CH719551A1 - Spinnstelle für eine Ringspinnmaschine sowie Verfahren zum Betreiben einer Spinnstelle für eine Ringspinnmaschine. - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spinnstelle (1) für eine Ringspinnmaschine, zum Herstellen eines Garns (8) aus einem Faserverband (3), mit einem Streckwerk (2) zum Verstrecken des Faserverbands (3), welches wenigstens ein Ausgangswalzenpaar (4) aufweist, einem auf einer Ringbank (9) angeordneten Spinnring (5) und einer auf einer Spindelbank (11) angeordneten Spindel (10). Es wird vorgeschlagen, dass der Spinnring (5) rotierbar um eine vertikale Achse (13) gelagert ist und die Spinnstelle (1) einen Spinnringantrieb (14) für den Spinnring (5) und eine Steuerung (15) zur Steuerung einer Rotationsgeschwindigkeit des Spinnrings (5) um die vertikale Achse (13) aufweist. Hierbei regelt die Steuerung (15) die Rotationsgeschwindigkeit des Spinnrings (5) derart, dass während eines Spinnprozesses zwischen dem Ausgangswalzenpaar (4) des Streckwerks (2) und dem Spinnring (5) immer die gleiche Anzahl von Ballonen (12) entsteht, wobei die Anzahl von Ballonen (12) grösser als 1 ist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben einer Spinnstelle (1) einer Ringspinnmaschine.

Description

TECHNISCHES GEBIET

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spinnstelle für eine Ringspinnmaschine, zum Herstellen eines Garns aus einem Faserverband, mit einem Streckwerk zum Verstrecken des Faserverbands, welches wenigstens ein Ausgangswalzenpaar aufweist, einem auf einer Ringbank angeordneten Spinnring und einer auf einer Spindelbank angeordneten Spindel. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Spinnstelle einer Ringspinnmaschine, bei dem ein Garn aus einem Faserverband hergestellt wird. Hierbei wird der Faserverband von einem Streckwerk verstreckt und anschliessend entlang eines Spinnrings auf eine Hülse geführt, die auf einer Spindel angeordnet ist.

TECHNOLOGISCHER HINTERGRUND

[0002] Spinnstellen für Ringspinnmaschinen sind im Stand der Technik vielfach bekannt. Beim Ringspinnverfahren wird ein aus einem Streckwerk kommendes Vorgarn in der Regel durch einen mit hoher Geschwindigkeit auf dem Spinnring laufenden Ringläufer mit einem Drall versehen. Je nach Garnspannung entstehen hierbei in einem Bereich zwischen dem Streckwerk und dem Spinnring Ausbuchtungen des Garnverlaufs, die sogenannten Ballone. Insbesondere im Bereich des sogenannten Multiballonspinnens mit einer Vielzahl an Ballonen konnte gezeigt werden, dass ein fadenbrucharmer Betrieb mit konstant guter Garnqualität erzielt werden kann. Die Anzahl und Position der Ballone wird hierbei beispielsweise von der vorliegenden Garnspannung bestimmt. Die Garnspannung verändert sich beim fortschreitenden Aufspulen auf die Hülse durch den wachsenden Durchmesser der Hülse. Für eine konstante Garnqualität muss aber möglichst eine gleichbleibende Anzahl von Ballonen bzw. eine gleichbleibende Garnspannung vorliegen. Daher muss nach Möglichkeiten gesucht werden eine veränderliche Garnspannung zu kompensieren.

[0003] Hierzu wurde beispielsweise in der WO 2020/254710 A1 ein bewegliches Führungsmittel für das ungedrehte Garn vorgeschlagen, das einen Abstand zwischen dem Spinnring und einem Eintrittspunkt des Garns in eine Zwirnzone derart dynamisch anpasst, dass die Fadenspannung möglichst konstant bleibt.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

[0004] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine alternative Möglichkeit der Gewährleistung einer gleichbleibenden Anzahl von Ballonen bzw. einer gleichbleibenden Garnspannung beim Multiballonspinnen an einer Ringspinnmaschine vorzuschlagen.

[0005] Die Aufgabe wird gelöst durch eine Spinnstelle und ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche.

[0006] Die erfindungsgemässe Spinnstelle für eine Ringspinnmaschine, zum Herstellen eines Garns aus einem Faserverband umfasst ein Streckwerk zum Verstrecken des Faserverbands. Das Streckwerk weist wenigstens ein Ausgangswalzenpaar auf. Ausserdem umfasst die Spinnstelle einen auf einer Ringbank angeordneten Spinnring und eine auf einer Spindelbank angeordnete Spindel. Es wird vorgeschlagen, dass der Spinnring rotierbar um eine vertikale Achse gelagert ist und die Spinnstelle einen Spinnringantrieb für den Spinnring und eine Steuerung zur Steuerung einer Rotationsgeschwindigkeit des Spinnrings um die vertikale Achse aufweist. Hierbei regelt die Steuerung die Rotationsgeschwindigkeit des Spinnrings derart, dass während eines Spinnprozesses zwischen dem Ausgangswalzenpaar des Streckwerks und dem Spinnring immer die gleiche Anzahl von Ballonen entsteht, wobei die Anzahl von Ballonen grösser als 1 ist. Mit anderen Worten kann auch gesagt werden, dass die Steuerung ist dazu eingerichtet ist die Rotationsgeschwindigkeit des Spinnrings derart zu regeln, dass während eines Spinnprozesses zwischen dem Ausgangswalzenpaar des Streckwerks und dem Spinnring immer die gleiche Anzahl von Ballonen entsteht, wobei die Anzahl von Ballonen grösser als 1 ist.

[0007] Mithilfe des rotierbar gelagerten und angetriebenen Spinnrings kann die Garnspannung während des Spinnprozesses dynamisch angepasst werden. Falls ein Ringläufer auf dem Spinnring angeordnet ist, kann beispielsweise durch die Einstellung der Rotationsgeschwindigkeit des Spinnrings die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Spinnring und dem Ringläufer und dadurch die Reibleistung eingestellt werden, womit die im gesponnenen Garn wirkende Garnspannung (Fadenkraft) kontrolliert werden kann. Beispielsweise kann durch eine angetriebene Bewegung des Spinnrings mit hoher Rotationszahl in derselben Umlaufrichtung des Ringläufers die Reibleistung verringert werden. Andererseits kann durch eine niedrigere Rotationszahl oder gar Bewegung des Spinnrings entgegen der Umlaufrichtung des Ringläufers die Reibung erhöht werden. Bei Verwendung einer fest auf einem Spinnring angeordneten Umlenköse oder Umlenkrolle kann die im Garn wirkende Garnspannung ebenfalls durch die Steuerung der Umlaufgeschwindigkeit der Umlenköse oder der Umlenkrolle um die Spindelachse eingestellt werden, etwa indem solche Umlenkelemente mit einer geregelten Geschwindigkeit angetrieben werden oder eine geregelte Bremskraft auf den vom Garn in Rotation versetzen Spinnring aufgebracht wird. Durch eine derartige direkte Kontrolle der Garnspannung, kann eine gleichbleibende Anzahl von Ballonen gewährleistet werden und hierdurch eine gleichbleibend hohe Qualität an Garn produziert werden. So kann beispielsweise ein sich entlang der Spinnachse und auch während dem Spinnbetrieb ändernder Kopsdurchmesser ausgeglichen werden. Die vertikale Achse steht beispielsweise senkrecht zu einem Untergrund, auf der die Spinnstelle bei bestimmungsgemässem Gebrauch angeordnet ist.

[0008] An der Ringbank kann der Spinnringantrieb und/oder eine Lagerung des Spinnrings angeordnet sein. Um die rotierbare Lagerung des Spinnrings zu gewährleisten, ist dieser insbesondere nicht fest mit der Ringbank verbunden. Die Spindelbank kann einen Spindelantrieb zum Antreiben der Spindel aufweisen. Die Spindel ist insbesondere ausgebildet eine Hülse als Träger zum Aufspulen des Garns aufzunehmen, um einen Kops zu bilden.

[0009] Vorteilhaft ist es, wenn die Spinnstelle einen freien Ringläufer zum Führen und/oder Umlenken des Faserverbands bzw. entstandenen Garns aufweist, der auf dem Spinnring angeordnet ist. Wie bereits beschrieben, kann durch die angetriebene Rotation des Spinnrings die Relativgeschwindigkeit zwischen Spinnring und Ringläufer beeinflusst werden. Der Ringläufer kann in wohlbekannter Weise ausgebildet sein. Üblicherweise ist der Ringläufer als Bügel ausgebildet, der den Spinnring grösstenteils, aber nicht vollständig, umschliesst. Der Ringläufer ist an einer dem Streckwerk zugewandten Seite des Spinnrings angeordnet und führt das Garn auf die Hülse zur Bildung eines Kops.

[0010] Alternativ kann ein Spinnring an einer dem Streckwerk abgewandten Seite eine Gleit- und/oder Umlenkfläche zum Führen und/oder Umlenken des Faserverbands aufweist. Hierdurch kann das Garn direkt über die Gleit- und/oder Umlenkfläche auf die Hülse geführt werden wie nachfolgend noch genauer erläutert wird. Insbesondere weist der Spinnring bei einer solchen Ausführungsform in der Regel keinen Ringläufer oder andere Garnführungselemente auf. Die Spinnstelle kann hierdurch kostengünstiger und mit weniger Verschleissteilen ausgeführt werden. Eine besonders gute Kontrolle der Garnspannung kann erzielt werden, wenn die Gleit- und/oder die Umlenkfläche aus einem Material mit definierten Reibungseigenschaften besteht.

[0011] Gemäss einer anderen Ausführungsform kann der Spinnring eine Umlenköse oder eine Umlenkrolle aufweisen. Die Umlenköse oder die Umlenkrolle kann insbesondere fest mit dem Spinnring verbunden sein. Hierdurch wird ein Umlauf des Garns um die Hülse direkt von dem angetriebenen Spinnring vorgegeben. Die Umlenköse kann ähnlich zum freien Ringläufer ausgebildet sein, mit dem Unterschied, dass die Umlenköse insbesondere fest mit dem Spinnring verbunden ist. Die Umlenkrolle ist insbesondere mit einer Lagerung ausgebildet, die eine freie und reibungsarme Drehung der Umlenkrolle erlaubt. Eine solche Ausführungsform erlaubt eine besonders materialschonende Umlenkung des gesponnenen Garns, was sich vorteilhaft auf die Qualität des erzeugten Garns auswirkt - insbesondere, wenn Garne mit einer geringen Haarigkeit erzeugt werden sollen. Es ist denkbar, dass die Umlenkrolle derart gelagert ist, dass sie um mehrere verschiedene Drehachsen rotieren kann.

[0012] In einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Spinnstelle eine Magnetlagerung auf, wobei der Spinnring in radialer Richtung des Spinnrings und/oder in vertikaler Richtung des Spinnrings durch die Magnetlagerung gelagert ist. Der Spinnring kann durch die Magnetlagerung besonders reibungsarm gelagert werden. Dies führt einerseits zu einer geringen Abnutzung und andererseits zu einem geringen Energieaufwand beim Antreiben des Spinnrings, bzw. zur Durchführung des Spinnbetriebs. Der Spinnring befindet sich im Spinnbetrieb innerhalb der Magnetlagerung insbesondere in einem Schwebezustand. Die Magnetlagerung kann insbesondere als elektromagnetische Lagerung ausgebildet sein. Die Magnetlagerung kann einen oder mehrere Permanentmagnete und/oder eine oder mehrere Spulen aufweisen. Insbesondere kann die Magnetlagerung eine aktive Regelung der Position des Spinnrings aufweisen. Hierzu wird beispielsweise die Position des Spinnrings ermittelt und ein Strom durch die Spule bzw. die Spulen der Magnetlagerung an die ermittelte Position des Spinnrings angepasst. Die Magnetlagerung kann passiv, aktiv oder als Kombination aus beidem ausgebildet sein. Die Magnetlagerung ist beispielsweise an einer dem Streckwerk abgewandten Seite des Spinnrings angeordnet. Ebenfalls kann die Magnetlagerung den Spinnring teilweise oder ganz umschliessen.

[0013] Der Spinnring ist in diesem Fall in dem Sinne auf der Ringbank angeordnet, dass er durch die Ringbank abgestützt wird. Insbesondere ist die Magnetlagerung fest mit der Ringbank verbunden.

[0014] Auch ist es von Vorteil, wenn der Spinnringantrieb als Elektromotor ausgebildet ist, wobei der Spinnring vorzugsweise als Rotor des Elektromotors ausgebildet ist. Der Spinnringantrieb und der Spinnring können hierdurch besonders kompakt ausgebildet werden. Ein externer Antrieb mit einer Drehmomentübertragung an den Spinnring können hierdurch eingespart werden. Der Spinnring kann hierbei insbesondere einen oder mehrere Permanentmagnete aufweisen. Insbesondere ist der eine bzw. sind die mehreren Permanentmagneten in einem Inneren des Spinnrings angeordnet. Der Spinnringantrieb kann den Spinnring beispielsweise in radialer Richtung umschliessen. Die radiale Richtung wird hierbei von der vertikalen Achse definiert.

[0015] Vorteile bringt es zudem mit sich, wenn der Spinnringantrieb und die Magnetlagerung als magnetgelagerter Motor ausgebildet sind. Ein magnetgelagerter Motor ist ein Elektromotor, der ausgebildet ist, auf einen Rotor sowohl ein Drehmoment als auch Lagerkräfte auszuüben. Bei einem lagerlosen Motor kann also auf eine zusätzliche Lagerung des Rotors verzichtet werden. Der Spinnringantrieb und die Magnetlagerung können somit als ein gemeinsames Bauteil ausgebildet sein. Der Spinnring ist in diesem Fall vorzugsweise der Rotor des lagerlosen Motors und ist während des Betriebs innerhalb des lagerlosen Motors schwebend gelagert. Der lagerlose Motor kann beispielsweise Spulen mit getrennten Antriebs- und Lagerwindungen aufweisen. Ein gemeinsames Windungssystem ist aber ebenfalls denkbar. In jedem Fall müssen die Ströme durch die entsprechenden Spulen zur Erzeugung des Drehmoments und der Lagerkräfte entsprechend geregelt werden.

[0016] Vorteile bringt es mit sich, wenn die Ringbank und/oder die Spindelbank zumindest in vertikaler Richtung bewegbar ist. Um eine Hülse auf der Spindel gleichmässig mit dem Garn zu bewickeln, muss das Garn entlang der Oberfläche der Hülse bewegt werden. Dies kann mittels einer vertikalen Bewegung der Ringbank oder der Spindelbank durchgeführt werden. Insbesondere weisen die Ringbank und/oder die Spindelbank hierfür einen Antrieb auf. Insbesondere sind die Ringbank und/oder die Spindelbank ausgebildet, eine changierende vertikale Bewegung auszuführen. Es ist denkbar, dass sowohl die Ringbank als auch die Spindelbank bewegbar sind. Hierdurch kann die maximale Weite der Bewegung der einzelnen Bauteile verkürzt werden. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Ringbank und/oder die Spindelbank mit einem Spindelantrieb verbunden sind, um die beschriebene Bewegung auszuführen. Gemäss einer Ausführungsform einer erfindungsgemässen Spinnstelle weist diese wenigstens einen Sensor zur Bestimmung der Position der Ringbank und/oder die Position der Spindelbank in vertikaler Richtung auf und die Steuerung verwendet die so bestimmte Position der Ringbank und/oder die Position der Spindelbank zur Regelung der Rotationsgeschwindigkeit des Spinnrings. Dadurch kann eine besonders zuverlässige Kontrolle der Anzahl von Ballonen erzielt werden.

[0017] Ein weiterer Vorteil zeigt sich, wenn die Spinnstelle wenigstens einen Sensor zur Messung einer Spannung und/oder des Garns aufweist. Der Sensor kann die Garnspannung messen, wobei die gemessenen Werte insbesondere zur Regelung der Rotationsgeschwindigkeit des Spinnrings verwendet werden. Hierdurch ist eine genaue Regelung der Rotationsgeschwindigkeit des Spinnrings möglich. Der Sensor kann insbesondere als elektromagnetischer Sensor ausgebildet sein. Insbesondere kann der Sensor als kapazitiver Sensor oder Mikrowellensensor ausgebildet sein. Der Sensor kann ebenfalls als optischer Sensor, insbesondere als Kamera, ausgebildet sein. Der Sensor kann beispielsweise am Ausgangswalzenpaar des Streckwerks angeordnet sein.

[0018] In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist die Spinnstelle wenigstens einen Balloneinengungsring auf. Der Balloneinengungsring kann die Ausdehnung eines oder mehrerer Ballone begrenzen. Hierdurch kann beispielsweise die Garnspannung konstant beeinflusst werden oder der Platzbedarf der Spinnstelle eingeschränkt werden. Der Balloneinengungsring ist ein Ring, innerhalb dessen sich das Garn während des Spinnprozesses bewegt. Der Balloneinengungsring ist vorzugsweise zwischen dem Streckwerk und dem Spinnring angeordnet. Der Balloneinengungsring kann beispielweise einen Durchmesser aufweisen, der kleiner als ein Durchmesser des Spinnrings aber grösser als ein Durchmesser einer zur Garnaufnahme vorgesehenen Hülse ist. Vorzugsweise beträgt der Durchmesser des Balloneinengungsrings mindestens 30 mm und maximal 50 mm. Die Spinnstelle kann mehrere Balloneinengungsringe aufweisen. Beispielsweise weist die Spinnstelle zwei Balloneinengungsringe auf.

[0019] Gemäss einer Ausführungsform der Erfindung weist die Spinnstelle wenigstens einen Balloneinengungsring auf, der als Sensor für die Bestimmung der Garnspannung dient.

[0020] Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn das Streckwerk eine pneumatische Verdichtungsvorrichtung und/oder eine mechanische Verdichtungsvorrichtung umfasst. Hierdurch kann die Qualität des von der Spinnstelle erzeugten Garns weiter gesteigert werden. Eine pneumatische Verdichtungsvorrichtung führt den Faserverband über eine Unterdruckquelle und führt damit zu einer Verdichtung der Fasern. Hierbei ist es üblich, den Faserverband in einer Verdichtungszone über einen Saugschlitz eines unterdruckbeaufschlagten Saugkanals zu führen. Um das Absaugen von Fasern zu vermeiden, wird ein luftdurchlässiges Transportband verwendet. Sowohl der Faserverband als auch das Transportband wird von einer Klemmwalze an den Saugkanal gedrückt. Der Faserverband kann hierbei zusätzlich an eine Wand des Saugschlitzes gepresst werden. Alternativ oder in Ergänzung kann ein Verdichtungsvorrichtung auch wenigstens eine mit Saugluft beaufschlagte angetriebene Saugtrommel aufweisen, wie sie beispielsweise aus der WO2012068692A1 derselben Anmelderin bekannt ist. Eine pneumatische und/oder eine mechanische Verdichtungsvorrichtung ist vorzugsweise an einem Ausgang des Streckwerks angeordnet.

[0021] In einer vorteilhaften Weiterbildung der Spinnstelle beträgt die Anzahl der Ballone 2, 3, 4 oder 5. Diese Anzahl an Ballonen stellt einen akzeptablen Kompromiss zwischen dem Platzbedarf der Spinnstelle, der Herstellungsgeschwindigkeit und der Qualität des von der Spinnstelle erzeugten Garns dar.

[0022] Bei dem erfindungsgemässen Verfahren zum Betreiben einer Spinnstelle einer Ringspinnmaschine wird ein Garn aus einem Faserverband hergestellt. Hierbei wird der Faserverband von einem Streckwerk verstreckt und anschliessend entlang eines Spinnrings auf eine Hülse geführt, die auf einer Spindel angeordnet ist und dadurch einen Kops bildet. Wie hierin beschrieben kann Führung entlang des Spinnrings beispielsweise durch einen entlang dem Spinnring gleitenden und von diesem geführten Ringläufer, oder durch eine am Spinnring angebrachte Umlenkrolle oder Öse, oder bspw. durch eine Führung entlang einer auf der Unterseite des Spinnrings angeordneten Gleitoberfläche erfolgen. Für das Verfahren wird vorgeschlagen, dass der Spinnring zu einer Rotation um eine vertikale Achse angetrieben wird, wobei eine Rotationsgeschwindigkeit des Spinnrings derart geregelt wird, dass während eines Spinnprozesses zwischen dem Streckwerk und dem Spinnring immer die gleiche Anzahl an Ballonen entsteht, wobei die Anzahl von Ballonen grösser als 1 ist.

[0023] Das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich insbesondere zum Betreiben der erfindungsgemässen Spinnstelle. Wie bereits beschrieben, kann durch den angetriebenen Spinnring in vorteilhafter Weise die Garnspannung und damit die Anzahl der entstehenden Ballone beeinflusst werden. Das Führen entlang des Spinnrings ist hier derart zu verstehen, dass der an dieser Stelle bereits zu einem Garn versponnene Faserverband entweder direkt über den Spinnring (bzw. unter dem Spinnring durch) oder über ein auf dem Spinnring angeordnetes Garnführungselement wie ein Ringläufer oder eine Umlenkrolle oder eine Umlenköse auf den Kops geführt wird.

[0024] Die Rotationsgeschwindigkeit des Spinnrings kann bei dem Verfahren insbesondere in Abhängigkeit der Garnspannung geregelt werden. Die Garnspannung kann beispielsweise mittels eines Sensors erfasst werden. Der Sensor kann hierbei vorzugsweise wie zuvor beschrieben ausgebildet sein.

[0025] Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn der zu einem Garn versponnene Faserverband über eine Gleit- und/oder Umlenkfläche, durch einen freien Ringläufer, eine Umlenköse oder eine Umlenkrolle des Spinnrings geführt wird. Wie bereits beschrieben kann bei einer Führung des Garns über eine Gleit- und/oder Umlenkfläche auf weitere Garnführungselemente verzichtet werden. Ein freier Ringläufer stellt die etablierte Lösung zur Garnführung am Spinnring dar. Eine insbesondere fest mit dem Spinnring verbundene Umlenköse oder Umlenkrolle erlaubt eine direkte Kontrolle der Umlaufgeschwindigkeit des Faserverbands bzw. des Garns um die Spindel bzw. die zur Aufnahme des Garns vorgesehene Hülse.

[0026] Auch ist es vorteilhaft, wenn eine Ringbank, auf der der Spinnring angeordnet ist und/oder eine Spindelbank, auf der die Spindel angeordnet ist in vertikaler Richtung bewegt wird. Wie bereits beschrieben, muss das Garn entlang der Oberfläche der Hülse bewegt werden, um die Hülse auf der Spindel gleichmässig mit dem Garn zu bewickeln. Hierbei kann die Ringbank, die Spindelbank oder beide Elemente bewegt werden. Die Bewegung findet insbesondere relativ zu einem Gestell der Spinnstelle, an dem die Bauelemente der Spinnstelle befestigt sind, statt. Gemäss einer Ausführungsform der Erfindung wird/werden die Position der Ringbank und/oder die Position der Spindelbank erfasst und bei der Regelung der Rotationsgeschwindigkeit des Spinnrings berücksichtigt. Dadurch kann eine besonders zuverlässige Kontrolle der Anzahl von Ballonen erzielt werden.

KURZE ERLÄUTERUNGEN ZU DEN FIGUREN

[0027] Weitere Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt: Figur 1eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Spinnstelle, Figur 2eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Spinnstelle, Figur 3eine schematische Darstellung des Bereichs der Ringbank eines dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Spinnstelle, Figur 4eine schematische Darstellung des Bereichs der Ringbank eines vierten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Spinnstelle, und Figur 5eine schematische Darstellung des Bereichs der Ringbank eines fünften Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Spinnstelle.

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

[0028] Bei der nachfolgenden Beschreibung der Figuren werden für in den verschiedenen Figuren jeweils identische und/oder zumindest vergleichbare Merkmale gleiche Bezugszeichen verwendet. Die einzelnen Merkmale, deren Ausgestaltung und/oder Wirkweise werden meist nur bei ihrer ersten Erwähnung ausführlich erläutert. Werden einzelne Merkmale nicht nochmals detailliert erläutert, so entspricht deren Ausgestaltung und/oder Wirkweise der Ausgestaltung und Wirkweise der bereits beschriebenen gleichwirkenden oder gleichnamigen Merkmale.

[0029] Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen Spinnstelle 1 für eine nicht dargestellte Ringspinnmaschine. Die Spinnstelle 1 umfasst ein Streckwerk 2 zum Verstrecken eines Faserverbands 3. Das Streckwerk 2 umfasst wiederum ein Ausgangswalzenpaar 4. Anschliessend an das Streckwerk wird der Faserverband 3 zu einem Garn 8 versponnen und entlang eines Spinnrings 5 auf einen Kops 6 geführt, bei der in Figur 1 schematisch gezeigten Ausführungsform wird das Garn 8 von einem auf dem Spinnring 5 frei beweglichen Ringläufer 7 geführt. Der Spinnring 5 ist auf einer Ringbank 9 angeordnet. Der Kops 6 ist auf einer Spindel 10 angeordnet, die wiederum auf einer Spindelbank 11 angeordnet ist.

[0030] Zwischen dem Ausgangswalzenpaar 4 und dem Spinnring 5 bilden sich mehrere Ballone 12. In diesem Ausführungsbeispiel bilden sich drei Ballone 12 zwischen dem Ausgangswalzenpaar 4 und dem Spinnring 5. Der eigentlich dreidimensionale Verlauf der Ballone 12 ist hier mittels einer durchgezogenen und einer gestrichelten Linie dargestellt. Für eine gleichbleibend hohe Garnqualität ist es wichtig, die Anzahl der Ballone 12 konstant zu halten. Hierzu muss insbesondere die Garnspannung möglichst konstant gehalten werden. Bei der erfindungsgemässen Spinnstelle 1 wird dies durch den drehbar um eine vertikale Achse 13 gelagerten und von einem Spinnringantrieb 14 angetriebenen Spinnring 5 erreicht.

[0031] Der Spinnringantrieb 14 ist vorliegend als Elektromotor ausgebildet, wobei der Spinnring 5 der Rotor des Elektromotors ist. Die Rotation des Spinnrings 5 beeinflusst im vorliegenden Beispiel die Reibung zwischen dem Spinnring 5 und dem Ringläufer 7 und damit die Umlaufgeschwindigkeit des Ringläufers 7. Die Spinnstelle weist ausserdem eine Steuerung 15 auf, die eine Rotationsgeschwindigkeit des Spinnrings 5 derart regelt, dass die Anzahl der Ballone 12 zwischen dem Ausgangswalzenpaar 4 des Streckwerks 2 und dem Spinnring 5 gleichbleibend ist.

[0032] Der Spinnring 5 ist vorliegend durch eine Magnetlagerung 16 gelagert, die den Spinnring 5 in vertikaler Richtung 17 und/oder in radialer Richtung 18 lagert. Die Magnetlagerung 16 ist beispielsweise unterhalb des Spinnrings 5 auf einer dem Streckwerk 2 abgewandten Seite 19 des Spinnrings 5 angeordnet. Die Magnetlagerung 16 kann passiv, aktiv oder als Kombination aus beidem ausgebildet sein. Bei einer aktiven Magnetlagerung 16 wird die Position des Spinnrings 5 überwacht und gegebenenfalls das Magnetfeld der Magnetlagerung 16 angepasst. Es ist denkbar, dass die Steuerung 15 die Regelung der Position des Spinnrings 5 durchführt. Ebenfalls ist es denkbar, dass der Spinnringantrieb 14 zusätzlich zur Magnetlagerung 16 ebenfalls Lagerkräfte auf den Spinnring 5 ausübt. Die vertikale Achse 13 ist parallel zur vertikalen Richtung 17 und senkrecht zur radialen Richtung 18.

[0033] Um den Kops 6 gleichmässig und vollständig mit dem Garn 8 zu bewickeln, ist die Ringbank 9 und/oder die Spindelbank 11 zumindest in der vertikalen Richtung 17 bewegbar. Die Ringbank 9 und/oder die Spindelbank 11 können hierzu mit einem nicht dargestellten zusätzlichen Antrieb verbunden sein. Die Spindel 10 ist ebenfalls mit einem nicht dargestellten Antrieb verbunden, der die Rotation der Spindel 10 antreibt. Die Spindel 10 rotiert ebenfalls um die vertikale Achse 13, um die der Spinnring 5 drehbar gelagert ist.

[0034] In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Spinnstelle 1 einen Sensor 20 zur Messung der Spannung des Garns 8 auf. Der Sensor 20 ist beispielsweise am Ausgangswalzenpaar 4 des Streckwerks 2 angeordnet. Der Sensor 20 kann als elektromagnetischer Sensor 20, insbesondere als optischer Sensor 20, ausgebildet sein. Der Sensor 20 kann insbesondere mit der Steuerung 15 verbunden sein, wobei Messwerte des Sensors 20 zur Regelung der Rotationsgeschwindigkeit des Spinnrings 5 verwendet werden können.

[0035] Die Magnetlagerung 16 und/oder der Spinnringantrieb 14 weisen insbesondere nicht näher dargestellte Permanentmagnete und/oder Magnetspulen auf, die zur Erzeugung magnetischer Felder dienen. Insbesondere weist der Spinnring 5 einen oder mehrere ebenfalls nicht näher dargestellte Permanentmagnete auf. Die Permanentmagnete und/oder Magnetspulen der Magnetlagerung 16 wirken beispielsweise derart auf den Permanentmagneten oder die Permanentmagnete des Spinnrings 5, dass der Spinnring 5 im Betrieb der Spinnstelle 1 in einer schwebenden Position gehalten wird. Die Permanentmagnete und/oder Magnetspulen des Spinnringantriebs 14 wirken beispielsweise derart auf den Permanentmagneten oder die Permanentmagnete des Spinnrings 5, dass der Spinnring 5 zu einer Rotation angetrieben wird. Wie bereits beschrieben, ist es denkbar, dass der Spinnringantrieb 14 ebenfalls Lagerkräfte auf den Spinnring 5 ausübt.

[0036] In Figur 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Spinnstelle 1 dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Magnetlagerung 16 und der Spinnringantrieb 14 zu einem lagerlosen Motor 21 zusammengefasst. Der lagerlose Motor 21 ist ausgebildet sowohl ein Drehmoment als auch Lagerkräfte an den Spinnring 5 zu übertragen. Hierzu weist der lagerlose Motor 21 insbesondere nicht näher dargestellte Magnetspulen auf. Beispielsweise umschliesst der lagerlose Motor 21 den Spinnring 5 zumindest teilweise. Es ist denkbar, dass eine Steuerung bzw. Regelung der Position des Spinnrings 5 innerhalb des lagerlosen Motors 21 durch die Steuerung 15 vorgenommen wird.

[0037] Der Gegensatz zum Ausführungsbeispiel der Figur 1 weist das Streckwerk 2 der Spinnstelle 1 in diesem Ausführungsbeispiel eine pneumatische Verdichtungsvorrichtung 22 auf. Die pneumatische Verdichtungsvorrichtung 22 ist mit einer nicht dargestellten Unterdruckquelle verbunden. Der Faserverband 3 wird in der pneumatischen Verdichtungsvorrichtung 22 über einen Saugschlitz geführt, wobei die Fasern des Faserverbands 3 verdichtet werden. Hierdurch kann die Qualität des gesponnenen Garns 8 weiter erhöht werden. Der Faserverband 3 wird mittels einer Klemmwalze 23 an die pneumatische Verdichtungsvorrichtung 22 gepresst. Die pneumatische Verdichtungsvorrichtung 22 ist beispielsweise in der Bewegungsrichtung des Faserverbands 3 hinter dem Ausgangswalzenpaar 4 des Streckwerks 2 angeordnet. Zwischen der pneumatischen Verdichtungsvorrichtung 22 und dem Spinnring 5 entstehen in diesem Ausführungsbeispiel zwei Ballone 12.

[0038] Figur 3 zeigt einen Ausschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Spinnstelle 1 im Bereich der Ringbank 9. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel der Figur 1 weist die Spinnstelle 1 hier keinen Ringläufer 7, sondern eine Umlenkrolle 24 auf. Die Umlenkrolle 24 ist insbesondere fest mit dem Spinnring 5 verbunden. Hierdurch kann über die Regelung der Rotationsgeschwindigkeit des Spinnrings 5 direkt auch die Umlaufgeschwindigkeit des Garns 8 um den Kops 6 gesteuert werden. Die Umlenkrolle 24 ermöglicht zusätzlich ein besonders reibungsarmes Aufspulen des Garns 8 auf den Kops 6.

[0039] Figur 4 zeigt in demselben Ausschnitt wie Figur 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Spinnstelle 1. In diesem Ausführungsbeispiel wird das Garn 8 bzw. der Faserverband 3 über eine Gleit- und/oder Umlenkfläche 25 des Spinnrings 5 auf den Kops 6 geführt. Der Spinnring 5 weist hierbei insbesondere kein weiteres Garnführungselement, wie insbesondere einen Ringläufer 7 oder eine Umlenkrolle 24 auf. Hierdurch kann die Spinnstelle 1 eventuell kostengünstiger und verschleissärmer ausgeführt werden. Die Gleit- und/oder Umlenkfläche 25 des Spinnrings 5 befindet sich auf der dem Streckwerk 2 abgewandten Seite 19 des Spinnrings 5.

[0040] Zusätzlich weist die Spinnstelle 1 in diesem Ausführungsbeispiel einen Balloneinengungsring 26 auf. Der Balloneinengungsring 26 kann einerseits die Garnspannung konstant beeinflussen. Andererseits kann der Balloneinengungsring 26 ebenfalls die Ausbildung der Ballone 12 stabilisieren. Ein Durchmesser des Balloneinengungsrings 26, insbesondere ein Innendurchmesser kann grösser als ein Aussendurchmesser des Kops 6 und kleiner als ein Aussendurchmesser des Spinnrings 5 sein. Insbesondere beträgt der Innendurchmesser des Balloneinengungsrings 26 zwischen 30 mm und 50 mm.

[0041] Figur 5 zeigt im gleichen Ausschnitt wie die vorherigen zwei Figuren ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Spinnstelle 1. Im Gegensatz zu den vorherigen Ausführungsbeispielen ist der Spinnring 5 hier nicht als Rotor eines Elektromotors ausgebildet. Eine Drehmomentübertragung vom Spinnringantrieb 14 an den Spinnring 5 erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel mechanisch über Reibschluss. Die Spinnstelle 1 weist hierzu beispielsweise zwei Spinnringantriebe 14 auf. Es ist denkbar, dass die Spinnstelle 1 weitere Spinnringantriebe 14 oder Führungselemente für den Spinnring 5 aufweist. Der Spinnring 5 ist in diesem Fall insbesondere gleitend auf der Ringbank 9 gelagert. Ausserdem weist der Spinnring 5 in diesem Ausführungsbeispiel eine Umlenköse 27 auf. Die Umlenköse 27 ist insbesondere fest mit dem Spinnring 5 verbunden. Auf diese Weise kann durch die Rotationsgeschwindigkeit des Spinnrings 5 direkt die Umlaufgeschwindigkeit des Garns 8 um den Kops 6 bestimmt werden. Die Umlenköse 27 ist ähnlich zu dem Ringläufer 7 ausgebildet. Die Umlenköse 27 führt eventuell zu einer höheren Reibung am Garn 8 als die Umlenkrolle 24, ist aber eventuell weniger fehleranfällig.

[0042] Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Abwandlungen im Rahmen der Patentansprüche sind ebenso möglich wie eine Kombination der Merkmale, auch wenn diese in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellt und beschrieben sind.

BEZUGSZEICHENLISTE

[0043] 1 Spinnstelle 2 Streckwerk 3 Faserverband 4 Ausgangswalzenpaar 5 Spinnring 6 Kops 7 Ringläufer 8 Garn 9 Ringbank 10 Spindel 11 Spindelbank 12 Ballon 13 Achse 14 Spinnringantrieb 15 Steuerung 16 Magnetlagerung 17 vertikale Richtung 18 radiale Richtung 19 Seite 20 Sensor 21 lagerloser Motor 22 pneumatische Verdichtungseinrichtung 23 Klemmwalze 24 Umlenkrolle 25 Gleit- und/oder Umlenkfläche 26 Balloneinengungsring 27 Umlenköse

Claims (14)

1. Spinnstelle (1) für eine Ringspinnmaschine, zum Herstellen eines Garns (8) aus einem Faserverband (3), mit – einem Streckwerk (2) zum Verstrecken des Faserverbands (3), welches wenigstens ein Ausgangswalzenpaar (4) aufweist, – einem auf einer Ringbank (9) angeordneten Spinnring (5) und – einer auf einer Spindelbank (11) angeordneten Spindel (10),dadurch gekennzeichnet,dass – der Spinnring (5) rotierbar um eine vertikale Achse (13) gelagert ist, – die Spinnstelle (1) einen Spinnringantrieb (14) für den Spinnring (5) und eine Steuerung (15) zur Steuerung einer Rotationsgeschwindigkeit des Spinnrings (5) um die vertikale Achse (13) aufweist, wobei die Steuerung (15) die Rotationsgeschwindigkeit des Spinnrings (5) derart regelt, dass während eines Spinnprozesses zwischen dem Ausgangswalzenpaar (4) des Streckwerks (2) und dem Spinnring (5) immer die gleiche Anzahl von Ballonen (12) entsteht, wobei die Anzahl von Ballonen (12) grösser als 1 ist.

2. Spinnstelle (1) nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet,dasssie einen auf dem Spinnring (5) angeordneten freien Ringläufer (7) zum Führen und/oder Umlenken des Faserverbands (3) aufweist.

3. Spinnstelle (1) nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet,dassder Spinnring (5) an einer dem Streckwerk (2) abgewandten Seite (19) eine Gleit- und/oder Umlenkfläche (25) zum Führen und/oder Umlenken des Faserverbands (3) aufweist.

4. Spinnstelle (1) nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet,dassder Spinnring (5) eine Umlenköse (27) oder eine Umlenkrolle (24) zum Führen und/oder Umlenken des Faserverbands (3) aufweist.

5. Spinnstelle (1) nach einem der vorherigen Ansprüche,dadurch gekennzeichnet,dassder Spinnringantrieb (14) als Elektromotor ausgebildet ist, wobei der Spinnring (5) vorzugsweise als Rotor des Elektromotors ausgebildet ist.

6. Spinnstelle (1) nach einem der vorherigen Ansprüche,gekennzeichnet durcheine Magnetlagerung (16), wobei der Spinnring (5) in radialer (18) und/oder vertikaler Richtung (17) durch die Magnetlagerung (16) gelagert ist.

7. Spinnstelle (1) nach Anspruch 6,dadurch gekennzeichnet,dassder Spinnringantrieb (14) und die Magnetlagerung (16) als magnetgelagerter Motor (21) ausgebildet sind.

8. Spinnstelle (1) nach einem der vorherigen Ansprüche,gekennzeichnet durchwenigstens einen Sensor (20) zur Messung einer Spannung des Faserverbands (3).

9. Spinnstelle (1) nach einem der vorherigen Ansprüche,gekennzeichnet durchwenigstens einen Balloneinengungsring (26).

10. Spinnstelle (1) nach einem der vorherigen Ansprüche,dadurch gekennzeichnet,dassdas Streckwerk (2) eine mechanische und/oder eine pneumatische Verdichtungsvorrichtung (22) umfasst.

11. Spinnstelle (1) nach einem der vorherigen Ansprüche,dadurch gekennzeichnet,dassdie Anzahl der Ballone (12) 2, 3, 4 oder 5 beträgt.

12. Verfahren zum Betreiben einer Spinnstelle (1) einer Ringspinnmaschine, bei dem ein Garn (8) aus einem Faserverband (3) hergestellt wird, wobei – der Faserverband (3) von einem Streckwerk (2) verstreckt wird und anschliessend entlang eines Spinnrings (5) auf einen Kops (6) geführt wird, die auf einer Spindel (10) angeordnet ist,dadurch gekennzeichnet,dass – der Spinnring (5) zu einer Rotation um eine vertikale Achse (13) angetrieben wird, wobei – eine Rotationsgeschwindigkeit des Spinnrings (5) derart geregelt wird, dass während eines Spinnprozesses zwischen dem Streckwerk (2) und dem Spinnring (5) immer die gleiche Anzahl an Ballonen (12) entsteht, wobei – die Anzahl von Ballonen (12) grösser als 1 ist.

13. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch,dadurch gekennzeichnet,dassdas Garn (8) über eine Gleit- und/oder Umlenkfläche (25), durch einen freien Ringläufer (7), eine Umlenköse (27) oder eine Umlenkrolle (24) des Spinnrings (5) geführt wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13,dadurch gekennzeichnet,dasseine Ringbank (9), auf der der Spinnring (5) angeordnet ist und/oder eine Spindelbank (11), auf der die Spindel (10) angeordnet ist, in vertikaler Richtung (17) bewegt wird und die Position der Ringbank (9) und/oder die Position der Spindelbank (11) erfasst und bei der Regelung der Rotationsgeschwindigkeit des Spinnrings (5) berücksichtigt werden.