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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zuführen eines Faserbandes auf
eine Auflösewalze einer
Spinnmaschine, mit einer motorisch angetriebenen Faserbandzuführwalze
und einer Steuereinrichtung zum Steuern der Faserbandzuführung, wobei
das Faserband mittels der Faserbandzuführwalze der Auflösewalze
zuführbar
und von der Auflösewalze
wieder zurückziehbar
ist.
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Bei
einer bekannten Vorrichtung zum Zuführen eines Faserbandes an einer
Spinnstelle einer Spinnmaschine (
EP 0 385 530 A1 ) ist für jede Spinnstelle der Spinnmaschine
eine separate Faserbandzuführwalze
vorgesehen, die mit einem Schrittmotor angetrieben wird. Zum Ansetzen
eines neuen Faserbandes wird durch die Faserbandzuführwalze
der Faserbandanfang einer Auflösewalze
der Spinnstelle zugeführt
und zunächst
ohne Fadenspinnen aufgelöst.
Danach wird das Faserband durch die Faserbandzuführwalze ein kurzes Stück von der
Auflösewalze
zurückgezogen,
so daß ein
Faserbandanfang mit reproduzierbarer Qualität zur Verfügung steht. Dieser sog. Vorspeiseeinzug
des frisch angesetzten Faserbandes ist auf eine vorgegebene Faserbandlänge, die
als Abfallmaterial abgeführt
wird, festgelegt. Das Zurückziehen
des Faserbandes von der Auflösewalze
wird ebenfalls durchgeführt,
wenn ein Fadenbruch auftritt und die Spinnstelle auf das Wiederanspinnen
durch einen Anspinnautomaten warten muß. Dies setzt jedoch den normalen
Arbeitsbetrieb der gesamten Spinnstelle voraus. Die
EP 0 385 530 A1 befasst
sich ausschließlich
mit einer Unterbrechung des laufenden Spinnbetriebs durch Fadenbruch
sowie dem Starten der Maschine, bei welchem sämtliche Aggregate definiert,
d. h. gesteuert, hoch gefahren werden, um die erforderlichen Drehzahlen präzise und
aufeinander abgestimmt zu erzielen. Bei einer Unterbrechung der
Energieversorgung beispielsweise durch Stromausfall wird jedoch
häufig fehlerhaftes
Garn mit Dick- und Dünnstellen
oder falschen Garnnummern produziert, da es zu einem unkontrollierten
Herunterfahren bzw. Wiederanfahren der Aggregate der Spinnmaschine
kommt.
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Es
ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren
zum Zuführen
eines Faserbandes bei einer Spinnmaschine vorzusehen, welche bei
einer Unterbrechung der Energieversorgung die Produktion fehlerhaften
Garns vermeiden und das Faserband mit reproduzierbarer Qualität für das Wiederanspinnen
zur Verfügung
steht.
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Diese
Aufgabe wird mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 und 6 gelöst.
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Gemäß Anspruch
1 weist die Vorrichtung zum Zuführen
eines Faserbandes auf eine Auflösewalze
einer Spinnmaschine eine motorisch angetriebene Faserbandzuführwalze
bzw. einen motorisch angetriebenen Faserbandzuführzylinder und eine Steuereinrichtung
zum Steuern der Faserbandzuführung
auf. Die Spinnmaschine ist dabei jede Art von Spinnmaschine, bei
der ein Faserband zunächst
in einzelne Fasern aufgelöst
wird, bevor daraus ein Faden gesponnen wird, wie z. B. eine Rotor-Spinnmaschine.
Die Auflösewalze
dient dabei der Auflösung des
Faserbandes auf an sich bekannte Weise. Der Antrieb der Faserbandzuführwalze
erfolgt entweder mittels eines Einzelantriebs an der Spinnstelle
oder über
eine Faserbandspeisewelle der Spinnmaschine, die allen Spinnstellen
das Faserband gleichmäßig zuführt, wobei
das Anhalten und Rückwärtsdrehen der
Faserbandzuführwalze
mittels einer Kupplung und eines Getriebes erfolgt. Oder das Rückwärtsdrehen
der Faserbandzuführwalze
erfolgt durch Entkoppeln von der gemeinsamen Speisewelle und durch einen
Antrieb eines beistellbaren Wartungsroboters. Der Antrieb der Faserbandzuführwalze
ermöglicht
es somit, daß die
Zuführwalze
vorwärts
gedreht werden kann, wobei das Faserband der Auflösewalze
zugeführt
wird, und rückwärts gedreht
werden kann, wobei das Faserband von der Auflösewalze zurückgezogen wird.
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Erfindungsgemäß wird bei
einem Stromausfall die Steuereinrichtung zum Steuern der Faserbandzuführung und
der Antrieb der Faserbandzuführwalze
durch eine Hilfsenergiequelle mit Energie versorgt. Im Falle der
Unterbrechung der Energiezufuhr kehrt die Faserbandzuführwalze
ihre Drehrichtung um und zieht das Faserband von der Auflösewalze
zurück.
Dadurch wird einerseits erreicht, dass es bei einem Stromausfall
zu einem definierten Fadenbruch kommt, da der Auflösewalze
kein Faserband zugeführt
wird und somit für
die Spinnstelle kein Fasermaterial mehr zur Verfügung steht. Andererseits wird
der Faserbart von der Auflösewalze
zurückgezogen,
so dass in der Zeit vom Herunterfahren der Spinnmaschine bei einem
Stromausfall bis zum Wiederanfahren der Spinnmaschine und dem zeitlich weit
auseinander liegenden Wiederanspinnen der einzelnen Spinnstellen
der Faserbart nicht an der Auflösewalze
anliegt und auf oben beschriebene Weise beschädigt wird.
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Der
Antrieb der Faserbandzuführwalze
erfolgt auf die oben beschriebene Weise. Im Falle des Rückwärtsdrehens
bei einer Stromunterbrechung kann jedoch auch vorgesehen werden,
dass die Faserspeisewelle der Spinnmaschine von der Steuereinrichtung
so angesteuert wird, dass die Speisewelle ihre Drehrichtung umkehrt.
Dies kann durch Umkehrung des Antriebs der Speisewelle oder durch
ein Umschaltgetriebe an der Speisewelle erfolgen. Dabei wird an
allen Spinnstellen gleichzeitig ein Fadenbruch herbeigeführt.
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Die
Länge,
um die das Faserband von der Auflösewalze zurückgezogen wird, entspricht
dabei der Länge,
um die das Faserband beim Neu-Anlegen des Faserbands zurückgezogen
wird, und der Länge, die
das Faserband bei einem Fadenbruch während der laufenden Produktion
zurückgezogen
wird. Dadurch werden beim Wiederanspinnen unabhängig von der Art der Unterbrechung
des Spinnprozesses jeweils gleichbleibende Wiederanspinnbedingungen geschaffen.
Damit ist unabhängig
von der Art des Fadenbruchs nach dem Anspinnen der Fadenansatz und
der Anfang des neu gesponnenen Fadens reproduzierbar. Bei einem
Stromausfall ist auch der Oberfaden, d. h. der Faden vor dem Fadenansetzer,
reproduzierbar, da der nach dem Stromausfall erzwungene Fadenbruch
so rechtzeitig erfolgt, dass das Auslaufen der Spinnmaschine bei
Stromausfall keine wesentlichen Änderungen
der Qualität
des gesponnenen Fadens verursacht.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung wird bei einer Stromunterbrechung nicht
sofort die Steuereinrichtung aktiv, um die Faserbandzuführwalze
rückwärts zu drehen,
sondern die Rückwärtsdrehung
wird durch eine Verzögerungseinrichtung über eine
vorgegebene Zeitdauer verzögert,
bevor das Rückwärtsdrehen
einsetzt. Dadurch wird vermieden, dass bei sehr kurzzeitigen Stromunterbrechungen
jedesmal ein Fadenbruch herbeigeführt wird. Diese Verzögerungszeit
ist dahingehend optimiert, dass die Stromunterbrechung und das dadurch
erzwungene Herunterfahren der Spinnmaschine noch zu keiner erheblichen
Qualitätsänderung
des gesponnenen Fadens geführt
hat. Während
dieser Verzögerungszeit
werden die Steuereinrichtung und die Faserbandzuführwalze
aus der Hilfsenergiequelle gespeist.
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Bei
einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist die Hilfsenergiequelle
zum Betreiben der Steuereinrichtung und des Antriebs der Faserbandzuführwalze
ein Maschinengenerator, der die Spinnmaschine antreibt und der eine
Schwungmasse, insbesondere eine Schwungscheibe, aufweist. Damit wird
aus der Rotationsenergie der Schwungmasse elektrische Energie erzeugt,
die dann für
ein definiertes Herunterfahren der Spinnmaschine insgesamt und insbesondere
der Steuereinrichtung und des Antriebs der Faserbandzuführwalze
zur Verfügung steht.
Zusätzlich
oder alternativ kann die Steuereinrichtung und die Faserbandzuführwalze
ihre Energiezufuhr aus einem Akkumulator, wie einer Batterie, beziehen.
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Beim
Ansetzen eines neuen Faserbandes an der Spinnstelle der Spinnmaschine
wird zunächst das
Faserband an der Faserbandzuführwalze
eingeklemmt und durch das Betätigen
eines Bedienelements an der Steuereinrichtung für die Faserbandzuführwalze
eingezogen. Die Zeitdauer des Einziehens des Faserbandes und damit
die Länge
des eingezogenen Faserbandanfangs kann beim oder nach dem Betätigen des
Bedienelements durch die Steuereinrichtung oder durch die Dauer
der Betätigung
des Bedienelements (s. u.) vorgegeben werden.
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Nachdem
das Faserband eingezogen und der Faserbandanfang aufgelöst wurde,
dreht die Steuereinrichtung die Faserbandzuführwalze automatisch um einen
vorgegebenen Drehwinkel zurück, so
daß das
Faserband um eine vorbestimmte Länge von
der Auflösewalze
zurückgezogen
wird. Dadurch wird vermieden, daß in der Wartezeit zwischen
dem Einzug des Faserbandes und dem Wiederanspinnen an der Spinnstelle
der Faserbart des Faserbandes, der zunächst an der Auflösewalze
beim Einziehen anliegt, durch fortgesetztes Drehen der Auflösewalze verzopft
und ausgekämmt
wird, wobei kürzere
Fasern vom Faserbart abgezogen und die an die Auflösewalze
angrenzenden Fasern gekürzt
werden. Unabhängig
von der beim Vorspeisen aufgelösten
Länge des
Faserbandanfangs und der Zeit zwischen dem Bandanlegen und dem anschließenden Anspinnen
liegt somit nach dem Ansetzen des Faserbandes der Faserbandanfang
mit reproduzierbarer Qualität vor.
Durch die Steuereinrichtung kann zwischen dem Zuführen und
Zurückziehen
des Faserbandes eine Wartezeit vorgesehen werden, während der
das Faserband vor dem Zurückziehen
noch an der Auflösewalze
anliegt.
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Das
Ansetzen des neuen Faserbandes an der Faserbandauflöseeinrichtung
kann dabei auch mittels einer automatischen Anlegevorrichtung erfolgen,
die beispielsweise in dem der Spinnstelle beistellbaren Anspinnautomaten
vorgesehen ist. In diesem Fall wird statt des Signals von dem manuellen Bedienelement
ein Zuführsteuersignal
an die Steuereinrichtung der Faserbandzuführeinrichtung angelegt und
bei oder nach dessen Anliegen das Faserband in Richtung Auflösewalze
transportiert. Das Zuführsteuersignal
kann ein Dauersignal ein Start-/Stopp-Signal oder dergleichen sein
und von dem Anspinnautomaten oder der Steuervorrichtung der Spinnmaschine an
die Steuereinrichtung der Faserbandzuführeinrichtung übertragen
werden.
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Bei
einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung kann eine Bedienungsperson
durch die Zeitdauer des Drückens
des Bedienelements vorgeben, über welche
Länge der
Faserbandanfang von der Auflösewalze
aufgelöst
wird. Daher ist es der Bedienungsperson möglich, in Abhängigkeit
des Zustandes des Faserbandanfangs festzulegen, welche Länge des Faserbandanfangs
aufgelöst
wird. Damit wird nach dem neuen Ansetzen des Faserbandes immer eine gleichbleibende
Qualität
des Faserbandes für
das anschließende
Anspinnen gewährleistet.
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Anhand
einer Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung näher
erläutert.
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Diese
Figur zeigt: eine Speisewalzenbaueinheit für eine Rotor-Spinnmaschine.
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Die
Figur zeigt eine Speisewalzenbaueinheit 1 einer Rotor-Spinnmaschine,
die ein Faserband einer Auflösewalze
zum Vereinzeln der Fasern des Faserbandes zuführt (nicht dargestellt). Eine
Speisewalze 2, die als Riffelhülse ausgebildet und auf eine Motorwelle
eines Motors 3 drehfest aufgeclipst ist, treibt das Faserband
an und fördert
es in Richtung Auflösewalze.
Durch einen elastisch vorgespannten Führungstisch (nicht dargestellt),
der in Richtung der Speisewalze 2 drückt, wird das Faserband zwischen dem
Führungstisch
und der Speisewalze 2 eingeklemmt, so daß das Faserband
durch die Drehung der Riffelhülse
vorwärts
und rückwärts entlang
des Führungstisches
gezogen werden kann. Der Motor 3 ist ein Schrittmotor,
mit dem die Drehgeschwindigkeit der Speisewalze 2 flexibel
eingestellt wird und bei dem auch eine Drehung um einen vorbestimmten Drehwinkel
genau eingestellt werden kann. Der Motor 3 wird durch ein
Steuer- und Leistungsteil 4 angesteuert und angetrieben.
Die Stromversorgung des Steuer- und Leistungsteils 4 erfolgt über eine
Versorgungs- und Kommunikationsleitung 5, über die
das Steuer- und Leistungsteil 4 ebenfalls mit einer Steuereinheit
der Rotor-Spinnmaschine
kommunizieren kann.
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Unter
Steuereinrichtung der Faserbandzuführung ist nicht nur eine Steuereinrichtung
der Faserbandzuführwalze
zu verstehen, sondern jede Steuereinrichtung, die auf die Faserbandzuführung Einfluß nimmt.
Z. B. kann die Steuereinheit der Spinnmaschine ein Signal an die
Steuereinrichtung der Faserbandzuführwalze übermitteln, daß der Antrieb
der Faserbandzuführwalze
anhält
und/oder die Drehrichtung umgekehrt wird.
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Am
Steuer- und Leistungsteil 4 ist ein Drucktaster 6 angeordnet,
der durch eine Bedienungsperson manuell betätigbar ist. Wenn an der Spinnstelle der
Spinnmaschine ein neues Faserband angelegt werden muß, so wird
der Anfang des Faserbandes in die Öffnung des Faserbandeinzugs
eingeschoben, bis er an der Speisewalze 2 anliegt. Dann
wird von der Bedienungsperson der Drucktaster 6 so lang
betätigt,
bis eine von der Bedienungsperson festzulegende Länge des
Faserbandanfangs durch die Riffelhülse eingezogen wurde. Das eingezogene
Faserband liegt eine kurze Strecke nach der Speisewalze 2 an
der Auflösewalze
an und wird dort in Einzelfasern aufgelöst. Während dieses sogenannten Vorspeise-Vorgangs
werden die von der Auflösewalze aufgelösten Fasern
durch eine separate Absaugung von der Auflösewalze abgesaugt und aus der
Spinnstelle entfernt.
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Nachdem
die entsprechende Länge
des Faserbandanfangs aufgelöst
wurde, läßt die Bedingungsperson
den Drucktaster 6 los und das Steuer- und Leistungsteil
fährt nach
einer vorgebbaren Wartezeit die Speisewalze 2 automatisch
um einen vorgebbaren Drehwinkel zurück. Der vorgebbare Drehwinkel
wird dabei von der Steuereinheit der Spinnmaschine dem Steuer- und
Leistungsteil 4 übermittelt und
hängt von
der Strecke zwischen der Speisewalze 2 und der Auflösewalze
sowie von der Faserlänge des
verwendeten Faserbandes ab.
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Tritt
ein Stromausfall des öffentlichen
Energienetzes auf, so wird die Spinnmaschine zur Aufrechterhaltung
eines Notspinnbetriebs für
eine gewisse Zeitdauer weiterhin mit Energie versorgt. Die vorübergehende
Energieversorgung erfolgt dabei für den Antrieb und die Steuerung
der Spinnmaschine, wie den Antrieb für die Spinnrotoren und die
Fadenabzugswelle, aus den eingeprägten Rotationsenergien und/oder
der Drehenergien von Schwungscheiben eines Maschinengenerators.
Daneben kann auch die Energieversorgung der Steuereinheiten, wie der
Steuereinheit für
die Spinnmaschine und des Steuer- und Leistungsteils 4,
aus einem Akkumulator bereitgestellt werden. Je nach Zeitdauer der Stromunterbrechung
wird bei sehr kurzen Unterbrechungen der Spinnbetrieb mit den Ersatzenergiequellen
aufrechterhalten und anschließend
bei einer längeren
Unterbrechung (z. B. länger
als 2 Sekunden) ein Herunterfahren der Spinnmaschine auf definierte
Weise durchgeführt.
Das Herunterfahren der Spinnmaschine wird so lange verzögert, wie
mit der Energieversorgung aus den Ersatzenergiequellen eine Fadenqualität des neu
gesponnenen Fadens beibehalten werden kann, die vorgebbare Toleranzwerte
einhält.
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Um
ein definiertes Herunterfahren der Spinnmaschine zu erreichen und
um zu verhindern, daß Faden
gesponnen wird, der die Toleranzwerte nicht einhält, wird von der zentralen
Steuereinheit der Spinnmaschine ein Signal an die Steuer- und Leistungsteile 4 an
jeder Spinnstelle ausgegeben. Nach Empfang des Signals wird die
Speisewalze angehalten und das Steuer- und Leistungsteil 4 kehrt
nach einer vorgebbaren Wartezeit zum Homogenisieren des Faserbarts
die Drehrichtung der Speisewalze 2 um und dreht die Speisewalze 2 um
einen vorgebbaren Winkel zurück,
so daß das
Faserband um eine vorgegebene Strecke von der Auflösewalze
zurückgezogen
wird. Das Anhalten und Zurückziehen
des Faserbandes von der Auflösewalze
unterbricht die Faserzufuhr zum Spinnrotor, so daß es zu
einem Fadenbruch kommt. Der vorgegebene Winkel des Rückwärtsdrehens
entspricht dabei dem Winkel, um den nach dem Neu-Anlegen des Faserbandes
zurückgedreht
wird. Daher ist der Abstand des Faserbandanfangs von der Auflösewalze
gleich, unabhängig
davon ob ein gewöhnlicher
Fadenbruch, eine Stromunterbrechung oder ein Neu-Anlegen des Faserbandes vorlag.
Damit kann bei Wiederanspinnen des Fadens eine reproduzierbare Ansetzerqualität erreicht
werden.
