[0001]交叉卷绕筒子及其制造方法
[0002]技术领域
[0003]本发明涉及一种交叉卷绕筒子及其制造方法，该交叉卷绕筒子借助精密卷绕或分级精密卷绕制成，在络筒中形成的菱形分别通过紧密并排地或相互平行间隔地绕制的纱线段被连续充填成筒子纱层。
[0004]背景技术
[0005]交叉卷绕筒子能够以粗绕、精密卷绕或分级精密卷绕的方式制成。在此使用的术语“交叉卷绕筒子”也包括在交叉卷绕筒子的络筒过程中形成的卷装。
[0006]在制造粗绕交叉卷绕筒子时，纱线往复速度和交叉卷绕筒子的圆周速度在络筒过程中即从络筒开始到结束相互有一个稳定不变的比例。由此一来，纱线交叉角保持恒定，而圈数比随着筒子直径增大而减小。圈数比规定了单位纱线往复双倍行程的筒子转数。以粗绕制成的交叉卷绕筒子应具有稳定的纱线体和尽量匀称的疏密度。尤其当经过圈数比的整数值时，出现了所谓的叠绕或对称卷绕。为了避免其不利影响，为此采用了所谓的防叠绕法，但它们没有完全解决叠绕问题。
[0007]当制造精密卷绕交叉卷绕筒子时，不是纱线交叉角度而是圈数比在整个络筒过程中保持不变。同时，纱线交叉角度随着交叉卷绕筒子直径增大而减小。原则上，精密卷绕相对于粗绕交叉卷绕筒子的优点在于，在相同筒子体积的条件下获得高的落纱速度和较高的卷绕密度和乃至更大的绕行长度。随着交叉卷绕筒子直径的增大而减小的交叉角度可能在由短纤纱制造精密卷绕筒子时限制直径。
[0008]分级精密卷绕是粗绕和精密卷绕的组合形式，它可利用两者的优点并且避免了缺点。精密卷绕分级进行，其中，例如调节出一个最大的允许交叉角度，在圈数比各自保持不变的情况下，这个最大的允许交叉角度在一级内变小。如果交叉角度达到一个最小的但还允许的值，则交叉角度突然又返回到初始值。同时，圈数比突变到一个较小值。由此一来，人们获得了一个交叉角度近似恒定的交叉卷绕筒子，在这里，圈数比分级减小。
[0009]在所有三种卷绕形式的交叉卷绕筒子的制造中的一个已知问题就是在交叉卷绕筒子侧边上的密度增大了。由于在转向点上的纱线不能成锐角地落纱，而是总是按照一个半径来落纱，所以，在交叉卷绕筒子的边缘上出现密度增大，这引起边缘的隆起。这些因密度较高而变硬的边缘对交叉卷绕筒子的最佳卷装密度以及随后的染色工序不利。
[0010]如果在落纱过程中通过带槽滚筒来引导纱线以便往复运动，则为了减轻这个问题，例如由DE-PS683468中就早有所知，其带槽滚筒可以沿其轴线以较低的频率往复运动并由此在规定范围里在边缘上分配纱层位移。这里，往复运动行程保持不变。尽管利用这种“边缘位移”方式使边缘区内的密度分布变得均匀了，但筒子内部仍然“较软”，就是说，筒子内部的密度较低。
[0011]另一个改善筒子密度分布的可能性目的明确地缩小铺纱宽度。
[0012]DE3505453A1公开了，在制造粗绕交叉卷绕筒子时在络筒中缩短和延长往复运动行程。在双行程后的往复运动行程的缩短和延长被称为“呼吸(Atmung)”。在这里，往复运动行程再次在两端缩短并随后返回其初始值。通过这种“呼吸”，可以获得更好的密度分布。
[0013]DE10021963A1描述了在按照粗绕络筒时的所谓的呼吸。往复运动行程的长度周期性变化，其中，在呼吸循环开始时，纱线在转向点上被落纱到交叉卷绕筒子的外侧边缘上。为了在结束呼吸循环时不是纱线落到筒子外周的同一地点上，如此控制往复纱线导纱器的速度和往复运动行程，即纱线在结束呼吸循环之后位于一个相对在呼吸循环开始时的转向点错开的转向点上。
[0014]上述类型的DE4310905A1描述了一种制造交叉卷绕筒子的铺纱技术，其中，铺纱宽度总是在纱线经过两个转向点之后即在往复运动的双行程之后改变，其做法是确定新的转向点。根据所需的预定条件，消除了在交叉卷绕筒子边缘上的密度聚集并且直到筒子内部的密度分布变得均匀一致了，结果，在最佳调节的情况下可以制造出具有尽可能均匀的密度分布的交叉卷绕筒子。
[0015]由于卷装密度更高和退绕性能更好，所以，通常在制造交叉卷绕筒子时优选精密卷绕或分级精密卷绕，而不是粗绕。通过最佳选择圈数比，在这种卷绕方式中能够目的明确地对落纱施加影响。筒子纱层的突出的外表形状和这样的交叉卷绕筒子的技术性能能够在整个络筒过程中在很小的限制范围里保持不变，这对粗绕来说是无法做到的。但在精密卷绕和分级精密卷绕中，在交叉卷绕筒子边缘区内的落纱方面都存在与与粗绕时相同的问题。
[0016]现在，人们在精密卷绕或分级精密卷绕中为了避免变硬的隆起边缘而采取了与在粗绕中所知道的一样的对策，即如上所述地进一步缩小铺纱宽度或者采取普通的边缘位移，从而没有边缘位移地按顺序落纱的筒子纱层(Garnlagen)在交叉卷绕筒子的边缘上交错相互位移，筒子结构以及筒子的外表形状没有了特点并因而丧失了精密卷绕的优点。这防碍了从在对粗绕有利的已知的行程缩短到精密卷绕或分级精密卷绕的过渡。
[0017]发明内容
[0018]本发明的目的是改进精密卷绕或分级精密卷绕的交叉卷绕筒子的结构。
[0019]本发明第一方面提供了一种交叉卷绕筒子，它借助精密卷绕或分级精密卷绕制成，在络筒中形成的菱形分别通过紧密并排地或相互平行间隔地绕制的纱线段被连续充填成筒子纱层，该筒子纱层中的一部分筒子纱层的宽度与其余部分筒子纱层不同。
[0020]优选的是，这些各自直接上下重叠的筒子纱层的宽度是不同的。还优选的是，具有较小的宽度的筒子纱层和具有筒子宽度的筒子纱层交替。
[0021]本发明第二方面提供了一种制造如权利要求1所述的交叉卷绕筒子的方法，其中，卷绕到交叉卷绕筒子上的纱线借助一个导纱器进行往复运动，这种往复运动能不依靠交叉卷绕筒子的驱动来控制并且确定了交叉卷绕角度和铺纱宽度，在这里，在络筒中形成的菱形分别通过紧密并排地或相互平行间隔地绕制的纱线段被连续充填成筒子纱层，其特征在于，只有当在交叉卷绕筒子(2，20)的络筒时从菱形起点连续错移向菱形终点的纱线段(51，51a，52，52a，52b，53，53a，53b)已到达菱形终点并且进行向菱形起点回撤的运动时，才执行铺纱宽度的更换。
[0022]优选的是，铺纱宽度的改变在每次回撤向菱形起点时都进行。这些宽度不同的筒子纱层中的至少一半纱层分别按照筒子宽度来卷绕。各缩小的铺纱宽度是变化的。
[0023]还优选的是，这些菱形在铺纱宽度更换之前完全被填满。这些纱线段在填充当时的菱形时只是连续地错移这样的距离，即它们在回撤行程之前使当时的菱形完全闭合。这些纱线段在菱形中间隔开地落纱，并且在下次回撤行程后，新的纱线段被落纱到出现的间隙中，从而只有通过多个行程才能完全填满这些菱形。
[0024]还优选的是，所述纱线借助可转动的导纱器来落纱。
[0025]由于按照本发明改变铺纱宽度，即便在精密卷绕类型中，也能避免坚硬的隆起边缘。交叉卷绕筒子的卷装密度、均匀性和退绕性能因此能够明显得到改善。精密卷绕的基本结构未丧失。除了一个如此制成的交叉卷绕筒子的技术优点外，整齐的外表形状是一个有特色的质量特征，本发明的交叉卷绕筒子以这个质量特征优于现有技术。
[0026]由于将呼吸行程频率减小到在前后筒子纱层之间的更换频率，所以，没有减小有利的密度分布。确切地说，出人意料地发现了，由于卷绕形式即精密卷绕或者分级精密卷绕并且还通过顺利制造筒子纱层，不仅提高了交叉卷绕筒子的绝对密度，而且改善了其均匀性。在本发明的交叉卷绕筒子及其制造方法中，保留了有特点的外观影响和有利的精密卷绕技术性能，这例如未限制地保持了突出的退绕性能、良好的外表和高的卷装密度。
[0027]当交叉卷绕筒子的菱形被填满或变得闭合(geschlossen)时，得到了一个闭合的筒子纱层。在填满菱形后，落纱又在菱形起点进行。这随后简单地被称为回撤行程。如果各直接上下重叠的筒子纱层的宽度是互不相同的，或者铺纱宽度的改变在每次回撤行程中都进行，则能够避免局部的密度最大值。具有较小宽度的筒子纱层与具有筒子宽度的筒子纱层有利地交替。这样，获得了密度分布的有效的最佳化。
[0028]如果闭合的筒子纱层的总数中的至少一半具有筒子宽度，则产生了交叉卷绕筒子的整洁的固定边缘。
[0029]如果各减小的铺纱宽度是变化的，则一方面可以实现足够的优化，另一方面简化了控制。
[0030]如果一些纱线段在填满各菱形时连续地只错位这样的值，即它们在回撤行程之前闭合地形成当时的菱形，或者如果这些纱线段在菱形内间隔开地落纱并且在下次回撤行程后将新的纱线段落到出现的间隙中，则可以获得非常高的交叉卷绕筒子密度和均匀性。
[0031]一个可转动的导纱器允许有利地分布待运动的质量并且能够在精确控制络纱的情况下获得高的往复运动速度。
[0032]附图说明
[0033]结合附图来详细描述本发明的其它细节，其中：
[0034]图1是用于执行本发明方法的络筒位置的简化示意侧视图；
[0035]图2以简化示意图表示络筒位置的替换结构；
[0036]图3表示敞开的精密卷绕的原理图；
[0037]图4是闭合的精密卷绕的原理图；
[0038]图5表示按照已知方式进行边缘错位的敞开的精密卷绕；
[0039]图6表示按照已知方式进行边缘错位的闭合的精密卷绕；
[0040]图7-10表示一个闭合的筒子纱层分级结构；
[0041]图11以简化的截面原理图表示一交叉卷绕筒子的边缘区的局部；
[0042]图12表示铺纱宽度按照本发明改变的三个闭合的筒子纱层；
[0043]图13-18表示填满的菱形的结构。
[0044]具体实施方式
[0045]在如图1所示的制造交叉卷绕筒子的络筒位置的络筒机构1中，通过在箭头4方向上转动的摩擦辊3来驱动交叉卷绕筒子2。交叉卷绕筒子2保持在一个可转动的筒子架5中并且安放在摩擦辊3上。纱线6沿箭头7方向输送。纱线6经过在交叉卷绕筒子2轴向上来回运动的导纱器8并被卷绕到交叉卷绕筒子2上。导纱器8的驱动借助往复运动机构9来实现。摩擦辊3通过轴10被电动机11驱动。往复运动机构9通过有效连接件12与电机13连接。电机11和电机13受到微处理器14的控制。微处理器14包括一个用于根据交叉卷绕筒子2的实际直径控制纱线6铺设距离的程序。交叉卷绕筒子2的实际直径由络到交叉卷绕筒子2上的纱线长度算出。纱线长度借助传感器15来测定，该传感器测量摩擦辊3的转动。传感器16用于掌握交叉卷绕筒子2的转数，该传感器与传感器15一样与微处理器14连接。测量头17检测移动的纱线6的直径并且也与微处理器14连接。
[0046]图2表示一个带有可转动的导纱器的络筒位置，其络筒机构18借助筒子架19保持交叉卷绕筒子20。在络筒过程中，被驱动的交叉卷绕筒子20以其上表面贴在一个压下辊21上并且借助摩擦作用带动这个未被驱动的压下辊21。交叉卷绕筒子20的驱动借助转速可调的驱动机构22来完成。为了使纱线23在络筒过程中往复运动，设有往复运动机构24。往复运动机构24包括一个可转动的指状导纱器25，它通过承受一个电动机械驱动机构的作用力，如图2所示地使纱线23在交叉卷绕筒子20的两端面之间横移。纱线23在其铺设过程中通过导纱器25在导向直线26上滑动。络筒机构18和往复运动机构24的控制借助一个微处理器27并通过线路28、29来完成。一个这样的往复运动机构如图2所示地例如在DE19858548A1中公开了或者在与之同族的美国专利US6311919中明确记载了。
[0047]利用图2所示的络筒机构18，可以从交叉卷绕筒子20的一侧30到另一侧31地控制改变纱线6、23的铺纱运动，即所谓的往复行程或铺纱行程。
[0048]图3表示一个没有边缘位移的精密卷绕的筒子纱层。由于在筒子轴线方向上的纱线错位即两个并列的且平行延伸的纱线距离明显大于纱线直径，所以人们称之为敞开的精密卷绕。为了看清楚在敞开精密卷绕中制成的筒子纱层32，在图3中只单独示出了这一纱层并且没有示出其余的交叉卷绕筒子。出于同样的原因，在图4-12中也采用了这种视图。
[0049]如果如此控制纱线铺设，即纱线距离接近纱线直径，则人们称之为闭合的精密卷绕。利用图4所示的在闭合的精密卷绕制成的筒子纱层33，可以获得比在敞开的精密卷绕中制成的筒子纱层32高许多的交叉卷绕筒子的卷装密度。
[0050]如果在精密卷绕中使用传统已知的边缘错位法以避免坚硬的边缘或者以便通过往复行程使交叉卷绕筒子密度变均匀，就象在粗绕中所做的那样，则没有边缘位移地整齐落纱而成的筒子纱层在边缘上相互位移并且筒子结构或者外表形状丧失了精密卷绕的特点。
[0051]图5表示敞开精密卷绕的筒子纱层34，图6表示闭合精密卷绕的筒子纱线35，两者都采取了常见的边缘移位。筒子纱层的一致性和进而如高卷装密度和均匀性可由于常见的边缘位移而明显丢失。
[0052]图7-10表示产生闭合精密卷绕的闭合筒子纱层。根据所选圈数比，在筒子表面上出现一些菱形，这些菱形在连续进行的卷绕过程中被纱线连续填满。如果选择小的纱线错位，则这一过程相应地持续较长的时间。可以从DE10015933A1或同族的US6484962中看到用于填满菱形的进一步说明。如果这些在筒子表面上的菱形被完全填满，则存在一个完全闭合的筒子纱层。也被称为铺纱行程的往复行程总是在这样的闭合筒子纱层彻底结束后改变。为此，例如往复行程的转向点向着往复行程的中心或者向内移动。
[0053]图11非常示意性地表示一些在交叉卷绕筒子的筒子表面的边缘区上的筒子纱层的几个例子。在如图所示的最底下的筒子纱层38中，铺纱行程或往复行程遍及在图11的视图中从交叉卷绕筒子的左侧面39到右侧面40的筒子宽度Bsp。转向点41、42或者下层筒子纱层38的纱线落纱点为了上方的筒子纱层43而改变。筒子纱层43具有转向点44、45并且它的宽度Bred小于其下方的筒子纱层38。在筒子纱层43也作为闭合筒子纱层而彻底完成后，重新改变往复行程并将筒子纱层46络到筒子纱层43上。筒子纱层46又具有与筒子纱层38一样的宽度即筒子宽度Bsp。在筒子纱层46之后是筒子纱层47，其宽度Bred重新减小。但是，筒子纱层47的宽度Bred略大于筒子纱层43的宽度Bred。在筒子纱层47上又络上一个具有筒子宽度Bsp的筒子纱层48，等等。每隔一个筒子纱层具有筒子宽度Bsp，在它们之间的筒子纱层的宽度Bred是变化的。
[0054]图12表示三个闭合的筒子纱层，其中卷绕在最下层闭合筒子纱层上的筒子纱层各有较小的宽度Bred。卷绕在如图12所示的最上层筒子纱层上的筒子纱层也能具有筒子宽度Bsp。但未示出其它筒子纱层，以便仍然能看到通过行程缩小产生的这三个筒子纱层的分级。
[0055]图13-18详细示出了在形成筒子纱层情况下闭合菱形的情况。图13表示多个例如在图7中示出的菱形中的单个菱形49，其中，分别只示出了纱线6、23的纱线段50，它们构成了菱形49。在形成菱形49后，纱线段51如图14所示地落纱。纱线端51距最近的纱线段50有一个铺纱距离v并且与之平行地延伸。随后，其它纱线段51a平行地且与各自前一个落纱的纱线段51、51a间隔铺纱距离v地进行落纱。纱线6、23在纱线段50、51、51a处以及在其余图13-18中被画成线状，可从中看到纱线6、23的中心线位置。但是，线粗细不表示纱线6、23的按比例的直径。在考虑纱线6、23直径的情况下如此选择铺纱距离v，即完成敞开的精密卷绕并且在当时平行延伸的纱线段50之间的距离可被铺纱距离v整除。如果除了纱线段50、51还如此落下其它的纱线段51a，即下个纱线段51a将落到纱线段50之上或超过纱线段50，则闭合了菱形49。在一个敞开精密卷绕中存在的闭合的筒子纱层。现在，进行回到菱形起点的回撤行程，按照与上述一样的方式继续进行落纱并形成新的菱形。新的菱形被填满，直到存在一个新的闭合的筒子纱层。新的闭合的筒子纱层落在两个先形成的筒子纱层上。在回撤行程中，分别进行往复运动的铺纱宽度的变换。本发明的交叉卷绕筒子的筒子纱层是按照敞开的精密卷绕方式构成的，这样的交叉卷绕筒子非常适用于随后的染色工序。仍然保持了精密卷绕的基本结构。
[0056]图15、16表示筒子纱层的一个替换结构。在开始该实施例的筒子纱层时，首先如在菱形49中描述的那样由纱线段50构成菱形。如图15所示的在纱线段50和最近的纱线段52a之间的铺纱距离v以及在随后落纱的纱线段52a之间的铺纱距离是在考虑了纱线6、23直径的情况下这样选的，即进行敞开的精密卷绕。如果最后落纱的纱线段52只是离最近的纱线段50较近，即有一段距离vm，结果，下个纱线段52a将落到纱线段50之上或超过纱线段50，则进行回撤行程。在回撤行程之后，纱线段52b分别又按照铺纱距离v来落纱。如果一个纱线段52b还是离纱线端50较近，结果，下个纱线段52b将落到纱线段50之上或超过纱线段50，则又进行一个回撤行程。在回撤行程后落下在此出于简化考虑而未示出的其它纱线段，直到最后落纱的纱线端只以距离vm与纱线段50间隔。因此，又使菱形49闭合并且就在回撤运动中采取往复运动的铺纱宽度的变换。出现了敞开精密卷绕的筒子纱层，随后下个筒子纱层能被落到其上。
[0057]图17、18表示敞开精密卷绕的一个筒子纱层的另一替换结构。在该实施例的筒子纱层开始时，首先如在菱形49中描述的那样由纱线段50构成菱形。图17所示的在纱线段50和最近的纱线段53a之间的铺纱距离v以及在随后落纱的纱线端53a之间的距离在考虑纱线6、23直径的情况下如此选择，即进行敞开的精密卷绕。如果纱线段53还是离纱线段50较近即间隔一个距离vm，结果，下个纱线段53a将落纱到纱线段50之上或超过纱线段，则进行一个回撤行程。在回撤行程之后，纱线段53b分别被落纱到纱线段53a之间。如果最后落纱的纱线端53b还是离纱线段50较近，以至下个纱线段53b将落到纱线段50之上或超过该纱线段，则进行一个回撤行程。因此，菱形49又被闭合并且在回撤行程中采取往复运动的铺纱宽度改变。在完成的筒子纱层上，可以随后落下后面的筒子纱层。
[0058]由于按照本发明改变往复行程，获得了在本发明交叉卷绕筒子的行程宽度上的良好密度分布。可以在精密卷绕中也避免坚硬的隆起边缘。可以改善卷装密度、均匀性和退绕性能。
[0059]本发明不局限于所示实施例。尤其是，可以为宽度Bred改变往复行程的选择。也可以不同地构成往复运动机构。这种菱形填充和其中改变往复运动的铺纱宽度的回撤行程的选择可以不同于所示和所述的实施例。
