와인딩이 소위 명확한(positive) 작동 -저장 드럼을 통한 실의 안전한 수송- 에 필요하며, 다른 와인딩은 실에 대한 돌연한 요구에 대처하도록 저장품으로서 작동한다. 와인딩의 수가 너무 작은 경우에, 실패가 비어버리는 위험이 나타나는 한편, 많은 수의 와인딩으로는 실이 저장 드럼으로부터 균일한 방식으로 풀릴 수 없는 결과로 언더/오버 보빈(under or over bobbining)이 발생할 위험이 있다.

실 와인딩이 사이공간 없이 드럼에 감기므로, 빛이 충돌하는 센서의 강도는 항상 현재 와인딩의 수에 반비례한다는 사실은 본 발명의 특별한 특징이다. 센서는 매시간 부딪치는 빛의 강도를 상응하는 아날로그 신호(많은 와인딩 = 저 강도 = 작은 신호; 적은 와인딩 = 고 강도 = 큰 신호)로 전환한다.

센서(4)에 연속적으로, 신호 증폭기와 더욱 정확하게는, 임피던스 전환기(20)가 연결되어 연속적인 신호 처리 기능들을 통하여 상기 전환기에서의 반작용을 피한다. 상기로부터 주 신호는 두 개의 콤퍼레이터들(21, 22)로 안내되어 스위치와 같은 것을 작동하는 트랜지스터(25)로 안내된다. 콤퍼레이터(21)는 조정 요소(18)와 정방향(positively)으로 연결된 조정 부재(18')의 조절을 통하여 설정되는 초기-선택된 수치와 주 신호의 레벨을 비교한다. 이미 개시되었듯이, 조정 요소(18)는 효율적인 저장 와인딩 넓이를 초기설정한다. 컴퍼레이터 레벨의 근소한(원하는) 수치의 동시 변화에 의하여, 예를 들어, (더 얇은 실 종류들에 의해 요구되거나 바람직할 수 있는) 저장 와인딩 넓이에 관련된 조정의 점감(diminishing)과 관련하여 발생하는 증가에 의하여, 더 높은 레벨의 주 신호가 컴퍼레이터(21)를 활성화하여 스위치(25)를 그의 전도 위치(conductive position)에 오게하도록 요구되어, 주 신호는 전압 주파수 변환기(24)로의 입력에 도달한다. 이러한 실제적 실시예에서, 이중의 기능이 아니라면 시장에 존재하는 (두께, 색상, 구조 등에서 다른) 모든 다른 실들이 올바로 처리될 수 없으므로, 그러한 이중의 기능이 저장 와인딩의 넓이 조정에 있어서 필요불가결하다는 것이 알려졌다.

컴퍼레이터(22)는 주 신호의 레벨을 측정하는 임무를 가지며, 와인딩의 저장이 비었을 때 혹은 거의 비었을 때 발생하게되는, 특정한 초기 수치가 초과되는 경우에, 그의 트리거(trigger) 수단(26)은 오류 신호, 예를 들어 기계의 정지를 초래하는 오류 지시 램프 및/또는 분리 릴레이의 스위치를 켜는 신호를 트리거한다. 동시에 또는 일정한 지연으로, 콤퍼레이터(22)는 타이밍 요소(23)를 통하여, 전압/주파수 변환기(24)를 분리할 수 있어서 저장 드럼의 구동 유닛이 불필요한 작동을 계속하지않게 된다. 스토핑(stopping)은 다이오드(40)를 통하여 도달하며, 콤퍼레이터(22)의 반작용은 주 스위치(27)의 스위칭을 통하여 발생한다. 전압/주파수 변환기(24)는 여기서는 개시되지않은 모터 제어 전자 장치의 종래의 구조내에서 예를 들어 스테핑 모터에 요구되는 일련의 임펄스를 생성한다.

Claims (9)

1. 실 전달 장치와의 사용에 적절한 실 와인딩 저장 드럼(1)의 회전 속도 제어 장치; 상기 장치는 상기 드럼을 구동하는 모터와; 상기 드럼의 예비 와인딩의 양에 감응하는 스캐닝 장치를 포함함. 상기 스캐닝 장치의 감지된 신호들은 상기 스캐닝 장치와 상기 신호 처리 유닛 사이에 배치된 신호 처리 유닛에 의하여 처리되며, 상기 스캐닝 장치는 광원(3)을 포함하며, 상기 광원의 광학 통로(33)는 상기 드럼에 감긴 저장 와인딩 표면에 충돌하도록 가이드되며, 상기한 것은 인접한 광원에 연결된 다수의 광 가이드 블록(5); 및 인접한 광 통로를 수용할 수 있는 다수의 센서 수단(4)을 포함하여 인접한 다수의 광 통로(33)를 가이드하는 것을 특징으로함; 상기 광 가이드 블록(5)과 상기 센서 수단(4)은 적어도 부분적으로 광 투영 부들로 만들어진 상기 저장 와인딩 드럼의 일측 혹은 타측에 원주 방향으로 배치됨; 상기 광 가이드 블록은 상기 드럼의 상기 투영부에 면하는 윈도 수단을 통하는 것을 제외하고는 빛의 통과를 방지하는 광 통로 방지 수단이 제공되고 드럼 와인딩이 감겨서 끊임없는 실의 감김이 왕인딩 넓이를 형성하도록 하여 그것이 인접한 센서 수단(4)에 도달하기 전에 상기 인접한 광 통로를 가압할 수 있어서 그렇게 가압된 빛으로부터 상기 센서 수단이 신호 처리 유닛으로 처리될 신호를 유도(derive)하여 상기 제어 장치를 제어함.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 광원들(3)의 방사 면적에는 초기설정 넓이위에 제한된 방사 충돌 면적을 와인딩이 제공된 상기 드럼(1)의 일부분에 향하게하는 수단이 제공되는 것을 특징으로하는 장치.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 광 통과 방지 수단이 상기 윈도 수단에만 투과하게하는 비 투과성 커버 수단(10)으로 형성되는 장치.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 윈도가 상기 와인딩에 가장 가까운 거리에 배치되어 빛이 물리적으로 접촉하게되는 것을 특징으로하는 장치.
5. 청구항 1항 및 4항에 있어서, 상기 광 가이드 블록(5)이 상기 통로의 방향으로 이동가능한 수단(15)에 의해 지지되는 것을 특징으로하는 장치.
6. 청구항 5에 있어서, 상기 수단이 상기 운동을 가압할 스프링 부재(16)를 포함하는 장치.
7. 청구항 1에 있어서, 상기 신호 처리 유닛(40)이 드럼의 구동을 시작 또는 정지시키기 위한 한계(threshold) 조절 수단들(18', 21, 25, 24)을 포함하는 것을 특징으로하는 장치.
8. 청구항 7에 있어서, 상기 장치를 제어하는 조절 부재(18')와 정방향으로 연결되는 광원들의 방사 조절 요소(18)를 포함하는 장치.
9. 청구항 1에 있어서, 상기 장치가 분리될 때 혹은 장치의 작동상에 오류가 발생할 때, 예를 들어 전류 공급 장치에 오류가 발생할 때, 그러한 경우에 접촉(31)을 폐쇄하고 상기 기계를 분리하도록 실이 인장(take up)되는 위치에 감응하며 실(29)과 함께 작용하도록 배치되는 진동 분리 부재(28')를 포함하는 분리 장치를 포함하는 장치.