巻取機および巻取機を制御する方法
【課題】 巻取機および巻取機を制御する方法を提供する。
【解決手段】 本発明は、連続的に供給される巻取材料をボビンチューブに巻回して巻取パッケージにする巻取機を制御する方法に関する。巻取機は、２つの駆動スピンドルを備える。横断装置が横断ガイドを保持する。横断ガイドは横断運動するように駆動され、横断装置は、横断運動に対して横切る切替方向に切替運動するように駆動される。制御装置が、横断運動および切替運動をともに制御する。上記横断装置および上記横断ガイドの運動は、巻取材料を、第１スピンドルで巻回されたパッケージから固定移送装置を介して第２スピンドルまで案内するように制御される。巻取材料は、第２スピンドルに関連する捕捉装置によって捕捉される。巻取材料は、切断装置によって切断され、切断運動は、第２スピンドルの回転によってもたらされる。
【解決手段】 本発明は、連続的に供給される巻取材料をボビンチューブに巻回して巻取パッケージにする巻取機を制御する方法に関する。巻取機は、２つの駆動スピンドルを備える。横断装置が横断ガイドを保持する。横断ガイドは横断運動するように駆動され、横断装置は、横断運動に対して横切る切替方向に切替運動するように駆動される。制御装置が、横断運動および切替運動をともに制御する。上記横断装置および上記横断ガイドの運動は、巻取材料を、第１スピンドルで巻回されたパッケージから固定移送装置を介して第２スピンドルまで案内するように制御される。巻取材料は、第２スピンドルに関連する捕捉装置によって捕捉される。巻取材料は、切断装置によって切断され、切断運動は、第２スピンドルの回転によってもたらされる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２００９年６月９日に出願された、「交換装置を備えた巻取機、及び、それを駆動するための方法」と題する、同時係属独国特許出願第１０ ２００９ ０２６ ８４９．９号に対する優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、概して、連続的に供給される巻取材料、特に連続糸を巻き取ってボビンチューブに巻回されたパッケージまたはボビンにする巻取機に関する。巻取機は、固定のスピンドル軸を有する２つのスピンドルを備えている。本発明は、特に、
第１スピンドルの巻取ボビンまたはパッケージから第２スピンドルの空ボビンチューブに、巻取材料を移送するプロセスと、
第２スピンドルにおける巻取材料の捕捉プロセスと、
第２スピンドルにおいて構築されるパッケージに対する巻取プロセスの開始時の、巻取材料の切断プロセスと
に焦点を当てる。
【０００３】
さらに、本発明は、上述したプロセス中に巻取機を制御する方法に関する。
【背景技術】
【０００４】
巻取材料（特に毛糸、ワイヤまたはリボンとしての糸または他の繊維）を、押出プロセスにより、紡糸プロセスにより、または別のボビンから巻取材料を取得することにより、提供することができる。巻取機を用いて、巻取材料は、ボビンを構築するために（特に空ボビンチューブに）巻き取られて巻取パッケージになる。本発明の意味において、「連続的に」供給される巻取材料には、少なくとも単一パッケージに巻き取られる巻取材料の長さより長い、いかなる巻取材料も含まれる。巻取機における第１巻取ボビンの巻取プロセスの後、ボビンは、搬送の目的で使用され、後に、離れた場所で、巻取材料を必要とする別のプロセスのための巻取材料源として使用される。
【０００５】
既知の巻取機では、巻取材料は、単一のまたは複数の固定ロールまたは可動ロールを介して、横断ガイドを保持する横断装置に供給される。横断ガイドは、スピンドル軸に平行な向きである横断方向に横断運動で移動するように制御される。
スピンドル自体またはボビン用の摩擦駆動装置を構築する加圧ローラの駆動速度、および
横断ガイドの横断運動の速度の適当な選択とともに、
横断ガイド最大変位の寸法を決めることにより、
巻取プロセス中に、異なる巻取パターンと、固定巻回および／または予備巻回と、横断ガイドの振動ストロークをもたらすことができる。
【０００６】
最新の巻取機は、少なくとも２つの巻取ステーションを備え、これら巻取ステーションには、連続しかつ交互に巻き取るボビンのためのスピンドルが関連している。ここでは、満巻ボビンがある１つの巻取ステーション（以下、「第１巻取ステーション」とも呼ぶ）から、巻取プロセスが開始される別の巻取ステーション（以下、「第２巻取ステーション」とも呼ぶ）への自動化された連続的な切替に、特に留意する。自動化された切替または移送には、第１巻取ステーションから第２巻取ステーションへの巻取材料の移送と、第２巻取ステーションにおける巻取材料の一部の捕捉および保持と、２つの巻取ステーション間での巻取材料の分離または切断プロセスとが必要である。
【０００７】
本発明による巻取機のタイプと概して異なるタイプの巻取機は、長手方向軸を中心に回転可能なレボルバを有するように構築されている（特許文献１、特許文献２および特許文献３参照）。レボルバは、複数のスピンドルを保持し、それらはそのスピンドル軸を中心に回転する。レボルバの回転により、スピンドル軸は、レボルバの長手方向軸を中心にさらに回転する。このタイプの巻取機の場合、ボビンは同じ固定位置に、レボルバの回転により第１巻取ステーションおよび第２巻取ステーションをこの固定位置まで連続して移動させることにより巻回される。レボルバの原理に基づく巻取機には、横断装置、横断ガイド、スピンドルおよびレボルバに対し別個の駆動装置が必要である。したがって、これらのタイプの巻取機には追加の駆動装置が必要であり、それにより、
追加の構造上の空間が必要となり、
追加のコストが発生し、
レボルバ用の駆動装置の追加の制御が、こうした制御の他の上述した駆動装置の制御との相関とともに必要となる。
【０００８】
一方、レボルバに基づく巻取機では、１つの巻取ステーションから別の巻取ステーションへの切替のためのレボルバの回転によって巻取材料を切断することが可能である。特許文献３によれば、レボルバの回転により、巻取材料は、切刃に対して移動しかつ引っ張られる。こうした切断プロセスを制御する可能性は、固定スピンドル軸を有する本タイプの巻取機にはない。
【０００９】
特許文献４は、固定スピンドルを有する本発明のタイプの巻取機を開示している。これらスピンドルは平行な向きを有している。スピンドルは、互いに別々に駆動される。２つのスピンドルは反対の回転方向に駆動される。巻取機は、フレームに固定された横断装置を備える。スピンドル軸に平行な向きである横断方向における横断運動のために、横断ガイドが案内され駆動される。巻取材料は、ダンサー制御を構築する２つの固定ロールおよび可動ロールを介して供給される。スピンドルを駆動するように統合された駆動装置は、可動ダンサーロールの変位に応じて制御される。第１巻取ステーションにおいて第１パッケージの巻取プロセスを終了した後、巻取材料を手動で切断し、巻取材料の自由端を、空ボビンチューブの周囲に３回〜５回手動で巻回する必要がある。上述した手動ステップには、操作者が常時巻取機に注意を払う必要があり、負傷の危険が発生する可能性がある。
【００１０】
特許文献５は、２つの同軸の巻取ステーションを備えた巻取機を開示している。一方の巻取ステーションから他方の巻取ステーションに切り替えるために、別個に制御されかつ移動する搬送要素が、巻取材料を切断する別個に制御されかつ移動する切刃とともに使用される。
【００１１】
特許文献６は、２つの巻取ステーションを備えた巻取機を開示している。巻取材料は、別個に制御されかつ移動する搬送要素により、空ボビンチューブのスピンドル軸に近接して配置されている方向転換フックに移送される。スピンドルは、方向転換フックから空ボビンチューブまで巻取材料を移送するために用いられる捕捉装置を備えている。この文書で開示されている横断装置は、横断ガイドの横断運動に対し１自由度しかない。
【００１２】
特許文献７は、ワイヤによって構築された巻取材料用の巻取機を開示している。開示されている実施形態では、横断装置には、スピンドル軸に平行な横断運動に対する自由度と、巻取材料を第１巻取ステーションから第２巻取ステーションまで移送するために用いられる、スピンドル軸に対して横切る追加の自由度とがある。巻取材料は、締付・切断装置によって捕捉される。巻取材料を捕捉するために、一実施形態によれば、巻取材料を締付・切断装置に対して方向転換するように、ロールまたはベルトが移動する。別の実施形態では、この文書は、スピンドルに対しスピンドル軸に沿った追加の自由度を与えることを開示している。この実施形態では、巻取材料の捕捉プロセスは、スピンドルを、それらの追加の自由度に沿って軸方向に変位させることによって制御される。
【００１３】
特許文献８は、１つの巻取ステーションから別の巻取ステーションへの巻取プロセスの切替中に、巻取材料を切断するために磁石によって移動する切刃を使用することを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】独国特許第１０２ ２３ ４８４ Ｂ４号明細書
【特許文献２】独国特許第１０ ２００６ ０５４ ９８０ Ｂ４号明細書
【特許文献３】独国特許第２６ ４３ ２７１ Ａ１号明細書
【特許文献４】国際公開第２００８／０２００７０Ａ１号パンフレット
【特許文献５】米国特許第５，５２２，５６０号明細書
【特許文献６】欧州特許第０ ０１８ ５７７号明細書
【特許文献７】独国特許第２０ ３７ ２８２ Ｃ３号明細書
【特許文献８】独国特許第３７ ３４ ４７８ Ｃ２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、固定軸を有するスピンドルを備えた改良された巻取機を提供することである。
【００１６】
本発明の別の目的は、連続的に供給される巻取材料に対する巻取ステーションの自動化された切替を容易にすることである。
【００１７】
さらに、本発明の目的は、プロセス信頼性、プロセス安全性および／またはプロセス安定性を向上させることである。
【００１８】
本発明の別の目的は、巻取機を制御する改善された方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、少なくとも２つの駆動スピンドルを備える巻取機に関する。少なくとも２つのスピンドルを、互いに別々に駆動してもよく、または共通の駆動装置によって駆動してもよい。さらに、スピンドルを、少なくとも１つの駆動集合体によって直接駆動してもよく、その場合、駆動集合体とスピンドルのうちの少なくとも一方との間で、少なくとも１つの伝動ユニットもまた使用してもよい。しかしながら、スピンドルまたはボビンを、ボビンの外周に対して押圧される摩擦駆動装置または加圧ローラによって間接的に駆動することも可能である。
【００２０】
スピンドルは、スピンドル面を画定する固定のかつ平行なスピンドル軸を備える。３つ以上の駆動スピンドルが設けられる場合、これらスピンドルは同じスピンドル面内に位置していてもよく、または２つのスピンドルのみがそれぞれ共通のスピンドル面を構築してもよい。
【００２１】
さらに、本発明によれば、横断装置が設けられる。横断装置は、スピンドル軸に対して（およそ）平行な横断方向に沿って配置可能な横断ガイドを備える。したがって、横断装置の他の部品に対する横断ガイドの位置に応じて、スピンドル軸に対する横断ガイドの位置を変更することができる。横断ガイドの横断運動が、横断ガイドと相互作用する巻取材料の部分を移動させるために用いられる第１自由度を構築する。
【００２２】
さらに、本発明によれば、横断装置（横断装置とともに横断ガイドも）は、切替方向においてスピンドル軸に対し横切って移動可能であり、それにより第２自由度が提供される。この自由度は、直線状であってもよく、または任意の湾曲形状であってもよい。２つの自由度を制御することにより、横断ガイドを、横断方向および切替方向によって画定される平面または湾曲面内で複雑に運動するように駆動することができる。
【００２３】
本発明によれば、１つの巻取ステーションから別の巻取ステーションへの移送および切替中に使用される移送装置が設けられる。以下にいくつか例を挙げると、別の意味でまたは追加の意味で用いてもよい、こうした移送装置のいくつかのあり得る機能が列挙される。すなわち、移送装置を、
巻取材料を、第１満巻パッケージから離れるように案内し、
２つの巻取ステーション間で巻取材料を方向転換させ、
巻取パッケージから離れるように案内される巻取材料が、再び、このボビン、ボビンチューブ、または巻取ボビンに関連する捕捉装置によって捕捉されないようにし、
第１巻取ステーションにおける巻取パッケージから第２巻取ステーションにおける空ボビンチューブへの切替中またはその後に、巻取材料を切断または分離（以下、「切断」）し、
巻取材料が、第２巻取ステーションにおける空ボビンチューブ、第２スピンドルまたは関連する構成部品によって捕捉されることを可能にするように、巻取材料を方向転換させ、変位させ、または保持するために用いることができる。
【００２４】
本発明によれば、移送装置は、移送装置を移動させるアクチュエータを有する制御装置によって保持されない。最も単純な場合、移送装置は、フレームまたはベースプレートにおいて堅く固定される。しかしながら、「前記スピンドル軸に対して固定位置を有する移送装置」は、移送装置が幾分かの弾力性をもって保持される実施形態を包含してもよい。
【００２５】
本発明は、単一のまたは複数の制御ユニットによって構築され得る制御装置を用いることを提案している。制御装置は、巻取装置が、巻取ステーションの切替のために第１スピンドルにおいて巻取ボビンから「回収され」、移送装置と係合するようになされ（そこで、巻取材料を方向転換してもよい）、その後、第２巻取ステーションの空ボビンチューブに、あるいは巻取ステーションまたは第２スピンドルに関連する捕捉装置に移送されるように、設計され配置されかつプログラムされる。その目的で、制御装置は、スピンドル軸を横切る横断装置の運動とともに、スピンドル軸に平行な横断ガイドの運動を制御する。
【００２６】
本発明によれば、移送装置の運動をもたらすアクチュエータが不要となる。さらに、本発明の一実施形態によれば、１つの巻取ステーションから別の巻取ステーションおよび／または捕捉フック等に切り替えるための巻取材料のための搬送装置の制御をなくしてもよく、それにより、巻取機の制御がさらに簡略化する。
【００２７】
本発明によれば、第１巻取ステーションの巻取ボビンから第２巻取ステーションの空ボビンチューブまでの巻取材料の移送を、横断装置および横断ガイドの運動の単なる制御によって（特に、スピンドルの回転移動のさらなる制御とともに）提供することができることも可能である。この実施形態に対し、横断装置および横断ガイドの自由度を多機能で、すなわち、巻取プロセス自体の間に、かつ異なる巻取ステーション間での巻取材料の移送に対し、使用することができる。
【００２８】
別の実施形態では、本発明は、移送装置を、スピンドル面への投影図で見るとスピンドル軸の間に配置することを提案している。この投影面において、移送装置は、スピンドル軸に沿って見ると、ボビンチューブの前方または後方に配置される。この実施形態では、移送装置は、通常の巻取プロセス中に使用される領域から遠くに配置され、巻取ボビンと空ボビンチューブとの間の中間の空間から出るように横断ガイドを移動させる場合にのみ作用する。
【００２９】
本発明の別の実施形態では、横断装置および横断ガイドの上述した自由度を、横断ガイドを捕捉位置に移動させるために使用することができる。この捕捉位置において、移送装置と横断ガイドとの間の巻取材料の経路は、第２巻取ステーションにおいて巻取材料を自動的に捕捉するように、捕捉装置の捕捉領域を通過する。さらに、巻取材料は、捕捉位置に達する横断ガイドによって画定される時点に、捕捉装置によって捕捉されることが可能である。しかしながら、捕捉装置は、横断ガイドが捕捉位置に達した後に遅延して巻取材料に対して移動することも可能である。この遅延移動は、巻取材料に向かうスピンドルとの捕捉装置の回転によって決まってもよい。
【００３０】
本発明の別の実施形態によれば、切替プロセス中、巻取材料は、スピンドル面への投影図で見ると、巻取パッケージと空ボビンチューブとの間で概してＶ字型経路を辿る。この実施形態では、移送装置は、Ｖ字の先端に配置される。２つのスピンドルの間の「Ｖ」字型経路により、巻取材料は、２つの巻取ステーションの間の中間の空間から出るように案内される。
【００３１】
単純な実施形態では、移送装置は、方向転換装置の方向転換面が円のセグメントの輪郭を含むように、単一の方向転換ボルトまたはロールによって構築されることが可能である。しかしながら、別の実施形態では、移送装置は、巻取材料を反対方向に方向転換する２つの方向転換面を備えてもよい。この実施形態では、方向転換面は、スピンドル軸に沿って見ると位置がシフトしていることが可能である。この実施形態により、以下の利点をもたらすことができる。
第１巻取ステーションの巻取パッケージから巻取材料を移送する場合、第１方向転換面を、巻取パッケージと空ボビンチューブとの間の中間の空間に近接して配置することが有利であり得る。この理由は、方向転換面の中間の空間からの距離が増大することにより、巻取ボビンの周方向に対する巻取材料の角度が増大し、結果としてパッケージの最後の巻取の角度が望ましくないほど変化する。別のあり得る不都合は、第１方向転換面の中間の空間からの距離が増大することにより、切断された巻取材料の自由端が巻取ボビンとともに回転する危険が増大する。さらに、この自由端が、第１巻取ステーションの巻取パッケージまたは関連する満ボビンチューブによって再度捕捉される可能性がある。
一方、第２巻取ステーションの捕捉装置の捕捉領域を、スピンドル軸に沿って見ると巻取パッケージと空ボビンとの間の中間の空間から所定の最短距離で配置することが重要である。この最短距離を保証するために、第１方向転換面から捕捉装置までの巻取材料の経路において第２方向転換面を使用することが有利である。
【００３２】
２つの上記要求を、位置がシフトした２つの方向転換面を使用することによって考慮することができる。
【００３３】
概して、第２巻取ステーションで巻取材料を捕捉した後に巻取材料を切断または分離するために、任意の位置での任意の既知の分離または切断装置を使用することができる。本発明の一実施形態によれば、巻取材料の自動切断が、移送装置および切断装置が小型設計であるように移送装置に配置された切断装置によって行われる。特に、移送装置および切断装置は、単一の組立体ユニットまたは一体部品を構築する。
【００３４】
切断装置が制御アクチュエータによって移動することが可能である。しかしながら、本発明の別の実施形態によれば、切断装置、特に切刃は固定位置を有する。
【００３５】
本発明の一実施形態では、移送装置は、鋭角を形成する２つのロッドによって構築される。特に、２つのロッド間の鋭角は、１０°から３０°である。２つの上述した自由度に沿った横断ガイドの横断装置との運動を制御することにより、巻取材料は、２つのロッド間の中間の空間内に導入される。２つのロッドのそれぞれの周方向面が、上述した利点および目的の２つの上述した方向転換面を構築してもよい。方向転換面におけるロッドの直径の寸法を決めることにより、かつスピンドル面への投影図において２つのロッドの向きを調整することにより、２つの方向転換面の位置のシフトを提供しかつ適合させてもよい。鋭角を構築する２つのロッドを用いることにより、「Ｖ」字型ロッドが巻取材料に対する一種の導入部または一種の漏斗を構築するという事実により、本発明の巻取機のプロセス信頼性を向上させることができる。
【００３６】
巻取材料が移送装置と接触し、第２巻取ステーションまで移送され、第２巻取ステーションにおいて捕捉装置によって捕捉された後、巻取材料を切断する必要がある。この切断プロセスでは、巻取材料を切断装置に接触させる、切断装置と巻取装置との相対移動が必要である。上述した従来技術による相対移動を、制御アクチュエータによって切断装置を移動させることによって提供することができる。しかしながら、本発明の別の実施形態によれば、相対移動は、第２巻取ステーションにおける捕捉装置の回転によってもたらされる。言い換えれば、この実施形態では、捕捉装置はその回転により、巻取材料を切断するために、巻取材料を、張力をかけて切断装置に対し押圧するかまたは引っ張る。この実施形態では、捕捉装置は、多機能的に、すなわち、巻取材料を捕捉し、保持し、かつ／または締め付けるために、かつ切断プロセス中に必要な相対移動をもたらすために、使用される。
【００３７】
本発明による方法では、巻取材料を巻取パッケージから移送装置を介して第２巻取ステーションまで移送するために、横断装置、横断ガイドおよび／またはスピンドルの駆動装置を制御することのみによって、制御を容易にすることができる。横断装置および横断ガイドの上述した２つの自由度により、横断ガイドおよび巻取材料の複雑な移動が、追加のアクチュエータ、搬送要素等が必須でなく提供される。本発明の一実施形態では、また、横断装置、横断ガイドおよび／またはスピンドルの駆動装置を制御することのみによって、本発明の方法に対する巻取材料の切断が制御される。
【００３８】
本発明の方法の別の実施形態では、巻取材料を移送装置と相互作用させるために、横断ガイドは、スピンドル軸に沿って見ると、第１巻取パッケージの前方または後方に横断運動によって移動する。その後、横断ガイドは、横断方向において反対方向に戻るように制御される。この横断ガイドの前方横断運動および後方横断運動の間に、横断装置は、切替方向に移動するように制御される（すなわち、横断ガイドの横断方向に対して横切る運動）。この切替運動により、横断ガイドは、第１巻取ステーションから第２巻取ステーションまで移動する。横断ガイドおよび横断装置の運動の簡単な制御により、巻取材料を巻取パッケージから移送し、巻取材料を移送装置と相互作用させ、巻取材料を第２巻取ステーションの空ボビンチューブまで移送するために使用される複雑な移動をもたらすことができる。
【００３９】
本発明の方法の別の実施形態では、捕捉装置は第２スピンドルとともに回転する。巻取材料と捕捉装置との相互作用は、第２スピンドルを関連する捕捉装置とともに所定回転角度まで回転させることによって確立される。同時に、または時間をずらして、横断ガイドは、移送装置と横断ガイドとの間に延在する巻取材料のセグメントが捕捉装置の捕捉領域を通過する位置まで移動する。
【００４０】
本発明の別の実施形態では、巻取材料を切断する別個のアクチュエータおよび制御装置はなくてもよい。この実施形態では、巻取材料を切断するための固定位置の切断装置と巻取材料との相対移動は、スピンドルの関連する捕捉装置との回転のみによってもたらされる。
【００４１】
本発明の他の特徴および利点は、以下の図面および詳細な説明を考察することで当業者には明らかとなろう。こうした追加の特徴および利点はすべて、特許請求の範囲によって定義されるように、本明細書において本発明の範囲内に含まれることが意図されている。
【００４２】
本発明を、以下の図面を参照することによってよりよく理解することができる。図面の構成要素は、必ずしも一定比例尺になっておらず、本発明の原理を明確に例証することに重きが置かれている。図面において、それぞれの図を通して同様の参照数字は対応する部分を示している。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】第１巻取ステーションにおけるパッケージの巻取プロセスの最後の巻取機の略正面図である。
【図２】図１による巻取機を平面図で示す。
【図３】第１巻取ステーションにおいてパッケージの巻取プロセスを終了し、巻取材料を移送装置に案内するように横断装置および横断ガイドを制御した後の、図１および図２による巻取機を略正面図で示す。
【図４】図３による巻取機を平面図で示す。
【図５】第１巻取ステーションから第２巻取ステーションへの切替の準備のために、横断装置および横断ガイドをさらに移動させた後の、図１〜図４による巻取機を略正面図で示す。
【図６】図５による巻取機を平面図で示す。
【図７】横断装置を横断ガイドとともに、第２巻取ステーションにおける空ボビンチューブに隣接する捕捉位置まで移動させた後の、図１〜図６による巻取機を略正面図で示し、巻取材料が移送装置によって方向転換されている。
【図８】図７による巻取機を平面図で示す。
【図９】第２巻取ステーションにおいてスピンドルとの捕捉装置の回転により、巻取材料が切断装置に向かって移動した後の、図１〜図８による巻取機を略正面図で示す。
【図１０】図９による巻取機を平面図で示す。
【図１１】巻取材料の切断プロセスの後の、図１〜図１０による巻取機を略正面図で示し、巻取材料の端が第２巻取ステーションにおいて捕捉装置によって保持されており、第２巻取ステーションにおける巻取が開始されたあとの態様が示されている。
【図１２】図１１による巻取機を平面図で示す。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
概略図は、ベースプレート２を有する巻取機１を示しており、ベースプレート２は、固定位置にあり、巻取機１の他の構成部品を支持し、支承しかつ／または案内するために用いられる。水平の向き、そのためベースプレート２に垂直な向きを有する２つの平行なスピンドル３、４が、少なくとも１つの駆動集合体（図示せず）によって、スピンドル軸５、６を中心に回転するように直接または間接的に駆動される。スピンドル３、４は、各々少なくとも１つのフランジ７、８を備えており、フランジ７、８は、スピンドル３、４の基体と一体部品であってもよく、またはそれに固定される追加の構成部品であってもよい。フランジ７、８の外面には、クランプ装置、捕捉装置または保持装置９、１０（以下、「捕捉装置」）が配置されている。捕捉装置９、１０は、スピンドル３、４にまたは関連するボビンチューブに固定され、それにより、ボビンまたはスピンドル３、４の回転によって回転する。スピンドル３、４は、それぞれのボビンチューブ１１、１２内に延在して、スピンドル３、４とボビンチューブ１１、１２との間の駆動連結を当業者に既知の方法で確立する。
【００４５】
横断装置１４は、ベースプレート２によって保持され、かつ、ベースプレート２に対して切替方向１３において１自由度で案内される。図１では、切替方向１３は、並進自由度に対応する。しかしながら、図とは異なり、切替方向１３の自由度は、湾曲自由度であってもよい。いずれの場合も、切替方向１３は、スピンドル軸５、６に対して横切る向きを（少なくとも関連部分において）有している。横断装置１４は、任意の好適なアクチュエータ、特に電気駆動装置、液圧または空気圧アクチュエータ等であり得るアクチュエータ（図示せず）を制御する制御装置（図示せず）により、切替方向１３に移動する。横断装置１４は、スピンドル軸５、６に対して平行な向きを有する案内ユニットまたは誘導装置１５を備えている。横断ガイド１６が、案内ユニット１５により、スピンドル軸５、６に対して平行な向きである横断方向１７に移動するように案内される。横断ガイド１６の移動は、上述した制御装置（図示せず）かまたは上述した制御装置と通信することができる別の制御装置によって制御される。横断ガイド１６の移動は、アクチュエータ（図示せず）によってもたらされる。２自由度（すなわち、横断方向１７および切替方向１３における移動）により、図１に示すような横断装置の並進自由度に対しても、図２の図面の面に対して平行な向きを有する平面における横断ガイド１７の任意の移動が可能になる。ここで、上述した平面におけるいかなる湾曲移動も、２つの関連するアクチュエータを制御する制御ユニットによって制御され得る。横断方向１７における横断運動は、第１巻取ステーション１９においてボビンチューブ１１の上に所定パターンで巻取材料１８を巻回するのに用いられる。横断方向１７における横断運動はまた、第１巻取ステーション１９における巻取プロセスから第２巻取ステーション２０における巻取プロセスまでの切替中にも用いられる。巻取材料１８は、ボビンチューブ１１、１２に、または少なくとも部分的に巻回されたパッケージ２２、２３に、（たとえば固定ロール２１および横断ガイド１６を介して）連続的に供給される。フランジ７、８により、パッケージ２２、２３の案内および軸方向制限を提供することができる。
【００４６】
本発明の巻取機１は、移送装置２４を備えている。図示する実施形態では、移送装置２４は、ここでは共通ユニットに統合される方向転換装置２５および切断装置２６を備えている。方向転換装置２５は、２つのロッド２７、２８で構築されている。図１による図面の面において、ロッド２７、２８はＶ字型の向きを有しており、ロッド２７、２８の長手方向軸は鋭角２９を形成している。角度２９は、特に、１０°〜３０°の範囲にある。Ｖ字型の方向転換装置２５は、上方に開放している。Ｖ字の先端に、すなわち２つの脚の連結部に、そのためロッド２７、２８の下端領域に、切断装置２６が配置されている。切断装置２６は、その単純な形態において、切刃またはナイフによって構築され、刃は上方に向いている。刃は、図１による図面の面に対して平行な向きを有している。刃は、２つのロッド２７、２８の間に延在している。図２から分かるように、Ｖ字型ロッド２７、２８は、ベースプレート２に対して平行な向きを有する平面を画定している。ロッド２７、２８によって画定される平面は、フランジ７、８が延在する平面におよそ対応するか、または２つの上述した平面にはわずかな間隔しかない。移送装置２４は、２つのスピンドル軸３、４間の中間におおよそ、または正確に配置されている。スピンドル軸３、４は、スピンドル面３０を画定する。横断ガイド１６を有する横断装置１４は、移送装置２４の上方にわずかな間隔で、特に０．５ｃｍ、２ｃｍ、４ｃｍまたは８ｃｍ未満の間隔で垂直に配置されている。ロッド２７、２８の上端領域は、捕捉装置９、１０がスピンドル３、４の回転によって達する最高位置におおよそ位置している。
【００４７】
上述した構成要素の参照数字は、図１および図２においてのみ印している。図１〜図１２は、第１巻取ステーション１９から第２巻取ステーション２０への巻取プロセスの切替または移送の方法の６つのステップを示しており、図の対は、正面図（奇数の図）および対応する平面図（偶数の図）を示している。図１および図２は、完成したパッケージ２２がある第１巻取ステーション１９におけるボビンの巻取プロセスの終わりを示している。パッケージ２２に対する巻取プロセスの終わりを、パッケージ材料の検知される重量、パッケージ２２における巻取材料の測定されるまたは推定される長さ、または巻取プロセス中に費やされた回転数または時間に応じて確定し、制御してもよい。
【００４８】
図３および図４による次のステップでは、横断装置１４は、まず切替方向１３に移動して、横断ガイド１６がスピンドル軸３、４の中間に位置するようにする。同時にまたは続いて、横断ガイド１６は、横断方向１７において、案内ユニット１５に沿ってベースプレート２および移送装置２４に向かって移動する。最後に、構成部品は、図４によるそれぞれの位置に達する。横断ガイド１６は、横断方向１７に沿ってベースプレート２から見ると、この時、ボビンチューブ、フランジ７、８および移送装置２４の前方に配置されている。横断ガイド１６が、移送装置２４の上方に垂直に配置されているという事実により、横断ガイド１６は、衝突なしに移送装置２４を通過することができる。この移動中、巻取材料は、ボビンの下側から横断ガイド１６まで上方に延在する。ベースプレート２に対する横断ガイド１６の移動により、水平面を有するように形成された巻取材料の角度が低減し、巻取材料は、下方に、Ｖ字型の方向転換装置２５内に入る。巻取材料１８は、移送装置２４内に、特に２つのロッド２７、２８の間に導入される。図４から分かるように、第１巻取ステーション１９により近く配置されているロッド２７は、最後に、方向転換領域３１において巻取材料１８と接触する。方向転換領域３１において、巻取材料１８は、図４において左回り方向に方向転換される。横断ガイド１６が横断方向にさらに移動することにより、方向転換領域３１は、ロッド２７の長手方向軸に沿って下方に移動する。図３および図４において、横断ガイド１６は、２つのスピンドル軸３、４の中間に、かつ横断方向１７においてベースプレート２に最も近接して位置する端部位置に配置される。
【００４９】
次のステップでは、横断ガイド１６は横断方向１７に移動しない。代りに、横断装置１４が、切替方向１３において第１巻取ステーションから離れるように、そのため図４において右へ、図５および図６に示す横断ガイド１６の位置まで移動する。この位置で、巻取材料１８はさらに、方向転換領域３２において方向転換装置２５と接触する。この方向転換領域３２では、巻取材料１８は、図６において右回りの向きに、そのため方向転換領域３１における方向転換とは反対方向に方向転換する。したがって、方向転換装置２５内では、巻取材料１８の経路を、概してＳ字型と述べることができる。切替方向１３におけるさらなる移動により、巻取材料１８は、切断装置２６と巻取材料１８との間に間隔を残して、方向転換装置２５において下方に切断装置２６に向かってさらに移動する（図３および図５を比較）。
【００５０】
図７および図８に示す後続するステップでは、横断ガイド１６は捕捉位置３３まで移動する。捕捉位置は、移送装置２４または方向転換装置２５と横断ガイド１６との間に延在する巻取材料１８のセグメント３４が、フランジ８の外周からわずかな間隔３５、特に０．５ｃｍ未満の間隔であるように選択される。これは、図７の図示する実施形態の場合、およそ１０時位置に対応するフランジ８の回転角度３６の場合である。フランジ８および捕捉装置１０とともにスピンドル４がさらに回転することにより、捕捉装置１０は、さらなる回転角度３６まで移動する。この回転角度３６により、捕捉装置は、巻取材料１８を捕捉し、締め付け、かつ／または保持する（以下「捕捉する」）。スピンドル４、フランジ８および捕捉装置１０の続く移動により、捕捉装置１０は、巻取材料１８を下方に移送する（図９および図１０参照）。巻取材料１８が、分離装置２６からわずかな間隔で配置される前に、回転する捕捉装置１０によってもたらされる、巻取材料１８の下方の上述した移動により、巻取材料１８が切断装置２６に対して押圧されまたは引っ張られる。捕捉装置の下方へのさらなる移動により巻取材料１８のけん引力および引張力が十分であると、巻取材料１８は、切断装置２６によって切断される。巻取材料１８の切断は、第２回転角度３７において発生する。切断された巻取材料１８の自由端は、捕捉装置９によって依然として保持されている。スピンドル４および関連要素の駆動された回転と、横断ガイド１６の好適な横断運動とにより、ここで、第２巻取ステーション２０において、これから増大するパッケージ２３の巻取プロセスが開始する（図１１および１２）。
【００５１】
当業者は、上述した手続きにより、第２巻取ステーション２０においてパッケージ２３を完成させた後に、第２巻取ステーション２０から第３巻取ステーション（図示せず）へのさらなる切替を開始してもよい、ということを理解するであろう。しかしながら、第２巻取ステーション２０においてパッケージ２３を完成させた時、巻取材料１８が第１巻取ステーション１９に戻されることも可能である。第２巻取ステーションにおけるパッケージ２３の巻取プロセスの間、第１巻取ステーション１９の完成したパッケージ２２は取り除かれ、スピンドル３の上に新たな空ボビンチューブ１９が配置される。
【００５２】
図示する実施形態では、スピンドル３、４は反対方向に駆動される。この実施形態では、巻取材料１８は、スピンドル３には下側から供給され、スピンドル４にはその上側から供給される。
【００５３】
ここで図１０をさらに詳細に参照して、方向転換領域３１、３２のあり得る機能について説明する。第１巻取ステーション１９により近接して位置するロッド２７の方向転換領域３１は、それが、ボビンへの最後の巻回における巻取材料１８の角度が望ましくない程度で変化しないことを保証するように、２つのボビン間の中間の空間の方向において遠くに、かつベースプレート２から遠くに配置されるべきである。一方、方向転換領域３１は、巻取材料１８とフランジ７との間に望ましくない相互作用がないことを保証する。さらに、方向転換領域３１は、巻取材料１８が、第１巻取ステーション１９の捕捉装置９によって再び捕捉されないことを保証する。方向転換領域３２は、捕捉装置１０による巻取材料１８の捕捉プロセス中に、セグメント３４の端点を構築する。この端点の位置は、セグメント３４における巻取材料１８が、捕捉装置１０が巻取材料１８を捕捉することができるのに十分小さい間隔でフランジ８を通過するのを保証するように、ベースプレート２に十分近接して配置されるべきである。
【００５４】
方向転換領域３１、３２の上述した２つの目的を、必要に応じてロッド２７、２８の直径の寸法を決めることによって実現してもよい。さらに、ベースプレート２からの方向転換領域３１の距離を増大させ、かつベースプレート２からの方向転換領域３２の距離を低減するように、方向転換装置２５を、図１０のその水平の向きから左回り方向に回転させることが可能である。しかしながら、これは、巻取材料１８を第２巻取ステーション２０から第１巻取ステーション１９に再移送することが必要な場合にも有用でない可能性がある。この場合はまた、２つの方向転換装置２５、２５ａ（各々、ロッド２７、２８、２７ａ、２８ａの対によって構築される）を、横断方向１７において前後に配置してもよい。この実施形態では、第１巻取ステーション１９から第２巻取ステーション２０への切替により、第１方向転換装置２５のロッド２７の方向転換領域３１において方向転換がもたらされ、方向転換領域３２ａは、第２方向転換装置２５ａのロッド２８ａによって構築される。第２巻取ステーション２０から第１巻取ステーション１９へ戻る切替の場合、方向転換装置２５、２５ａの他方のロッド２７ａ、２８が方向転換領域３１ａ、３２を構築する。
【００５５】
当業者は、１つの巻取ステーションから別の巻取ステーションへの切替中、横断ガイド１６のいかなる移動も可能であることを理解するであろう。上述した移動と異なる横断ガイド１６のいかなる制御された移動も、本発明に包含されるべきである。１つの巻取ステーションから別の巻取ステーションへの切替中、横断ガイド１６は、巻取材料１８を、移送装置２４に接触させるかまたはそれと相互作用させることのみが重要である。特に、巻取材料１８は、方向転換装置２５を通過する。これには、横断ガイド１６が図４に示す端部位置まで移動することが必要である。この端部位置では、横断ガイド１６は、移送装置２４のボビンから離れる方向に面している側に配置される。横断ガイド１６の移動を、概してＶ字移動（スピンドル面への投影図において）と述べてもよい。Ｖ字の先端は、横断ガイド１６の上述した端部位置に対応する。Ｖ字の２つの脚は、横断方向１７に関して異なる角度を有していてもよい。
【００５６】
ロッド２７、２８を、巻取材料１８との接触に対し、かつ巻取材料１８とロッド２７、２８との間の必要な相対摺動移動に対し最適化してもよい。特に、ロッド２７、２８は、少なくとも方向転換領域において、耐摩耗層によって覆われている。さらに、ロッド２７、２８が、中に延在するピンによって支承されるスリーブによって構築されることが可能である。
【００５７】
捕捉装置９、１０は、捕捉された巻取材料１８を締め付ける弾性要素を備えていてもよい。
【００５８】
フランジ７、８は、直径が、特に、製作されたパッケージ２２、２３の最大径よりわずかに大きい。したがって、捕捉装置９、１０は、製作されたパッケージ２２、２３の半径よりわずかに大きい半径に配置される。
【００５９】
別の実施形態では、図８により横断ガイド１６が達する位置は、捕捉位置３３にない。この実施形態では、横断ガイド１６は、ベースプレート２から最大間隔である横断方向の端部位置に向かって移動する。横断装置１４は、空ボビンチューブに対する後の巻取プロセスに対して適所に駆動される。この位置において、同様のスピンドル４の捕捉装置１０との回転により、巻取材料１８が捕捉装置１０によって捕捉されることは不可能である。横断方向１７におけるベースプレート２に向かう横断ガイド１６の続く移動により、巻取材料１８がフランジ８により近接することが可能である。最後に、巻取材料１８は、捕捉装置１０の捕捉領域３８内に延在する。捕捉装置１０によって捕捉された巻取材料１８は、スピンドル４の増大する回転速度にしたがって増大する速度で巻き取られる。
【００６０】
スピンドル４の回転速度が大きく変化しない場合、ボビンまたはパッケージの円周の速度と供給される巻取材料の速度との差を、横断方向１７における横断ガイド１６の速度を制御することによって平衡化することができる。
【００６１】
切断装置２６によって巻取材料１８を切断した後、第１巻取ステーション１９のボビンを減速させ停止させ、巻取ボビンまたは巻取パッケージを、空ボビンチューブと交換する。
【００６２】
巻取材料１８を下方に移送装置２４内に導入するために、横断ガイド１６の移送装置２４後方の移動に対して十分な空間を提供するように、フランジ７、８を、ベースプレート２から間隔３９、特に少なくとも３．５〜１０ｃｍの間隔で配置してもよい。
【００６３】
横断装置１４が、関連するアクチュエータにより別の自由度を有することも可能である。このさらなる自由度は、横断方向１７に対しかつ切替方向１３に対し垂直な向きを有していてもよい。
【００６４】
本発明の精神および原理から実質的に逸脱することなく、本発明の好ましい実施形態に対し多くの変形および変更を行ってもよい。こうした変更および変形はすべて、本明細書において、以下の特許請求の範囲によって定義されるように、本発明の範囲内に含まれるように意図されている。
【符号の説明】
【００６５】
１ 巻取機
２ ベースプレート
３ スピンドル
４ スピンドル
５ スピンドル軸
６ スピンドル軸
７ フランジ
８ フランジ
９ 捕捉装置
１０ 捕捉装置
１１ ボビンチューブ
１２ ボビンチューブ
１３ 切替方向
１４ 横断装置
１５ 案内ユニット
１６ 横断ガイド
１７ 横断方向
１８ 巻取材料
１９ 第１巻取ステーション
２０ 第２巻取ステーション
２１ 固定ロール
２２ パッケージ
２３ パッケージ
２４ 移送装置
２５ 方向転換装置
２６ 切断装置
２７ ロッド
２８ ロッド
２９ 角度
３０ スピンドル面
３１ 方向転換領域
３２ 方向転換領域
３３ 捕捉位置
３４ セグメント
３５ 間隔
３６ 回転角度
３７ 回転角度
３８ 捕捉領域
３９ 間隔
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２００９年６月９日に出願された、「交換装置を備えた巻取機、及び、それを駆動するための方法」と題する、同時係属独国特許出願第１０ ２００９ ０２６ ８４９．９号に対する優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、概して、連続的に供給される巻取材料、特に連続糸を巻き取ってボビンチューブに巻回されたパッケージまたはボビンにする巻取機に関する。巻取機は、固定のスピンドル軸を有する２つのスピンドルを備えている。本発明は、特に、
第１スピンドルの巻取ボビンまたはパッケージから第２スピンドルの空ボビンチューブに、巻取材料を移送するプロセスと、
第２スピンドルにおける巻取材料の捕捉プロセスと、
第２スピンドルにおいて構築されるパッケージに対する巻取プロセスの開始時の、巻取材料の切断プロセスと
に焦点を当てる。
【０００３】
さらに、本発明は、上述したプロセス中に巻取機を制御する方法に関する。
【背景技術】
【０００４】
巻取材料（特に毛糸、ワイヤまたはリボンとしての糸または他の繊維）を、押出プロセスにより、紡糸プロセスにより、または別のボビンから巻取材料を取得することにより、提供することができる。巻取機を用いて、巻取材料は、ボビンを構築するために（特に空ボビンチューブに）巻き取られて巻取パッケージになる。本発明の意味において、「連続的に」供給される巻取材料には、少なくとも単一パッケージに巻き取られる巻取材料の長さより長い、いかなる巻取材料も含まれる。巻取機における第１巻取ボビンの巻取プロセスの後、ボビンは、搬送の目的で使用され、後に、離れた場所で、巻取材料を必要とする別のプロセスのための巻取材料源として使用される。
【０００５】
既知の巻取機では、巻取材料は、単一のまたは複数の固定ロールまたは可動ロールを介して、横断ガイドを保持する横断装置に供給される。横断ガイドは、スピンドル軸に平行な向きである横断方向に横断運動で移動するように制御される。
スピンドル自体またはボビン用の摩擦駆動装置を構築する加圧ローラの駆動速度、および
横断ガイドの横断運動の速度の適当な選択とともに、
横断ガイド最大変位の寸法を決めることにより、
巻取プロセス中に、異なる巻取パターンと、固定巻回および／または予備巻回と、横断ガイドの振動ストロークをもたらすことができる。
【０００６】
最新の巻取機は、少なくとも２つの巻取ステーションを備え、これら巻取ステーションには、連続しかつ交互に巻き取るボビンのためのスピンドルが関連している。ここでは、満巻ボビンがある１つの巻取ステーション（以下、「第１巻取ステーション」とも呼ぶ）から、巻取プロセスが開始される別の巻取ステーション（以下、「第２巻取ステーション」とも呼ぶ）への自動化された連続的な切替に、特に留意する。自動化された切替または移送には、第１巻取ステーションから第２巻取ステーションへの巻取材料の移送と、第２巻取ステーションにおける巻取材料の一部の捕捉および保持と、２つの巻取ステーション間での巻取材料の分離または切断プロセスとが必要である。
【０００７】
本発明による巻取機のタイプと概して異なるタイプの巻取機は、長手方向軸を中心に回転可能なレボルバを有するように構築されている（特許文献１、特許文献２および特許文献３参照）。レボルバは、複数のスピンドルを保持し、それらはそのスピンドル軸を中心に回転する。レボルバの回転により、スピンドル軸は、レボルバの長手方向軸を中心にさらに回転する。このタイプの巻取機の場合、ボビンは同じ固定位置に、レボルバの回転により第１巻取ステーションおよび第２巻取ステーションをこの固定位置まで連続して移動させることにより巻回される。レボルバの原理に基づく巻取機には、横断装置、横断ガイド、スピンドルおよびレボルバに対し別個の駆動装置が必要である。したがって、これらのタイプの巻取機には追加の駆動装置が必要であり、それにより、
追加の構造上の空間が必要となり、
追加のコストが発生し、
レボルバ用の駆動装置の追加の制御が、こうした制御の他の上述した駆動装置の制御との相関とともに必要となる。
【０００８】
一方、レボルバに基づく巻取機では、１つの巻取ステーションから別の巻取ステーションへの切替のためのレボルバの回転によって巻取材料を切断することが可能である。特許文献３によれば、レボルバの回転により、巻取材料は、切刃に対して移動しかつ引っ張られる。こうした切断プロセスを制御する可能性は、固定スピンドル軸を有する本タイプの巻取機にはない。
【０００９】
特許文献４は、固定スピンドルを有する本発明のタイプの巻取機を開示している。これらスピンドルは平行な向きを有している。スピンドルは、互いに別々に駆動される。２つのスピンドルは反対の回転方向に駆動される。巻取機は、フレームに固定された横断装置を備える。スピンドル軸に平行な向きである横断方向における横断運動のために、横断ガイドが案内され駆動される。巻取材料は、ダンサー制御を構築する２つの固定ロールおよび可動ロールを介して供給される。スピンドルを駆動するように統合された駆動装置は、可動ダンサーロールの変位に応じて制御される。第１巻取ステーションにおいて第１パッケージの巻取プロセスを終了した後、巻取材料を手動で切断し、巻取材料の自由端を、空ボビンチューブの周囲に３回〜５回手動で巻回する必要がある。上述した手動ステップには、操作者が常時巻取機に注意を払う必要があり、負傷の危険が発生する可能性がある。
【００１０】
特許文献５は、２つの同軸の巻取ステーションを備えた巻取機を開示している。一方の巻取ステーションから他方の巻取ステーションに切り替えるために、別個に制御されかつ移動する搬送要素が、巻取材料を切断する別個に制御されかつ移動する切刃とともに使用される。
【００１１】
特許文献６は、２つの巻取ステーションを備えた巻取機を開示している。巻取材料は、別個に制御されかつ移動する搬送要素により、空ボビンチューブのスピンドル軸に近接して配置されている方向転換フックに移送される。スピンドルは、方向転換フックから空ボビンチューブまで巻取材料を移送するために用いられる捕捉装置を備えている。この文書で開示されている横断装置は、横断ガイドの横断運動に対し１自由度しかない。
【００１２】
特許文献７は、ワイヤによって構築された巻取材料用の巻取機を開示している。開示されている実施形態では、横断装置には、スピンドル軸に平行な横断運動に対する自由度と、巻取材料を第１巻取ステーションから第２巻取ステーションまで移送するために用いられる、スピンドル軸に対して横切る追加の自由度とがある。巻取材料は、締付・切断装置によって捕捉される。巻取材料を捕捉するために、一実施形態によれば、巻取材料を締付・切断装置に対して方向転換するように、ロールまたはベルトが移動する。別の実施形態では、この文書は、スピンドルに対しスピンドル軸に沿った追加の自由度を与えることを開示している。この実施形態では、巻取材料の捕捉プロセスは、スピンドルを、それらの追加の自由度に沿って軸方向に変位させることによって制御される。
【００１３】
特許文献８は、１つの巻取ステーションから別の巻取ステーションへの巻取プロセスの切替中に、巻取材料を切断するために磁石によって移動する切刃を使用することを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】独国特許第１０２ ２３ ４８４ Ｂ４号明細書
【特許文献２】独国特許第１０ ２００６ ０５４ ９８０ Ｂ４号明細書
【特許文献３】独国特許第２６ ４３ ２７１ Ａ１号明細書
【特許文献４】国際公開第２００８／０２００７０Ａ１号パンフレット
【特許文献５】米国特許第５，５２２，５６０号明細書
【特許文献６】欧州特許第０ ０１８ ５７７号明細書
【特許文献７】独国特許第２０ ３７ ２８２ Ｃ３号明細書
【特許文献８】独国特許第３７ ３４ ４７８ Ｃ２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、固定軸を有するスピンドルを備えた改良された巻取機を提供することである。
【００１６】
本発明の別の目的は、連続的に供給される巻取材料に対する巻取ステーションの自動化された切替を容易にすることである。
【００１７】
さらに、本発明の目的は、プロセス信頼性、プロセス安全性および／またはプロセス安定性を向上させることである。
【００１８】
本発明の別の目的は、巻取機を制御する改善された方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、少なくとも２つの駆動スピンドルを備える巻取機に関する。少なくとも２つのスピンドルを、互いに別々に駆動してもよく、または共通の駆動装置によって駆動してもよい。さらに、スピンドルを、少なくとも１つの駆動集合体によって直接駆動してもよく、その場合、駆動集合体とスピンドルのうちの少なくとも一方との間で、少なくとも１つの伝動ユニットもまた使用してもよい。しかしながら、スピンドルまたはボビンを、ボビンの外周に対して押圧される摩擦駆動装置または加圧ローラによって間接的に駆動することも可能である。
【００２０】
スピンドルは、スピンドル面を画定する固定のかつ平行なスピンドル軸を備える。３つ以上の駆動スピンドルが設けられる場合、これらスピンドルは同じスピンドル面内に位置していてもよく、または２つのスピンドルのみがそれぞれ共通のスピンドル面を構築してもよい。
【００２１】
さらに、本発明によれば、横断装置が設けられる。横断装置は、スピンドル軸に対して（およそ）平行な横断方向に沿って配置可能な横断ガイドを備える。したがって、横断装置の他の部品に対する横断ガイドの位置に応じて、スピンドル軸に対する横断ガイドの位置を変更することができる。横断ガイドの横断運動が、横断ガイドと相互作用する巻取材料の部分を移動させるために用いられる第１自由度を構築する。
【００２２】
さらに、本発明によれば、横断装置（横断装置とともに横断ガイドも）は、切替方向においてスピンドル軸に対し横切って移動可能であり、それにより第２自由度が提供される。この自由度は、直線状であってもよく、または任意の湾曲形状であってもよい。２つの自由度を制御することにより、横断ガイドを、横断方向および切替方向によって画定される平面または湾曲面内で複雑に運動するように駆動することができる。
【００２３】
本発明によれば、１つの巻取ステーションから別の巻取ステーションへの移送および切替中に使用される移送装置が設けられる。以下にいくつか例を挙げると、別の意味でまたは追加の意味で用いてもよい、こうした移送装置のいくつかのあり得る機能が列挙される。すなわち、移送装置を、
巻取材料を、第１満巻パッケージから離れるように案内し、
２つの巻取ステーション間で巻取材料を方向転換させ、
巻取パッケージから離れるように案内される巻取材料が、再び、このボビン、ボビンチューブ、または巻取ボビンに関連する捕捉装置によって捕捉されないようにし、
第１巻取ステーションにおける巻取パッケージから第２巻取ステーションにおける空ボビンチューブへの切替中またはその後に、巻取材料を切断または分離（以下、「切断」）し、
巻取材料が、第２巻取ステーションにおける空ボビンチューブ、第２スピンドルまたは関連する構成部品によって捕捉されることを可能にするように、巻取材料を方向転換させ、変位させ、または保持するために用いることができる。
【００２４】
本発明によれば、移送装置は、移送装置を移動させるアクチュエータを有する制御装置によって保持されない。最も単純な場合、移送装置は、フレームまたはベースプレートにおいて堅く固定される。しかしながら、「前記スピンドル軸に対して固定位置を有する移送装置」は、移送装置が幾分かの弾力性をもって保持される実施形態を包含してもよい。
【００２５】
本発明は、単一のまたは複数の制御ユニットによって構築され得る制御装置を用いることを提案している。制御装置は、巻取装置が、巻取ステーションの切替のために第１スピンドルにおいて巻取ボビンから「回収され」、移送装置と係合するようになされ（そこで、巻取材料を方向転換してもよい）、その後、第２巻取ステーションの空ボビンチューブに、あるいは巻取ステーションまたは第２スピンドルに関連する捕捉装置に移送されるように、設計され配置されかつプログラムされる。その目的で、制御装置は、スピンドル軸を横切る横断装置の運動とともに、スピンドル軸に平行な横断ガイドの運動を制御する。
【００２６】
本発明によれば、移送装置の運動をもたらすアクチュエータが不要となる。さらに、本発明の一実施形態によれば、１つの巻取ステーションから別の巻取ステーションおよび／または捕捉フック等に切り替えるための巻取材料のための搬送装置の制御をなくしてもよく、それにより、巻取機の制御がさらに簡略化する。
【００２７】
本発明によれば、第１巻取ステーションの巻取ボビンから第２巻取ステーションの空ボビンチューブまでの巻取材料の移送を、横断装置および横断ガイドの運動の単なる制御によって（特に、スピンドルの回転移動のさらなる制御とともに）提供することができることも可能である。この実施形態に対し、横断装置および横断ガイドの自由度を多機能で、すなわち、巻取プロセス自体の間に、かつ異なる巻取ステーション間での巻取材料の移送に対し、使用することができる。
【００２８】
別の実施形態では、本発明は、移送装置を、スピンドル面への投影図で見るとスピンドル軸の間に配置することを提案している。この投影面において、移送装置は、スピンドル軸に沿って見ると、ボビンチューブの前方または後方に配置される。この実施形態では、移送装置は、通常の巻取プロセス中に使用される領域から遠くに配置され、巻取ボビンと空ボビンチューブとの間の中間の空間から出るように横断ガイドを移動させる場合にのみ作用する。
【００２９】
本発明の別の実施形態では、横断装置および横断ガイドの上述した自由度を、横断ガイドを捕捉位置に移動させるために使用することができる。この捕捉位置において、移送装置と横断ガイドとの間の巻取材料の経路は、第２巻取ステーションにおいて巻取材料を自動的に捕捉するように、捕捉装置の捕捉領域を通過する。さらに、巻取材料は、捕捉位置に達する横断ガイドによって画定される時点に、捕捉装置によって捕捉されることが可能である。しかしながら、捕捉装置は、横断ガイドが捕捉位置に達した後に遅延して巻取材料に対して移動することも可能である。この遅延移動は、巻取材料に向かうスピンドルとの捕捉装置の回転によって決まってもよい。
【００３０】
本発明の別の実施形態によれば、切替プロセス中、巻取材料は、スピンドル面への投影図で見ると、巻取パッケージと空ボビンチューブとの間で概してＶ字型経路を辿る。この実施形態では、移送装置は、Ｖ字の先端に配置される。２つのスピンドルの間の「Ｖ」字型経路により、巻取材料は、２つの巻取ステーションの間の中間の空間から出るように案内される。
【００３１】
単純な実施形態では、移送装置は、方向転換装置の方向転換面が円のセグメントの輪郭を含むように、単一の方向転換ボルトまたはロールによって構築されることが可能である。しかしながら、別の実施形態では、移送装置は、巻取材料を反対方向に方向転換する２つの方向転換面を備えてもよい。この実施形態では、方向転換面は、スピンドル軸に沿って見ると位置がシフトしていることが可能である。この実施形態により、以下の利点をもたらすことができる。
第１巻取ステーションの巻取パッケージから巻取材料を移送する場合、第１方向転換面を、巻取パッケージと空ボビンチューブとの間の中間の空間に近接して配置することが有利であり得る。この理由は、方向転換面の中間の空間からの距離が増大することにより、巻取ボビンの周方向に対する巻取材料の角度が増大し、結果としてパッケージの最後の巻取の角度が望ましくないほど変化する。別のあり得る不都合は、第１方向転換面の中間の空間からの距離が増大することにより、切断された巻取材料の自由端が巻取ボビンとともに回転する危険が増大する。さらに、この自由端が、第１巻取ステーションの巻取パッケージまたは関連する満ボビンチューブによって再度捕捉される可能性がある。
一方、第２巻取ステーションの捕捉装置の捕捉領域を、スピンドル軸に沿って見ると巻取パッケージと空ボビンとの間の中間の空間から所定の最短距離で配置することが重要である。この最短距離を保証するために、第１方向転換面から捕捉装置までの巻取材料の経路において第２方向転換面を使用することが有利である。
【００３２】
２つの上記要求を、位置がシフトした２つの方向転換面を使用することによって考慮することができる。
【００３３】
概して、第２巻取ステーションで巻取材料を捕捉した後に巻取材料を切断または分離するために、任意の位置での任意の既知の分離または切断装置を使用することができる。本発明の一実施形態によれば、巻取材料の自動切断が、移送装置および切断装置が小型設計であるように移送装置に配置された切断装置によって行われる。特に、移送装置および切断装置は、単一の組立体ユニットまたは一体部品を構築する。
【００３４】
切断装置が制御アクチュエータによって移動することが可能である。しかしながら、本発明の別の実施形態によれば、切断装置、特に切刃は固定位置を有する。
【００３５】
本発明の一実施形態では、移送装置は、鋭角を形成する２つのロッドによって構築される。特に、２つのロッド間の鋭角は、１０°から３０°である。２つの上述した自由度に沿った横断ガイドの横断装置との運動を制御することにより、巻取材料は、２つのロッド間の中間の空間内に導入される。２つのロッドのそれぞれの周方向面が、上述した利点および目的の２つの上述した方向転換面を構築してもよい。方向転換面におけるロッドの直径の寸法を決めることにより、かつスピンドル面への投影図において２つのロッドの向きを調整することにより、２つの方向転換面の位置のシフトを提供しかつ適合させてもよい。鋭角を構築する２つのロッドを用いることにより、「Ｖ」字型ロッドが巻取材料に対する一種の導入部または一種の漏斗を構築するという事実により、本発明の巻取機のプロセス信頼性を向上させることができる。
【００３６】
巻取材料が移送装置と接触し、第２巻取ステーションまで移送され、第２巻取ステーションにおいて捕捉装置によって捕捉された後、巻取材料を切断する必要がある。この切断プロセスでは、巻取材料を切断装置に接触させる、切断装置と巻取装置との相対移動が必要である。上述した従来技術による相対移動を、制御アクチュエータによって切断装置を移動させることによって提供することができる。しかしながら、本発明の別の実施形態によれば、相対移動は、第２巻取ステーションにおける捕捉装置の回転によってもたらされる。言い換えれば、この実施形態では、捕捉装置はその回転により、巻取材料を切断するために、巻取材料を、張力をかけて切断装置に対し押圧するかまたは引っ張る。この実施形態では、捕捉装置は、多機能的に、すなわち、巻取材料を捕捉し、保持し、かつ／または締め付けるために、かつ切断プロセス中に必要な相対移動をもたらすために、使用される。
【００３７】
本発明による方法では、巻取材料を巻取パッケージから移送装置を介して第２巻取ステーションまで移送するために、横断装置、横断ガイドおよび／またはスピンドルの駆動装置を制御することのみによって、制御を容易にすることができる。横断装置および横断ガイドの上述した２つの自由度により、横断ガイドおよび巻取材料の複雑な移動が、追加のアクチュエータ、搬送要素等が必須でなく提供される。本発明の一実施形態では、また、横断装置、横断ガイドおよび／またはスピンドルの駆動装置を制御することのみによって、本発明の方法に対する巻取材料の切断が制御される。
【００３８】
本発明の方法の別の実施形態では、巻取材料を移送装置と相互作用させるために、横断ガイドは、スピンドル軸に沿って見ると、第１巻取パッケージの前方または後方に横断運動によって移動する。その後、横断ガイドは、横断方向において反対方向に戻るように制御される。この横断ガイドの前方横断運動および後方横断運動の間に、横断装置は、切替方向に移動するように制御される（すなわち、横断ガイドの横断方向に対して横切る運動）。この切替運動により、横断ガイドは、第１巻取ステーションから第２巻取ステーションまで移動する。横断ガイドおよび横断装置の運動の簡単な制御により、巻取材料を巻取パッケージから移送し、巻取材料を移送装置と相互作用させ、巻取材料を第２巻取ステーションの空ボビンチューブまで移送するために使用される複雑な移動をもたらすことができる。
【００３９】
本発明の方法の別の実施形態では、捕捉装置は第２スピンドルとともに回転する。巻取材料と捕捉装置との相互作用は、第２スピンドルを関連する捕捉装置とともに所定回転角度まで回転させることによって確立される。同時に、または時間をずらして、横断ガイドは、移送装置と横断ガイドとの間に延在する巻取材料のセグメントが捕捉装置の捕捉領域を通過する位置まで移動する。
【００４０】
本発明の別の実施形態では、巻取材料を切断する別個のアクチュエータおよび制御装置はなくてもよい。この実施形態では、巻取材料を切断するための固定位置の切断装置と巻取材料との相対移動は、スピンドルの関連する捕捉装置との回転のみによってもたらされる。
【００４１】
本発明の他の特徴および利点は、以下の図面および詳細な説明を考察することで当業者には明らかとなろう。こうした追加の特徴および利点はすべて、特許請求の範囲によって定義されるように、本明細書において本発明の範囲内に含まれることが意図されている。
【００４２】
本発明を、以下の図面を参照することによってよりよく理解することができる。図面の構成要素は、必ずしも一定比例尺になっておらず、本発明の原理を明確に例証することに重きが置かれている。図面において、それぞれの図を通して同様の参照数字は対応する部分を示している。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】第１巻取ステーションにおけるパッケージの巻取プロセスの最後の巻取機の略正面図である。
【図２】図１による巻取機を平面図で示す。
【図３】第１巻取ステーションにおいてパッケージの巻取プロセスを終了し、巻取材料を移送装置に案内するように横断装置および横断ガイドを制御した後の、図１および図２による巻取機を略正面図で示す。
【図４】図３による巻取機を平面図で示す。
【図５】第１巻取ステーションから第２巻取ステーションへの切替の準備のために、横断装置および横断ガイドをさらに移動させた後の、図１〜図４による巻取機を略正面図で示す。
【図６】図５による巻取機を平面図で示す。
【図７】横断装置を横断ガイドとともに、第２巻取ステーションにおける空ボビンチューブに隣接する捕捉位置まで移動させた後の、図１〜図６による巻取機を略正面図で示し、巻取材料が移送装置によって方向転換されている。
【図８】図７による巻取機を平面図で示す。
【図９】第２巻取ステーションにおいてスピンドルとの捕捉装置の回転により、巻取材料が切断装置に向かって移動した後の、図１〜図８による巻取機を略正面図で示す。
【図１０】図９による巻取機を平面図で示す。
【図１１】巻取材料の切断プロセスの後の、図１〜図１０による巻取機を略正面図で示し、巻取材料の端が第２巻取ステーションにおいて捕捉装置によって保持されており、第２巻取ステーションにおける巻取が開始されたあとの態様が示されている。
【図１２】図１１による巻取機を平面図で示す。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
概略図は、ベースプレート２を有する巻取機１を示しており、ベースプレート２は、固定位置にあり、巻取機１の他の構成部品を支持し、支承しかつ／または案内するために用いられる。水平の向き、そのためベースプレート２に垂直な向きを有する２つの平行なスピンドル３、４が、少なくとも１つの駆動集合体（図示せず）によって、スピンドル軸５、６を中心に回転するように直接または間接的に駆動される。スピンドル３、４は、各々少なくとも１つのフランジ７、８を備えており、フランジ７、８は、スピンドル３、４の基体と一体部品であってもよく、またはそれに固定される追加の構成部品であってもよい。フランジ７、８の外面には、クランプ装置、捕捉装置または保持装置９、１０（以下、「捕捉装置」）が配置されている。捕捉装置９、１０は、スピンドル３、４にまたは関連するボビンチューブに固定され、それにより、ボビンまたはスピンドル３、４の回転によって回転する。スピンドル３、４は、それぞれのボビンチューブ１１、１２内に延在して、スピンドル３、４とボビンチューブ１１、１２との間の駆動連結を当業者に既知の方法で確立する。
【００４５】
横断装置１４は、ベースプレート２によって保持され、かつ、ベースプレート２に対して切替方向１３において１自由度で案内される。図１では、切替方向１３は、並進自由度に対応する。しかしながら、図とは異なり、切替方向１３の自由度は、湾曲自由度であってもよい。いずれの場合も、切替方向１３は、スピンドル軸５、６に対して横切る向きを（少なくとも関連部分において）有している。横断装置１４は、任意の好適なアクチュエータ、特に電気駆動装置、液圧または空気圧アクチュエータ等であり得るアクチュエータ（図示せず）を制御する制御装置（図示せず）により、切替方向１３に移動する。横断装置１４は、スピンドル軸５、６に対して平行な向きを有する案内ユニットまたは誘導装置１５を備えている。横断ガイド１６が、案内ユニット１５により、スピンドル軸５、６に対して平行な向きである横断方向１７に移動するように案内される。横断ガイド１６の移動は、上述した制御装置（図示せず）かまたは上述した制御装置と通信することができる別の制御装置によって制御される。横断ガイド１６の移動は、アクチュエータ（図示せず）によってもたらされる。２自由度（すなわち、横断方向１７および切替方向１３における移動）により、図１に示すような横断装置の並進自由度に対しても、図２の図面の面に対して平行な向きを有する平面における横断ガイド１７の任意の移動が可能になる。ここで、上述した平面におけるいかなる湾曲移動も、２つの関連するアクチュエータを制御する制御ユニットによって制御され得る。横断方向１７における横断運動は、第１巻取ステーション１９においてボビンチューブ１１の上に所定パターンで巻取材料１８を巻回するのに用いられる。横断方向１７における横断運動はまた、第１巻取ステーション１９における巻取プロセスから第２巻取ステーション２０における巻取プロセスまでの切替中にも用いられる。巻取材料１８は、ボビンチューブ１１、１２に、または少なくとも部分的に巻回されたパッケージ２２、２３に、（たとえば固定ロール２１および横断ガイド１６を介して）連続的に供給される。フランジ７、８により、パッケージ２２、２３の案内および軸方向制限を提供することができる。
【００４６】
本発明の巻取機１は、移送装置２４を備えている。図示する実施形態では、移送装置２４は、ここでは共通ユニットに統合される方向転換装置２５および切断装置２６を備えている。方向転換装置２５は、２つのロッド２７、２８で構築されている。図１による図面の面において、ロッド２７、２８はＶ字型の向きを有しており、ロッド２７、２８の長手方向軸は鋭角２９を形成している。角度２９は、特に、１０°〜３０°の範囲にある。Ｖ字型の方向転換装置２５は、上方に開放している。Ｖ字の先端に、すなわち２つの脚の連結部に、そのためロッド２７、２８の下端領域に、切断装置２６が配置されている。切断装置２６は、その単純な形態において、切刃またはナイフによって構築され、刃は上方に向いている。刃は、図１による図面の面に対して平行な向きを有している。刃は、２つのロッド２７、２８の間に延在している。図２から分かるように、Ｖ字型ロッド２７、２８は、ベースプレート２に対して平行な向きを有する平面を画定している。ロッド２７、２８によって画定される平面は、フランジ７、８が延在する平面におよそ対応するか、または２つの上述した平面にはわずかな間隔しかない。移送装置２４は、２つのスピンドル軸３、４間の中間におおよそ、または正確に配置されている。スピンドル軸３、４は、スピンドル面３０を画定する。横断ガイド１６を有する横断装置１４は、移送装置２４の上方にわずかな間隔で、特に０．５ｃｍ、２ｃｍ、４ｃｍまたは８ｃｍ未満の間隔で垂直に配置されている。ロッド２７、２８の上端領域は、捕捉装置９、１０がスピンドル３、４の回転によって達する最高位置におおよそ位置している。
【００４７】
上述した構成要素の参照数字は、図１および図２においてのみ印している。図１〜図１２は、第１巻取ステーション１９から第２巻取ステーション２０への巻取プロセスの切替または移送の方法の６つのステップを示しており、図の対は、正面図（奇数の図）および対応する平面図（偶数の図）を示している。図１および図２は、完成したパッケージ２２がある第１巻取ステーション１９におけるボビンの巻取プロセスの終わりを示している。パッケージ２２に対する巻取プロセスの終わりを、パッケージ材料の検知される重量、パッケージ２２における巻取材料の測定されるまたは推定される長さ、または巻取プロセス中に費やされた回転数または時間に応じて確定し、制御してもよい。
【００４８】
図３および図４による次のステップでは、横断装置１４は、まず切替方向１３に移動して、横断ガイド１６がスピンドル軸３、４の中間に位置するようにする。同時にまたは続いて、横断ガイド１６は、横断方向１７において、案内ユニット１５に沿ってベースプレート２および移送装置２４に向かって移動する。最後に、構成部品は、図４によるそれぞれの位置に達する。横断ガイド１６は、横断方向１７に沿ってベースプレート２から見ると、この時、ボビンチューブ、フランジ７、８および移送装置２４の前方に配置されている。横断ガイド１６が、移送装置２４の上方に垂直に配置されているという事実により、横断ガイド１６は、衝突なしに移送装置２４を通過することができる。この移動中、巻取材料は、ボビンの下側から横断ガイド１６まで上方に延在する。ベースプレート２に対する横断ガイド１６の移動により、水平面を有するように形成された巻取材料の角度が低減し、巻取材料は、下方に、Ｖ字型の方向転換装置２５内に入る。巻取材料１８は、移送装置２４内に、特に２つのロッド２７、２８の間に導入される。図４から分かるように、第１巻取ステーション１９により近く配置されているロッド２７は、最後に、方向転換領域３１において巻取材料１８と接触する。方向転換領域３１において、巻取材料１８は、図４において左回り方向に方向転換される。横断ガイド１６が横断方向にさらに移動することにより、方向転換領域３１は、ロッド２７の長手方向軸に沿って下方に移動する。図３および図４において、横断ガイド１６は、２つのスピンドル軸３、４の中間に、かつ横断方向１７においてベースプレート２に最も近接して位置する端部位置に配置される。
【００４９】
次のステップでは、横断ガイド１６は横断方向１７に移動しない。代りに、横断装置１４が、切替方向１３において第１巻取ステーションから離れるように、そのため図４において右へ、図５および図６に示す横断ガイド１６の位置まで移動する。この位置で、巻取材料１８はさらに、方向転換領域３２において方向転換装置２５と接触する。この方向転換領域３２では、巻取材料１８は、図６において右回りの向きに、そのため方向転換領域３１における方向転換とは反対方向に方向転換する。したがって、方向転換装置２５内では、巻取材料１８の経路を、概してＳ字型と述べることができる。切替方向１３におけるさらなる移動により、巻取材料１８は、切断装置２６と巻取材料１８との間に間隔を残して、方向転換装置２５において下方に切断装置２６に向かってさらに移動する（図３および図５を比較）。
【００５０】
図７および図８に示す後続するステップでは、横断ガイド１６は捕捉位置３３まで移動する。捕捉位置は、移送装置２４または方向転換装置２５と横断ガイド１６との間に延在する巻取材料１８のセグメント３４が、フランジ８の外周からわずかな間隔３５、特に０．５ｃｍ未満の間隔であるように選択される。これは、図７の図示する実施形態の場合、およそ１０時位置に対応するフランジ８の回転角度３６の場合である。フランジ８および捕捉装置１０とともにスピンドル４がさらに回転することにより、捕捉装置１０は、さらなる回転角度３６まで移動する。この回転角度３６により、捕捉装置は、巻取材料１８を捕捉し、締め付け、かつ／または保持する（以下「捕捉する」）。スピンドル４、フランジ８および捕捉装置１０の続く移動により、捕捉装置１０は、巻取材料１８を下方に移送する（図９および図１０参照）。巻取材料１８が、分離装置２６からわずかな間隔で配置される前に、回転する捕捉装置１０によってもたらされる、巻取材料１８の下方の上述した移動により、巻取材料１８が切断装置２６に対して押圧されまたは引っ張られる。捕捉装置の下方へのさらなる移動により巻取材料１８のけん引力および引張力が十分であると、巻取材料１８は、切断装置２６によって切断される。巻取材料１８の切断は、第２回転角度３７において発生する。切断された巻取材料１８の自由端は、捕捉装置９によって依然として保持されている。スピンドル４および関連要素の駆動された回転と、横断ガイド１６の好適な横断運動とにより、ここで、第２巻取ステーション２０において、これから増大するパッケージ２３の巻取プロセスが開始する（図１１および１２）。
【００５１】
当業者は、上述した手続きにより、第２巻取ステーション２０においてパッケージ２３を完成させた後に、第２巻取ステーション２０から第３巻取ステーション（図示せず）へのさらなる切替を開始してもよい、ということを理解するであろう。しかしながら、第２巻取ステーション２０においてパッケージ２３を完成させた時、巻取材料１８が第１巻取ステーション１９に戻されることも可能である。第２巻取ステーションにおけるパッケージ２３の巻取プロセスの間、第１巻取ステーション１９の完成したパッケージ２２は取り除かれ、スピンドル３の上に新たな空ボビンチューブ１９が配置される。
【００５２】
図示する実施形態では、スピンドル３、４は反対方向に駆動される。この実施形態では、巻取材料１８は、スピンドル３には下側から供給され、スピンドル４にはその上側から供給される。
【００５３】
ここで図１０をさらに詳細に参照して、方向転換領域３１、３２のあり得る機能について説明する。第１巻取ステーション１９により近接して位置するロッド２７の方向転換領域３１は、それが、ボビンへの最後の巻回における巻取材料１８の角度が望ましくない程度で変化しないことを保証するように、２つのボビン間の中間の空間の方向において遠くに、かつベースプレート２から遠くに配置されるべきである。一方、方向転換領域３１は、巻取材料１８とフランジ７との間に望ましくない相互作用がないことを保証する。さらに、方向転換領域３１は、巻取材料１８が、第１巻取ステーション１９の捕捉装置９によって再び捕捉されないことを保証する。方向転換領域３２は、捕捉装置１０による巻取材料１８の捕捉プロセス中に、セグメント３４の端点を構築する。この端点の位置は、セグメント３４における巻取材料１８が、捕捉装置１０が巻取材料１８を捕捉することができるのに十分小さい間隔でフランジ８を通過するのを保証するように、ベースプレート２に十分近接して配置されるべきである。
【００５４】
方向転換領域３１、３２の上述した２つの目的を、必要に応じてロッド２７、２８の直径の寸法を決めることによって実現してもよい。さらに、ベースプレート２からの方向転換領域３１の距離を増大させ、かつベースプレート２からの方向転換領域３２の距離を低減するように、方向転換装置２５を、図１０のその水平の向きから左回り方向に回転させることが可能である。しかしながら、これは、巻取材料１８を第２巻取ステーション２０から第１巻取ステーション１９に再移送することが必要な場合にも有用でない可能性がある。この場合はまた、２つの方向転換装置２５、２５ａ（各々、ロッド２７、２８、２７ａ、２８ａの対によって構築される）を、横断方向１７において前後に配置してもよい。この実施形態では、第１巻取ステーション１９から第２巻取ステーション２０への切替により、第１方向転換装置２５のロッド２７の方向転換領域３１において方向転換がもたらされ、方向転換領域３２ａは、第２方向転換装置２５ａのロッド２８ａによって構築される。第２巻取ステーション２０から第１巻取ステーション１９へ戻る切替の場合、方向転換装置２５、２５ａの他方のロッド２７ａ、２８が方向転換領域３１ａ、３２を構築する。
【００５５】
当業者は、１つの巻取ステーションから別の巻取ステーションへの切替中、横断ガイド１６のいかなる移動も可能であることを理解するであろう。上述した移動と異なる横断ガイド１６のいかなる制御された移動も、本発明に包含されるべきである。１つの巻取ステーションから別の巻取ステーションへの切替中、横断ガイド１６は、巻取材料１８を、移送装置２４に接触させるかまたはそれと相互作用させることのみが重要である。特に、巻取材料１８は、方向転換装置２５を通過する。これには、横断ガイド１６が図４に示す端部位置まで移動することが必要である。この端部位置では、横断ガイド１６は、移送装置２４のボビンから離れる方向に面している側に配置される。横断ガイド１６の移動を、概してＶ字移動（スピンドル面への投影図において）と述べてもよい。Ｖ字の先端は、横断ガイド１６の上述した端部位置に対応する。Ｖ字の２つの脚は、横断方向１７に関して異なる角度を有していてもよい。
【００５６】
ロッド２７、２８を、巻取材料１８との接触に対し、かつ巻取材料１８とロッド２７、２８との間の必要な相対摺動移動に対し最適化してもよい。特に、ロッド２７、２８は、少なくとも方向転換領域において、耐摩耗層によって覆われている。さらに、ロッド２７、２８が、中に延在するピンによって支承されるスリーブによって構築されることが可能である。
【００５７】
捕捉装置９、１０は、捕捉された巻取材料１８を締め付ける弾性要素を備えていてもよい。
【００５８】
フランジ７、８は、直径が、特に、製作されたパッケージ２２、２３の最大径よりわずかに大きい。したがって、捕捉装置９、１０は、製作されたパッケージ２２、２３の半径よりわずかに大きい半径に配置される。
【００５９】
別の実施形態では、図８により横断ガイド１６が達する位置は、捕捉位置３３にない。この実施形態では、横断ガイド１６は、ベースプレート２から最大間隔である横断方向の端部位置に向かって移動する。横断装置１４は、空ボビンチューブに対する後の巻取プロセスに対して適所に駆動される。この位置において、同様のスピンドル４の捕捉装置１０との回転により、巻取材料１８が捕捉装置１０によって捕捉されることは不可能である。横断方向１７におけるベースプレート２に向かう横断ガイド１６の続く移動により、巻取材料１８がフランジ８により近接することが可能である。最後に、巻取材料１８は、捕捉装置１０の捕捉領域３８内に延在する。捕捉装置１０によって捕捉された巻取材料１８は、スピンドル４の増大する回転速度にしたがって増大する速度で巻き取られる。
【００６０】
スピンドル４の回転速度が大きく変化しない場合、ボビンまたはパッケージの円周の速度と供給される巻取材料の速度との差を、横断方向１７における横断ガイド１６の速度を制御することによって平衡化することができる。
【００６１】
切断装置２６によって巻取材料１８を切断した後、第１巻取ステーション１９のボビンを減速させ停止させ、巻取ボビンまたは巻取パッケージを、空ボビンチューブと交換する。
【００６２】
巻取材料１８を下方に移送装置２４内に導入するために、横断ガイド１６の移送装置２４後方の移動に対して十分な空間を提供するように、フランジ７、８を、ベースプレート２から間隔３９、特に少なくとも３．５〜１０ｃｍの間隔で配置してもよい。
【００６３】
横断装置１４が、関連するアクチュエータにより別の自由度を有することも可能である。このさらなる自由度は、横断方向１７に対しかつ切替方向１３に対し垂直な向きを有していてもよい。
【００６４】
本発明の精神および原理から実質的に逸脱することなく、本発明の好ましい実施形態に対し多くの変形および変更を行ってもよい。こうした変更および変形はすべて、本明細書において、以下の特許請求の範囲によって定義されるように、本発明の範囲内に含まれるように意図されている。
【符号の説明】
【００６５】
１ 巻取機
２ ベースプレート
３ スピンドル
４ スピンドル
５ スピンドル軸
６ スピンドル軸
７ フランジ
８ フランジ
９ 捕捉装置
１０ 捕捉装置
１１ ボビンチューブ
１２ ボビンチューブ
１３ 切替方向
１４ 横断装置
１５ 案内ユニット
１６ 横断ガイド
１７ 横断方向
１８ 巻取材料
１９ 第１巻取ステーション
２０ 第２巻取ステーション
２１ 固定ロール
２２ パッケージ
２３ パッケージ
２４ 移送装置
２５ 方向転換装置
２６ 切断装置
２７ ロッド
２８ ロッド
２９ 角度
３０ スピンドル面
３１ 方向転換領域
３２ 方向転換領域
３３ 捕捉位置
３４ セグメント
３５ 間隔
３６ 回転角度
３７ 回転角度
３８ 捕捉領域
３９ 間隔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続的に供給される巻取材料をボビンチューブに巻回して巻取パッケージにする巻取機を制御する方法であって、前記巻取機が、
２つの駆動スピンドルであって、前記スピンドルが固定のかつ平行なスピンドル軸を中心に回転し、前記スピンドル軸がスピンドル面を画定する、スピンドルと、
横断ガイドを保持する横断装置であって、前記横断ガイドが、前記スピンドル軸に対して平行な向きである横断方向に、前記横断装置に沿って横断運動するように駆動され、前記横断装置が、前記スピンドル軸に対して横切る向きである切替方向において切替運動するように駆動される横断装置と、
前記スピンドル軸に対して固定位置を有する移送装置と、
前記横断装置の切替方向おける駆動切替運動を制御するとともに、横断ガイドの横断方向における駆動横断運動を制御する制御装置と、
を備え、
ａ）前記巻取材料を、前記スピンドルのうちの第１スピンドルにおいて巻回されたパッケージから、前記移送装置を介して前記スピンドルのうちの第２スピンドルに案内するために、前記横断装置および前記横断ガイドの運動を制御するステップと、
ｂ）前記第２スピンドルに関連する捕捉装置により、前記巻取材料を捕捉するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記捕捉装置が前記第２スピンドルとともに回転し、
前記第２スピンドルによって駆動される前記巻取材料を捕捉した前記捕捉装置が、切断装置に対して前記巻取材料を移動させ、
前記切断装置が、前記スピンドル軸に対して固定された位置を有し、
前記切断装置が前記巻取材料を切断し、前記巻取材料が、前記第２スピンドルの回転に応じて、または前記横断ガイドの横断運動に応じて切断される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記スピンドル面への投影図において、前記移送装置が、
前記スピンドル軸の間に、かつ
前記スピンドル軸の方向で見ると、前記スピンドルが保持するボビンチューブの後方または前方に配置される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記スピンドル面への投影図において、前記移送装置が、
前記スピンドル軸の間に、かつ
前記スピンドル軸の方向で見ると、前記スピンドルが保持するボビンチューブの後方または前方に配置される、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記第１スピンドルにおいて前記パッケージの巻取プロセスを終了した後に、前記横断ガイドが横断方向において前記パッケージの前方または後方に移動し、前記巻取材料が前記移送装置と接触するように、前記横断ガイドの駆動運動を制御するステップと、
次いで、前記横断ガイドを反対方向に移動させるために、前記横断ガイドの駆動運動を制御するステップと、
を含み、
上述したステップ中、前記横断装置の切替方向における駆動運動が、
前記第１スピンドルにおける前記パッケージの巻取プロセスの終了時に、前記横断装置が前記第１スピンドルに隣接して配置され、
後続する巻取プロセスの開始時、前記横断装置が前記第２スピンドルに隣接して配置されるように、制御される、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記第１スピンドルにおいて前記パッケージの巻取プロセスを終了した後に、前記横断ガイドが、横断方向において前記パッケージの前方または後方に移動し、前記巻取材料が前記移送装置と接触するように、前記横断ガイドの駆動運動を制御するステップと、
次いで、前記横断ガイドを反対方向に移動させるために、前記横断ガイドの駆動運動を制御するステップと、
を含み、
上述したステップ中、前記横断装置の切替方向における駆動運動が、
前記第１スピンドルにおける前記パッケージの巻取プロセスの終了時に、前記横断装置が前記第１スピンドルに隣接して配置され、
後続する巻取プロセスの開始時、前記横断装置が前記第２スピンドルに隣接して配置されるように、制御される、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記捕捉装置が、前記第２スピンドルとともに回転し、
前記捕捉装置を所定の第１回転角度まで回転させることにより、かつ
前記横断ガイドを、前記巻取材料が前記捕捉装置の捕捉領域を通過する捕捉位置まで移動させることにより、
前記捕捉装置が前記巻取材料と係合する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記巻取材料を切断するための前記切断装置と前記巻取材料との相対移動が、前記第２スピンドルの第２回転角度までの回転移動によってのみもたらされる、請求項２に記載の方法。
【請求項９】
連続的に供給される巻取材料をボビンチューブに巻回して巻取パッケージにする巻取機であって、
固定のかつ平行なスピンドル軸を中心に回転する２つの駆動スピンドルであって、前記スピンドル軸がスピンドル面を画定する、スピンドルと、
横断ガイドを保持する横断装置であって、
前記横断ガイドが、前記スピンドル軸に対して平行な向きである横断方向に、前記横断装置に沿って横断運動するために案内されかつ駆動され、
前記スピンドル軸に対して横切る向きである切替方向において切替運動するために案内されかつ駆動される横断装置と、
前記スピンドル軸に対して固定位置を有する移送装置と、
前記巻取材料が、経路に沿って、前記２つのスピンドルのうちの第１スピンドルに巻回されたパッケージから、前記移送装置を介して、前記移送装置において前記巻取材料が屈曲して、前記２つのスピンドルのうちの第２スピンドルの空ボビンチューブに向かって、または前記第２スピンドルに関連する捕捉装置に向かって案内されるように、前記横断装置の切替方向における切替運動を制御するとともに、前記横断ガイドの横断方向における横断運動を制御する制御装置と、
を具備する巻取機。
【請求項１０】
前記スピンドル面への投影図において、前記移送装置が、
前記スピンドル軸の間に、かつ
前記スピンドル軸の方向で見ると、前記ボビンチューブの前方または後方に配置される、請求項９に記載の巻取機。
【請求項１１】
前記制御装置が、前記横断ガイドが捕捉位置まで移動するように前記横断装置および前記横断ガイドの運動を制御し、前記捕捉位置が、前記移送装置と前記横断ガイドとの間の前記巻取材料の経路が前記捕捉装置の捕捉領域を通過するように配置される、請求項９に記載の巻取機。
【請求項１２】
前記捕捉領域が前記第２スピンドルとともに回転し、
前記巻取材料と前記捕捉装置との相互作用が、所定の回転角度までの前記第２スピンドルおよび前記捕捉領域の回転によってトリガされる、請求項１１に記載の巻取機。
【請求項１３】
前記スピンドル面への投影図で見ると、前記巻取材料が、Ｖ字型経路に沿って前記移送装置によって案内され、
前記移送装置が、前記Ｖ字の脚の端部の交差位置に配置される、請求項９に記載の巻取機。
【請求項１４】
前記移送装置が、前記巻取材料のための２つの方向転換領域を備え、
前記方向転換領域が、前記スピンドル軸の方向で見ると互いにずれて配置され、
前記方向転換領域が、前記巻取材料を湾曲して反対方向に方向転換するように設計されかつ構成される、請求項９に記載の巻取機。
【請求項１５】
切断装置を具備し、
前記切断装置が、前記スピンドル軸に対して固定位置を有し、
前記切断装置が、前記巻取材料を自動的に切断する、請求項９に記載の巻取機。
【請求項１６】
前記切断装置および前記移送装置が、１つの単一組立体ユニットによって構築される、請求項１５に記載の巻取機。
【請求項１７】
前記移送装置が、２つのＶ字型ロッドで構築される、請求項９に記載の巻取機。
【請求項１８】
前記移送装置が、２つのＶ字型ロッドで構築される、請求項１５に記載の巻取機。
【請求項１９】
前記切断装置が、前記ロッドの連結した端部領域に配置される、請求項１８に記載の巻取機。
【請求項２０】
前記巻取材料を切断するために、前記切断装置と前記巻取材料との相対移動が、前記スピンドルの前記捕捉装置との回転によってもたらされる、請求項１５に記載の巻取機。
【請求項１】
連続的に供給される巻取材料をボビンチューブに巻回して巻取パッケージにする巻取機を制御する方法であって、前記巻取機が、
２つの駆動スピンドルであって、前記スピンドルが固定のかつ平行なスピンドル軸を中心に回転し、前記スピンドル軸がスピンドル面を画定する、スピンドルと、
横断ガイドを保持する横断装置であって、前記横断ガイドが、前記スピンドル軸に対して平行な向きである横断方向に、前記横断装置に沿って横断運動するように駆動され、前記横断装置が、前記スピンドル軸に対して横切る向きである切替方向において切替運動するように駆動される横断装置と、
前記スピンドル軸に対して固定位置を有する移送装置と、
前記横断装置の切替方向おける駆動切替運動を制御するとともに、横断ガイドの横断方向における駆動横断運動を制御する制御装置と、
を備え、
ａ）前記巻取材料を、前記スピンドルのうちの第１スピンドルにおいて巻回されたパッケージから、前記移送装置を介して前記スピンドルのうちの第２スピンドルに案内するために、前記横断装置および前記横断ガイドの運動を制御するステップと、
ｂ）前記第２スピンドルに関連する捕捉装置により、前記巻取材料を捕捉するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記捕捉装置が前記第２スピンドルとともに回転し、
前記第２スピンドルによって駆動される前記巻取材料を捕捉した前記捕捉装置が、切断装置に対して前記巻取材料を移動させ、
前記切断装置が、前記スピンドル軸に対して固定された位置を有し、
前記切断装置が前記巻取材料を切断し、前記巻取材料が、前記第２スピンドルの回転に応じて、または前記横断ガイドの横断運動に応じて切断される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記スピンドル面への投影図において、前記移送装置が、
前記スピンドル軸の間に、かつ
前記スピンドル軸の方向で見ると、前記スピンドルが保持するボビンチューブの後方または前方に配置される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記スピンドル面への投影図において、前記移送装置が、
前記スピンドル軸の間に、かつ
前記スピンドル軸の方向で見ると、前記スピンドルが保持するボビンチューブの後方または前方に配置される、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記第１スピンドルにおいて前記パッケージの巻取プロセスを終了した後に、前記横断ガイドが横断方向において前記パッケージの前方または後方に移動し、前記巻取材料が前記移送装置と接触するように、前記横断ガイドの駆動運動を制御するステップと、
次いで、前記横断ガイドを反対方向に移動させるために、前記横断ガイドの駆動運動を制御するステップと、
を含み、
上述したステップ中、前記横断装置の切替方向における駆動運動が、
前記第１スピンドルにおける前記パッケージの巻取プロセスの終了時に、前記横断装置が前記第１スピンドルに隣接して配置され、
後続する巻取プロセスの開始時、前記横断装置が前記第２スピンドルに隣接して配置されるように、制御される、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記第１スピンドルにおいて前記パッケージの巻取プロセスを終了した後に、前記横断ガイドが、横断方向において前記パッケージの前方または後方に移動し、前記巻取材料が前記移送装置と接触するように、前記横断ガイドの駆動運動を制御するステップと、
次いで、前記横断ガイドを反対方向に移動させるために、前記横断ガイドの駆動運動を制御するステップと、
を含み、
上述したステップ中、前記横断装置の切替方向における駆動運動が、
前記第１スピンドルにおける前記パッケージの巻取プロセスの終了時に、前記横断装置が前記第１スピンドルに隣接して配置され、
後続する巻取プロセスの開始時、前記横断装置が前記第２スピンドルに隣接して配置されるように、制御される、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記捕捉装置が、前記第２スピンドルとともに回転し、
前記捕捉装置を所定の第１回転角度まで回転させることにより、かつ
前記横断ガイドを、前記巻取材料が前記捕捉装置の捕捉領域を通過する捕捉位置まで移動させることにより、
前記捕捉装置が前記巻取材料と係合する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記巻取材料を切断するための前記切断装置と前記巻取材料との相対移動が、前記第２スピンドルの第２回転角度までの回転移動によってのみもたらされる、請求項２に記載の方法。
【請求項９】
連続的に供給される巻取材料をボビンチューブに巻回して巻取パッケージにする巻取機であって、
固定のかつ平行なスピンドル軸を中心に回転する２つの駆動スピンドルであって、前記スピンドル軸がスピンドル面を画定する、スピンドルと、
横断ガイドを保持する横断装置であって、
前記横断ガイドが、前記スピンドル軸に対して平行な向きである横断方向に、前記横断装置に沿って横断運動するために案内されかつ駆動され、
前記スピンドル軸に対して横切る向きである切替方向において切替運動するために案内されかつ駆動される横断装置と、
前記スピンドル軸に対して固定位置を有する移送装置と、
前記巻取材料が、経路に沿って、前記２つのスピンドルのうちの第１スピンドルに巻回されたパッケージから、前記移送装置を介して、前記移送装置において前記巻取材料が屈曲して、前記２つのスピンドルのうちの第２スピンドルの空ボビンチューブに向かって、または前記第２スピンドルに関連する捕捉装置に向かって案内されるように、前記横断装置の切替方向における切替運動を制御するとともに、前記横断ガイドの横断方向における横断運動を制御する制御装置と、
を具備する巻取機。
【請求項１０】
前記スピンドル面への投影図において、前記移送装置が、
前記スピンドル軸の間に、かつ
前記スピンドル軸の方向で見ると、前記ボビンチューブの前方または後方に配置される、請求項９に記載の巻取機。
【請求項１１】
前記制御装置が、前記横断ガイドが捕捉位置まで移動するように前記横断装置および前記横断ガイドの運動を制御し、前記捕捉位置が、前記移送装置と前記横断ガイドとの間の前記巻取材料の経路が前記捕捉装置の捕捉領域を通過するように配置される、請求項９に記載の巻取機。
【請求項１２】
前記捕捉領域が前記第２スピンドルとともに回転し、
前記巻取材料と前記捕捉装置との相互作用が、所定の回転角度までの前記第２スピンドルおよび前記捕捉領域の回転によってトリガされる、請求項１１に記載の巻取機。
【請求項１３】
前記スピンドル面への投影図で見ると、前記巻取材料が、Ｖ字型経路に沿って前記移送装置によって案内され、
前記移送装置が、前記Ｖ字の脚の端部の交差位置に配置される、請求項９に記載の巻取機。
【請求項１４】
前記移送装置が、前記巻取材料のための２つの方向転換領域を備え、
前記方向転換領域が、前記スピンドル軸の方向で見ると互いにずれて配置され、
前記方向転換領域が、前記巻取材料を湾曲して反対方向に方向転換するように設計されかつ構成される、請求項９に記載の巻取機。
【請求項１５】
切断装置を具備し、
前記切断装置が、前記スピンドル軸に対して固定位置を有し、
前記切断装置が、前記巻取材料を自動的に切断する、請求項９に記載の巻取機。
【請求項１６】
前記切断装置および前記移送装置が、１つの単一組立体ユニットによって構築される、請求項１５に記載の巻取機。
【請求項１７】
前記移送装置が、２つのＶ字型ロッドで構築される、請求項９に記載の巻取機。
【請求項１８】
前記移送装置が、２つのＶ字型ロッドで構築される、請求項１５に記載の巻取機。
【請求項１９】
前記切断装置が、前記ロッドの連結した端部領域に配置される、請求項１８に記載の巻取機。
【請求項２０】
前記巻取材料を切断するために、前記切断装置と前記巻取材料との相対移動が、前記スピンドルの前記捕捉装置との回転によってもたらされる、請求項１５に記載の巻取機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−２８５２８４（Ｐ２０１０−２８５２８４Ａ）
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１０−１３０６８３（Ｐ２０１０−１３０６８３）
【出願日】平成２２年６月８日（２０１０．６．８）
【出願人】（５０４４３３５３７）ゲオルク・ザーム・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング・ウント・コンパニー・コマンデイトゲゼルシャフト (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３０６８３（Ｐ２０１０−１３０６８３）
【出願日】平成２２年６月８日（２０１０．６．８）
【出願人】（５０４４３３５３７）ゲオルク・ザーム・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング・ウント・コンパニー・コマンデイトゲゼルシャフト (2)
【Ｆターム（参考）】
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