CN109328248A - 环锭纺纱机或环锭加捻机的卷绕和加捻装置以及环锭纺纱和环锭加捻方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种环锭纺纱机或环锭加捻机的卷绕和加捻装置，其具有：至少一个定子，其包括定子冷却装置和至少一个超导材料；至少一个产生磁场的转子；以及可旋转的纺锤，其中所述转子和所述定子与所述纺锤同轴配置。所述转子和所述定子设计成使得能够接收待卷绕的线的环形气隙在所述转子和所述定子之间与所述纺锤同轴地形成。本发明还提供一种环锭纺纱或环锭加捻方法，根据所述方法加捻并随后卷绕纤维材料并且所述方法使用以上类型的卷绕和加捻装置，其中通过转子保持装置与所述定子隔开一距离且同轴地保持所述转子，将所述定子的所述超导材料的温度降低到低于所述超导材料的转变温度，并且通过所述转子保持装置释放所述转子。

Description

环锭纺纱机或环锭加捻机的卷绕和加捻装置以及环锭纺纱和 环锭加捻方法

技术领域

本发明涉及在环锭纺纱机(ring spinning machine)和环锭加捻机(ringtwisting machine)中生产和卷绕纱线的装置，其中纱线通过加捻元件旋转并且由于与纺锤和线轴产生的速度差而卷绕到线轴上。

背景技术

传统的环锭纺纱机和环锭加捻机配备有用于线的加捻插入的环-转子-系统(ring-rotor-system)。由于纺锤的旋转，使得转子旋转，其中线悬挂在转子中并且转子灵活地固定于环。例如能够形成为简单的线圈的转子因此不具有固有驱动，而是由纺锤通过悬挂在转子中的纱线带动。通过转子在环上的高摩擦，通过环的空气阻力以及线引导环和转子之间的纱线气圈的空气阻力，使转子保持落后于纺锤的速度，这导致将线卷绕到线轴上。

在转子在环上运动期间，由于产生的离心力，在环和转子之间发生摩擦。由于转子的质量低而不能有效地散热，这导致转子的速度限制。如果转子的速度进一步增加，转子将加热到发光和断裂的程度。另外，这导致热塑性纤维材料的融合以及含有蜜露的棉材料的软化。

环锭纺纱方法的生产率限制主要是由环-转子-系统引起的并且取决于环、转子和纱线。生产率提高意味着纺锤的速度提高，然而，当超过极限时会导致当前可用的环和转子的磨耗剧烈增加。

转子速度的限制意味着线的输送速度不能再进一步提高，使得现有的环-转子-系统限制了环锭纺纱机和环锭加捻机的生产能力。

从申请人的WO2012/100964中已知环锭纺纱机或环锭加捻机的卷绕和加捻装置，其中通过磁悬浮消除了环和转子之间的摩擦，这显著地延长了寿命并减小了冲击力。具有超导材料的环形定子与定子冷却装置以与环形转子相同的方式配置成与线轴同轴，其中环形转子能够相对于定子旋转并产生磁场并且具有环形纱线引导元件。当定子的超导材料冷却到低于转变温度时，转子的已经进入定子的磁通量被冻结，使得能够借助于磁悬浮实现最初被机械支撑的转子的自动稳定的被动(passive)支撑。由于旋转的转子的无接触支撑，可以省略由于产生摩擦热而限制生产率的作为重要部件的传统的环-转子-系统的环。代替地，具有纱线引导元件的整个转子现在可以快速旋转，其中旋转基本上没有摩擦-除了微弱的磁摩擦之外-因此允许高得多的纺锤速度。

然而，形成为磁环的转子具有相当大的自重，自重在纺锤启动期间也必须被加速。此外，自由浮动的磁环不能安装在壳体中，使得以约每分钟20,000转至30,000转的高速旋转的磁环对装置操作员造成安全风险。最终，安装于磁环的纱线引导元件构成了不平衡，纺锤的速度越增加，该不平衡变得越成问题。

因此，本发明的目的是创造一种用于加捻纤维材料并在环锭纺纱机和环锭加捻机中卷绕生成的纱线或细绳的装置，该装置能够使高生产能力的机器快速启动和关闭，并且另外提高了操作人员的安全性。一般而言，本发明基于进一步提高环锭纺纱机和环锭加捻机的生产率的目的。

发明内容

上述问题通过具有独立方案1的特征的用于环锭纺纱机和环锭加捻机的卷绕和加捻装置以及具有独立方案14的特征的方法来解决。有利的变型和进一步的发展记载在从属专利方案中。

根据本发明，环锭纺纱机或环锭加捻机的卷绕和加捻装置包括：至少一个定子，其包括定子冷却系统和至少一个超导材料；至少一个转子，其产生磁场；以及可旋转的纺锤，其中所述转子和所述定子与所述纺锤同轴配置并且所述转子和所述定子以如下方式形成：使得在所述转子和所述定子之间形成环形气隙，所述环形气隙与所述纺锤同轴配置并且待卷绕的线能够在所述环形气隙中绕过(circulate)。

形成的气隙以环形方式形成，其中气隙的位置和延伸在装置运行期间以如下方式形成：使得待卷绕的线通过气隙卷绕到位于纱线气圈下端的旋转线轴上。例如，气隙能够具有2mm至3mm的宽度。通过纺锤和套筒的旋转，以已知的方式将线绕过地带走，其中套筒与线轴一起放置到纺锤上。由于纱线气圈的空气摩擦，线的绕过比纺锤的快速旋转发生得更慢，线在卷绕时被加捻和纺织。

特别地，所述转子和/或所述定子能够特别地具有与所述纺锤同轴配置的至少一个环形纱线引导元件，其中所述转子的所述纱线引导元件和/或所述定子的所述纱线引导元件以界定所述气隙的方式配置。因此，纱线引导元件形成环形的界定元件，其中绕过的线在一个或两个界定元件的表面上滑动。在该过程中产生的摩擦极小，从而能够实现非常高的纺锤速度。空气摩擦以及与纱线引导元件的摩擦一起确定了绕过的线和纺锤旋转之间的相对速度。结果，环形纱线引导元件的表面纹理利用摩擦确定了纺纱品质。

与现有技术相比，纱线引导元件不形成环或与线一起绕过的类似装置，而是仅形成与纺锤轴线同轴配置并限定气隙的膨胀(expansion)的界定元件。结果，不再需要转子与线一起绕纺锤轴线旋转，尽管根据本发明的进一步发展不必排除该旋转。归因于以下说明的转子的磁悬浮，因为浮动转子能够以非接触方式定位，所以能够在不移动机械部件的情况下引导线。尽管转子如以下进一步说明地能够特别地以不能相对转动的方式定位，使得转子不再发生旋转，但是这个术语在这里和以下将被用作产生磁场并与纺锤轴线同轴配置的元件的一般术语的同义词。因此，转子的概念更多地涉及无接触支撑而不是作为旋转元件的功能。在一般的进一步发展中，还能够容忍转子将由于装置运行期间在转子上滑动的线的摩擦而逐渐旋转。但与以前的情况不同，由于归因于与转子的纱线引导元件的低摩擦，实际上能够立即使线旋转，因此装置能够明显更快地启动。

纱线引导元件以如下方式形成：便于引导水平的(即沿绕过方向定向的)待卷绕的线，并且可选择地引导竖直的(即沿纺锤轴线定向的)线。这例如由于纱线引导元件通过它们在转子和/或定子上的配置形成用于线的偏转元件而发生。为了避免线在操作期间撕裂，纱线引导元件能够形成有适当的光滑表面并且特别地形成有圆形形状。在纺纱过程中，线在纱线引导元件的光滑表面上沿绕过方向滑动，其中纱线引导元件防止线缠绕在特别地不是旋转对称地形成的转子和/或定子中。因此，纱线引导元件用于使线远离卷绕和加捻装置的潜在表面不规则(irregularity)和边缘。

此外，转子和定子均能够具有多个环形纱线引导元件，只要气隙由转子的至少一个纱线引导元件和/或定子的至少一个纱线引导元件界定即可。由于除了纱线引导元件之外转子和定子不是必须以环形方式形成，所以它们的同轴配置主要涉及所提到的纱线引导元件。此外，以下提到的子部分特别地能够沿着绕纺锤轴线的同轴圆的圆周配置。

如以下更详细说明的，转子能够包括至少具有产生磁场的永磁材料的子部分。这意味着转子至少部分地被磁化或者具有永磁体。定子和转子的其它子部分也能够由其它非磁性材料制成。对于纱线引导元件尤其如此。为了促进转子的悬浮，特别地能够使用减小转子重量的材料。

为了能够在定子区域中形成超导状态，定子必须允许转子的磁通量进入所述定子，并且必须具有用于冷却定子的冷却装置。这种用于形成超导材料的超导状态所需的低温的定子冷却装置以如下方式形成：其能够降低定子的超导区域中的温度，直到降低到低于所使用的超导材料的转变温度。在本发明的变型中，冷却装置能够形成为浴低温恒温器(bath cryostat)，如果使用转变温度高于77K的高温超导体，则能够用液氮填充该浴低温恒温器，其中在其它变型中还使用其它低温恒温器，诸如借助于冷气体进行冷却的蒸发式低温恒温器，或者不需要冷冻液的冰箱低温恒温器。通过不同之处在于利用不同的物理效应来制冷的多个冷却装置的不同组合，也能够使所述低温恒温器冗余地互连以便提高系统的可靠性。在该情况下，超导材料能够被适当的隔热体包围和/或涂覆以使冷却损失最小化，该隔热体能够形成为定子冷却装置的一部分。

一方面由于根据本发明的卷绕和加捻装置不再需要在转子上安装环或类似装置作为纱线引导元件，另一方面由于也不再需要转子的旋转，所以能够形成基本上消除不平衡的转子，该转子能够以固有稳定的方式更容易地定位。

特别地，转子和定子能够以如下方式形成和配置：使得转子在操作期间能够由于磁悬浮而以非接触方式定位。这应理解为转子的支撑是自由浮动的，因此在定子的超导区域冷却之后是无接触的。通过保持彼此相对的界定区域与转子和定子的最佳距离，并通过转子的通过使超导材料的温度降低到低于转变温度透过定子的非均匀磁场的磁通管的固定，使得转子的固有稳定的被动支撑在转子不旋转以及旋转的两种情况中都是可能的。因此，能够省略用于转子的主动轴承控制的复杂控制和/或传感器单元。通过最佳距离确保不存在磨耗，这导致了高可靠性和坚固性。由于转子的无接触支撑和作为基本上限制生产率(由于其产生摩擦热)的部件的传统的环-转子-系统的环的省略，能够显著地增加线和纺锤的旋转速度，这反过来导致与线轴直径的可能增大相关的急剧的生产率提高。

转子的产生的固有稳定的被动支撑来自于由位置和定向的改变引起的恢复力和磁通管对定子的超导材料的固定力的平衡。

转子和/或定子能够以如下方式形成：转子相对于绕纺锤轴线的旋转通过所产生的磁场固定(pin)于定子。这能够通过绕纺锤轴线不旋转对称的转子的磁场来实现。此外，定子的超导区域能够在周向上与通常导电或绝缘的区域交替并且/或者超导区域能够具有缺陷。超导区域以能够附着于缺陷的磁通管的形式量化磁场。归因于产生的磁通量梯度，产生了保持力。然后，转子的旋转将仅能够抵抗该保持力，该保持力不会通过纱线引导元件表面上的绕过的线的低摩擦被克服。因此，转子不仅是自由浮动的，而且还以不能相对转动的方式定位，使得在装置启动期间不必加速额外的质量。

特别地，转子能够具有一个或多个子部分，子部分具有产生磁场的永磁材料。即使具有产生磁场的单个子部分，也能够稳定地支撑转子。在具有永磁材料的两个或多个子部分中，所产生的磁场获得促进不能相对转动的支撑的多极特性。子部分能够例如设计成以规则的间隔配置于环形纱线引导元件的条形或圆柱形磁体的形式。在这种情况下，能够优选地以大于气隙的方式选择极距(polar pitch)，以便保证磁场有效进入定子的超导区域。在它们之间，能够配置能以特别轻的方式形成的非磁性段以促进悬浮。同样，能够完全省略中间段以便进一步减轻转子的重量。在最简单的情况下，转子可以是用于线的引导环，在引导环上安装有两个或更多个条形或圆柱形磁体。

此外，定子能够具有两个或多个超导子部分，这些子部分在纺锤的周向上相对于彼此间隔开。因此，超导部件特别地不需要在整个圆周上延伸，使得定子冷却系统能够显著地更紧凑和节能。超导子部分能够具有II型超导体作为超导材料。在一个实施方式中，这些超导子部分可以是来自例如钇钡铜氧化物(YBaCuO)的稀土钡铜氧化物(SE)BaCuO组或来自铋锶钙铜氧化物(BiStCaCuO)组的陶瓷高温超导体。在定子的子部分中具有超导材料的本发明的变型也是可能的，其中超导材料具有比已经提到的组甚至更高的转变温度。因此，能够降低冷却装置的性能参数，这导致所述卷绕和加捻装置的能量效率提高。在这种情况下，超导子部分通常被用于使冷却损失最小化的隔热体包围。

通常导电和/或绝缘材料的段能够配置于超导子部分之间。然而，为了节省材料，也能够完全省略这些中间段。在这种情况下，定子仅由环形纱线引导元件和配置于这些纱线引导元件的两个或多个超导子部分组成。特别地，超导子部分能够在纺锤的周缘中、即沿着绕纺锤轴线的圆以规则的间隔配置。这允许转子的特别稳定的安装。

对于定子的各超导子部分，转子能够具有适当配置的具有永磁材料的子部分。因此，定子的一个超导子部分和转子的子部分分别彼此相对地定位，这能够确保磁通线的特别有效的固定。理想地，相应的子部分能够在周向上具有相等或相当的延伸。特别地，转子和定子能够具有恰好三个子部分。所产生的三点固定允许在整个纺纱过程中对转子进行特别稳定的无接触支撑。

根据进一步发展，转子和定子能够以共面的方式配置，其中定子包围转子并且线从上方被引导通过气隙。在这里和下文，术语“上方”和“下方”应理解为相对于立于安装表面的环锭纺纱机或环锭加捻机而言。通常从上方将纤维材料和/或线引导到卷绕在套筒上的线轴，在该过程中由于线的快速旋转而形成所谓的纱线气圈。在共面配置中，转子在径向方向上位于定子内，其中特别地，转子的环形纱线引导元件位于定子的环形纱线引导元件内。从内部沿着向外方向观察，该配置能够看起来特别如下：

a)转子的具有永磁材料的段，

b)转子的包围段的环形纱线引导元件，

c)气隙，

d)定子的环形纱线引导元件，其与转子的纱线引导元件相对定位并且包围转子，以及

e)定子的超导段。

这种配置特别紧凑并且使得能够有效地冷却超导区域。能够以特别简单的方式将线从上方引导通过环形纱线引导元件之间的气隙并且卷绕到转子下方的线轴上。在该过程中，线通常会在转子的纱线引导环的表面上滑动，使得所述表面能够有利地以平滑的方式形成。此外，能够以例如通过倒圆的方式设计纱线引导环的截面，从而能够防止线在环的下边缘上撕裂。

根据替代的进一步发展，转子和定子能够彼此轴向间隔开地平行配置，其中将线从外部引导通过气隙。在这种情况下，术语“内部”和“外部”应被看做相对于纺锤轴线而言。转子能够配置成位于定子上方或下方直到距定子和转子的轴向距离足够小，以使转子的磁场能够进入定子的超导区域。归因于转子和定子之间的轴向距离，另外将形成气隙(从外部将线引导通过该气隙)。在该过程中，转子和定子的纱线引导元件至少部分地在竖直方向上、即沿着纺锤轴线彼此相对地定位。如在先前的进一步发展中，纱线引导元件在这种情况下也能够形成有圆形的边缘轮廓以避免线的撕裂。在这种类型的另一进一步发展中，两个定子能够以如下方式配置：使得它们彼此轴向相对地定位的界定区域分别定位成与转子的轴向界定区域相对。因此，形成两个环形气隙，其中能够将线引导通过一个气隙或另一个气隙。在这种情况下，应当相应地应用所说明的纱线引导元件的进一步发展。

根据进一步发展，能够涂覆转子和/或定子的纱线引导元件的与线接触的表面的至少一部分。特别地，能够涂覆转子和/或定子的整个纱线引导元件。在这种情况下，能够以确保与用于设想的绕过速度的绕过的线的期望摩擦的方式选择涂层，在该过程中以期望的纺纱品质纺织线。例如，根据DIN EN ISO4287：2010-07，涂层能够具有在Ra＝0.025(研磨)至Ra＝0.5(预研磨)范围内的平均粗糙度值Ra(μm)。

此外，纱线引导元件能够由塑料材料或轻金属制成，或者包括塑料材料和/或轻金属。这种类型的纱线引导元件能够形成为具有低重量并且同时具有足够的稳定性和耐热性，使得能够在确保低磨耗水平的同时保证转子的悬浮。

根据进一步的发展，定子能够由卷绕和加捻装置的保持装置保持，其中所述保持装置形成有固定位置，具有线轴的纺锤能够相对于固定的定子轴向地、即沿着纺锤轴线移动，以便将纱线均匀地卷绕到线轴上。然而，在本发明的另一实施方式中，具有线轴的纺锤是固定的，并且定子保持装置被连接到定子移位装置，使得用于环锭纺纱机和环锭加捻机的卷绕和加捻装置能够相对于纺锤和线轴轴向地、即沿着纺锤轴线移动。

为了形成定子保持装置，应保持线轴与定子或转子的内径向界定区域之间的径向距离，该距离取决于定子或转子中具有较小半径的一个。为了在将纱线或细绳卷绕到线轴期间保持由纱线气圈产生的空气阻力相等，具有移动的卷绕和加捻装置的实施方式能够以如下方式在纱线气圈的上端形成线引导件：使线引导件也由定子保持装置保持或者线引导件直接固定于定子，使得线引导件能够与卷绕和加捻装置一起在轴向上移位。因此，在卷绕过程中线引导件与转子的距离以及因此线气圈的膨胀保持恒定。

上述问题还通过一种环锭纺纱或环锭加捻方法来解决，其中加捻并随后卷绕纤维材料，其中设置如上所述的卷绕和加捻装置，通过转子保持装置以所述转子与所述定子同轴并且隔开一距离的方式保持所述转子，将所述定子的所述超导材料的温度降低到低于所述超导材料的转变温度，并且随后在实际的纺纱和加捻过程开始之前通过所述转子保持装置释放所述转子，只要达到所述转子的超导状态即可。

通过使转子与定子最初保持一距离，在所提出的解决方案中实质上便于机器的启动，其中所述距离是结构上预定的或可选的。

在提到的环锭纺纱或环锭加捻方法中，能够绕纺锤轴线以一速度驱动纺锤，为此，绕过的线与纱线引导元件的摩擦不足以克服不能相对转动的磁性支撑。换言之，由磁通线的固定引起的关于转子的旋转的恢复力高于操作过程中产生的绕过的线在转子的纱线引导元件上的摩擦力。

所说明的卷绕和加捻装置以及环锭纺纱和环锭加捻方法允许以恒定品质的纱线显著提高纺锤的速度。此外，环锭纺纱机或环锭加捻机能够在没有任何时间延迟的情况下启动，从而现在将拒绝低品质的纱线。

附图说明

将借助于以下附图更详细地说明本发明的其它特征和示例性实施方式以及优点。清楚的是，实施方式并未穷举本发明的范围。还清楚的是，以下说明的一些或所有特征也能够以不同的方式彼此组合。

图1示出了根据本发明的第一实施方式的用于环锭纺纱机的卷绕和加捻装置的示意图，其中定子和转子平行配置并且彼此轴向间隔开。

图2示出了根据本发明的第二实施方式的用于环锭纺纱机的卷绕和加捻装置的示意图，其中定子和转子以共面的方式配置并且定子包围转子。

图3示出了用于转子的不能相对转动的、无接触支撑的定子和转子的示例性的进一步发展的俯视图。

具体实施方式

在以下说明的附图中，相同的附图标记表示相同的元件。为了更加清楚起见，相同的元件仅在它们第一次出现时才会被说明。然而，清楚的是，参照附图之一说明的元件的变型和实施方式也能够应用于剩余附图中的相应元件。

在图1的侧视图中示意性地示出的实施方式是环锭纺纱机17的截面，其包括根据本发明的卷绕和加捻装置18。具有至少一个超导材料19的定子1与纺锤和/或纺锤轴线7同轴地配置，并且通过定子冷却装置9冷却到低于超导材料19的转变温度。在本示例性的进一步发展中布置于转子2下方的定子1由仅示意性地示出的定子保持装置10保持。然而，由于磁悬浮在悬挂位置也是可能的，所以还包括定子布置于转子上方的实施方式以及一个定子布置于转子下方并且另一个定子布置于转子上方的实施方式。

转子2和定子1平行并且彼此轴向间隔开地配置，使得它们彼此不接触并且由转子的永磁材料21产生的磁场能够进入定子1的超导材料19。特别地，转子2和定子1以转子2和定子1之间能够形成环形空气通道14的方式形成，该环形空气通道14与纺锤7同轴配置并且待卷绕的线8能够在该环形空气通道14中绕过。如图1所示，为此将线8从外部绕着转子2并通过气隙14引导到线轴6。由此，定子1和转子2特别地不包括会妨碍线8在气隙中绕过的元件。

更确切地说，此处示出的示例性实施方式中的转子2具有环形纱线引导元件3，纱线引导元件3与纺锤7同轴布置并且线8在绕纺锤轴线的绕过期间在纱线引导元件3的表面上滑动和/或滚动。为此，纱线引导元件3沿径向布置于转子2的外侧并且配备有光滑的圆形表面，使得线8在表面上引导时不会撕裂。在图1所示的示例性的进一步发展中，定子1也具有纱线引导元件13，纱线引导元件13也以环形方式形成并且与纺锤7同轴布置。由此，在形成于纱线引导元件3和13之间的气隙14中引导线8。清楚的是，根据配置和形成，转子2以及定子1两者都能够包括其它或不同形成的纱线引导元件，只要所述元件以环形方式并且绕纺锤轴线同轴地形成并保证将线从外部通过气隙14可靠地引导到线轴6即可。此外，纱线引导元件的配置必须适应转子2和定子1的相对配置。最重要的是，纱线引导元件必须能够使线8自由绕过，并因此不形成为必须与线一起绕纺锤轴线绕过的封闭转子。因此能够将自由浮动的转子2磁性地固定到定子1中，使得转子2在装置运行期间以固定且无接触的方式定位。由于从现在起不再有质量需要加速，因此该装置能够在没有延迟的情况下启动。

对于卷绕和加捻装置18的启动和关闭，转子2通过转子保持装置12与定子1同轴地保持一距离，定子1的温度降低到低于超导材料19的转变温度并且随后转子保持装置12释放转子2。为此，示意性示出的机械连接24在操作期间能够断开连接。

纱线8穿过纱线引导件4、继续通过气圈缩窄环5以及从外部越过转子2的纱线引导元件3，以便当由纺锤保持装置15保持并且通过纺锤旋转装置16旋转的纺锤7相对于线8的绕过速度之间产生相对速度时(归因于绕过的纱线8在纱线引导元件3的表面上的摩擦以及通过形成的纱线气圈的空气摩擦)，使线8卷绕到线轴6上。相对速度能够受到特别是涂覆的纱线引导元件3的表面纹理的影响，借助于该表面纹理，能够相应地调整所产生的纱线的纺纱品质。

为了将纱线8卷绕到线轴6上，本发明的变型中的定子保持装置10借助于定子移位装置11沿着纺锤轴线移位，在该过程中纱线引导件4和可选的气圈缩窄环5能够通过可选的刚性连接20(示意性地示出)移动，然而，同时纺锤7不改变其相对于环锭纺纱机17的位置。在本发明的另一个变型中，卷绕和加捻装置18相对于环锭纺纱机17的位置在具有线轴6的纺锤7借助于纺锤移位装置26沿着纺锤轴线移位时保持固定。

图2以示意性侧视图示出了环锭纺纱机17的卷绕和加捻装置18的替代的进一步发展。如在前述实施方式中那样，具有至少一个超导材料19的定子1与纺锤和/或纺锤轴线7同轴配置，并且通过定子冷却装置9冷却到低于超导材料19的转变温度。然而，如在图3中更详细地示出的，定子1和/或转子2的同轴配置不意味着定子1和/或转子2必须以环形的方式形成。仅从纺锤轴线到以下进一步说明的定子1和/或转子2的段的径向距离必须相等。在图2所示的进一步发展中，转子2和定子1以定子包围转子的定子的方式同轴配置，使得它们不接触并且由转子2的永磁材料21产生的磁场能够进入定子1的超导材料19。由于定子1由定子保持装置10保持并且由于线绕过环形气隙14，所以转子2必须布置在定子1内。

在所示的实施方式中，转子2具有环形纱线引导元件3，纱线引导元件3与纺锤7同轴配置并且通过纱线引导元件3将线8从上方通过气隙14引导到线轴6。另外在该情况下，纱线引导元件3径向地布置于转子2的外周并且形成有光滑的圆形表面，使得能够高速地在纱线引导元件3的表面上引导线8而不会撕裂。此外，定子1具有环形纱线引导元件13，该纱线引导元件13径向地布置于定子1的内周并且与纱线引导元件3一起界定所形成的环形气隙14。

对于卷绕和加捻装置18的启动和关闭，转子2以与定子1同轴并且隔开一距离的方式由转子保持装置12保持，定子1的温度降低到低于超导材料19的转变温度并且随后通过转子保持装置12的机械连接24的断开而释放转子2。

纱线8穿过纱线引导件4、继续通过气圈缩窄环5以及从上方通过形成于定子1和转子2之间的环形气隙14，以便卷绕到线轴6上，其中，归因于在纱线引导元件8的表面上绕过的线8的摩擦以及归因于纱线气圈的空气摩擦，纺锤7与决定纺纱品质的线8的绕过速度之间产生了相对速度，纺锤7由纺锤保持装置15保持并通过纺锤旋转装置16旋转。同样，能够通过适当选择纱线引导元件3的表面纹理来设定期望的纺纱品质。

为了将纱线8卷绕到线轴6上，定子保持装置10在本发明的一个实施方式中借助于定子移位装置11沿着纺锤轴线移位，其中能够在纺锤7不改变其相对于环锭纺纱机17的位置的情况下经由可选的刚性连接20移动线引导件4和可选的气圈缩窄环5。在本发明的另一实施方式中，当具有线轴6的纺锤7借助于纺锤移位装置26沿着纺锤轴线移位时，卷绕和加捻装置18相对于环锭纺纱机17的位置保持不变。

在图3中示例性示出了定子和转子的特别的进一步发展，用于转子的不能相对转动的、无接触的支撑。当纱线引导元件3和13以环形的方式形成时，不仅转子2的永磁区域21而且定子1的超导区域19都仅以区段的方式形成。在所示的非限制性的进一步发展中，转子2包括具有永磁材料的三个子部分21a-c，三个子部分21a-c沿着纱线引导元件3的内周以规则的间隔配置并且能够例如如图所示地形成为条形或圆柱形磁体。在这种情况下，磁体固定于纱线引导元件3并在操作期间承载所述元件。替代地，纱线引导元件3本身能够包括永磁子部分，例如作为金属环的磁化段。在最初提到的实施方式中，通过形成例如由塑料材料或轻金属制成的并且具有低厚度的纱线引导元件3能够形成质量特别轻的转子2。因此，已经能够以低场强达到磁悬浮。

对应于转子2，定子1具有三个超导子部分19a-c，三个超导子部分19a-c沿着纱线引导元件13的外周以等间隔配置，并且关于超导子部分的大小和配置能够以刚好与转子2的永磁子部分21a-c相对的方式形成。超导子部分19a-c能够由定子保持装置或定子冷却装置保持，而其本身保持纱线引导元件13。也能够省略纱线引导元件13。图示的分别具有三个子部分的配置允许转子的稳定的无接触支撑，转子此外由于磁通线固定到超导子部分19a-c而不能相对转动。如图3所示，能够将线8从上方引导通过两个纱线引导元件3和13之间的气隙14并使线绕过所述气隙。因此，不再需要在环锭纺纱机启动期间加速转子2以及在停机期间使所述转子减速。由于绕过的线8的低摩擦，能够另外实现纺锤7的非常高的速度，这能够提高环锭纺纱机的生产率。由于转子2-无论名称如何-不再旋转，因此操作人员不会有更多的受伤风险。

Claims (15)

1.一种环锭纺纱机或环锭加捻机的卷绕和加捻装置，其包括：

至少一个定子(1)，其包括定子冷却装置(9)和至少一个超导材料(19)，

至少一个转子(2)，其产生磁场，以及

可旋转的纺锤(7)，

其中所述转子(2)和所述定子(1)与所述纺锤(7)同轴配置；

其特征在于，

所述转子(2)和所述定子(1)以如下方式形成：使得在所述转子(2)和所述定子(1)之间形成环形气隙(14)，所述环形气隙(14)与所述纺锤(7)同轴配置并且待卷绕的线(8)能够在所述环形气隙(14)中绕过。

2.根据权利要求1所述的卷绕和加捻装置，其特征在于，所述转子(2)和/或所述定子(1)具有与所述纺锤(7)同轴配置的至少一个环形纱线引导元件(3、13)，并且

所述转子(2)的所述纱线引导元件(3)和/或所述定子(1)的所述纱线引导元件(13)界定所述气隙(14)。

3.根据权利要求1或2所述的卷绕和加捻装置，其特征在于，所述转子(2)和所述定子(1)还以如下方式形成：在所述卷绕和加捻装置的操作期间由于磁悬浮而能够以非接触方式支撑所述转子(2)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的卷绕和加捻装置，其特征在于，所述转子(2)还以如下方式形成：使得所述转子(2)关于绕纺锤轴线的旋转通过所产生的磁场固定于所述定子(1)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的卷绕和加捻装置，其特征在于，所述转子(2)具有一个或多个子部分(21a-c)，所述一个或多个子部分(21a-c)具有产生磁场的永磁材料。

6.根据前述权利要求中任一项所述的卷绕和加捻装置，其特征在于，所述定子(1)具有两个或更多个超导子部分(19a-c)，所述两个或更多个超导子部分(19a-c)在所述纺锤(7)的周向上彼此间隔开。

7.根据权利要求6所述的卷绕和加捻装置，其特征在于，所述超导子部分(19a-c)以规则的间隔配置于所述纺锤(7)的周缘。

8.根据权利要求6或7所述的卷绕和加捻装置，其特征在于，所述转子(2)相对于所述定子(1)的各超导子部分(19a-c)具有相应地配置的子部分(21a-c)，所述子部分(21a-c)具有永磁材料。

9.根据权利要求8所述的卷绕和加捻装置，其特征在于，所述转子(2)和所述定子(1)均具有恰好三个子部分(19a-c、21a-c)。

10.根据前述权利要求中任一项所述的卷绕和加捻装置，其特征在于，所述转子(2)和所述定子(1)以共面方式配置，所述定子(1)包围所述转子(2)并且所述线(8)被从上方引导通过所述气隙(14)。

11.根据权利要求1至9中任一项所述的卷绕和加捻装置，其特征在于，所述转子(2)和所述定子(1)平行且彼此轴向间隔开地配置，并且所述线(8)被从外部引导通过所述气隙(14)。

12.根据权利要求2至11中任一项所述的卷绕和加捻装置，其特征在于，所述转子(2)和/或所述定子(1)的所述纱线引导元件(3、13)的表面的至少与所述线(8)接触的部分被涂覆。

13.根据权利要求2至12中任一项所述的卷绕和加捻装置，其特征在于，所述纱线引导元件(3、13)由塑料或轻金属制成或者包括塑料或轻金属。

14.一种环锭纺纱或环锭加捻方法，其中加捻并随后卷绕纤维材料，

其特征在于，

设置根据权利要求1至11中任一项所述的卷绕和加捻装置(18)，

通过转子保持装置(12)以所述转子(2)与所述定子(1)同轴并且隔开一距离的方式保持所述转子(2)，

将所述定子(1)的所述超导材料(19)的温度降低到低于所述超导材料(19)的转变温度，并且

通过所述转子保持装置(12)释放所述转子(2)。

15.根据权利要求14所述的环锭纺纱或环锭加捻方法，其特征在于，所述纺锤(7)以一速度绕纺锤轴线旋转，在该过程中绕过的线(8)与所述纱线引导元件(3、13)的摩擦不足以克服不能相对转动的磁性支撑。