DE19548675A1 - Changiervorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für Spinnrohre, die in den Zentrifugen einer Zentrifugenspinnmaschine oder Vakuumspinnmaschine changieren

Neben den zwei grundsätzlich verschiedenen Spinnverfahren des Ringspinnens und Rotorspinnens ist zum Beispiel aus der DE 9 17 562 oder aus der DE 29 37 016 das Zentrifugenspinnverfahren bekannt, das die Vorteile der beiden anderen Spinnverfahren in sich vereint. Das Ringspinnen ist ein relativ langsames Verfahren, das aber besonders feines und gleichmäßiges Garn liefert. Demgegenüber arbeitet das Rotorspinnen mit bis zu 4-facher Geschwindigkeit, liefert aber Garn in einer geringeren Qualität.

Mit dem Zentrifugenspinnverfahren lassen sich Garne aus Wolle, Baumwolle, synthetischen Fasern, oder Mischungen hiervon, insbesondere im feineren Garnbereich spinnen. Dabei werden die Fasern in einer sich schnell drehenden Zentrifuge, in die sie aus einem Streckwerk als sogenanntes Faserbändchen zugeführt werden, durch Verdrehen zu Garn gesponnen. Dem Streckwerk werden die Fasern aus einer Kanne als Streckenband zugeführt.

Die Zentrifuge ist ein Spinntopf, in den das Faserbändchen über ein sich hin- und herbewegendes (changierendes) Rohr zugeführt wird und sich aufgrund der Fliehkraft an der Zentrifugenwandung anlegt. Sobald das gewünschte Garnvolumen in die Zentrifuge eingebracht worden ist, wird der Spinnvorgang unterbrochen und das Garn aus der Zentrifuge entnommen. Dazu greift ein sogenannter Doffer mit einer drehbar gelagerten Doffspindel in die rotierende Zentrifuge ein. Sodann wird die Drehzahl der Zentrifuge auf 0 oder bis auf eine geringe Drehzahl reduziert, bei der die Garnwicklung auf die Doffspindel oder eine darauf befindliche Hülse aufschrumpft, so daß sie zusammen mit dem Doffer entnommen werden kann.

Eine andere Möglichkeit zur Entnahme des Garns aus der Zentrifuge besteht darin, daß die Zentrifuge durch Umspulen des Garns geleert wird, wodurch dem Garn eine zusätzliche Drehung erteilt wird. Aus der DE 32 39 386 ist auch bekannt, daß das Garn bei weiterlaufender Zentrifuge umgespult werden kann.

Mit dem Zentrifugenspinnverfahren lassen sich bei hoher Garnqualität hohe Spindeldrehzahlen und damit eine hohe Ausbringung erreichen. Um die Leistung weiter zu optimieren ist es erforderlich, die Zentrifugendrehzahlen weiter zu erhöhen, was jedoch einen sehr hohen Energie- und Kapitaleinsatz verlangt. Zur Verringerung des Energieeinsatzes und zur Sicherstellung einer hohen Wirtschaftlichkeit sind verschiedene Verfahren getestet worden, von denen jedoch nur das Vakuum-Spinnverfahren zu zufriedenstellenden Ergebnissen führte.

Das Prinzip des Vakuumspinnverfahrens wird in der internationalen Patentanmeldung PCT/EP94/01415 beschrieben. Ferner wird in dieser Anmeldung eine Vorrichtung hierzu beschrieben, bei der die Zentrifuge innerhalb eines Zentrifugengehäuses drehbar angeordnet ist, und der Innenraum zwischen der Zentrifuge und dem Gehäuse mit Unterdruck, vorzugsweise mit Vakuum beaufschlagbar ist. Innerhalb der Zentrifuge, in die bei sehr hohen Drehzahlen eingesponnen wird, herrscht normaler Luftdruck. Dabei muß die Zentrifuge luftdicht abgeschlossen sein.

Bei bekannten Ausführungsformen von Zentrifugenspinnmaschinen sind die Spinnrohre alle zusammen angetrieben und nur gemeinsam steuerbar. Für einen optimierten Spinnprozeß ist es erforderlich, die verschiedenen Spinnstellen einzeln oder in kleinen Gruppen zu bedienen (selektive Arbeitsweise). Dazu ist es notwendig, die Spinnrohre einzeln oder in kleinen Gruppen unabhängig voneinander zu steuern.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine konstruktiv einfache und preiswerte Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei geräuscharmer Bewegungsübertragung, geringem Energieverbrauch und hoher Lebensdauer beliebige Bewegungsabläufe jeweils für einzelne oder mehrere Spinnrohre ermöglicht. Dabei sollen die Spinnrohre bei ihrer Hin- und Herbewegung eine sprungförmige Umkehr ausführen können und beliebig ein- oder ausgeschaltet werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Spinnrohre einzeln und/oder in kleinen Gruppen von Spinnrohren jeweils durch getrennte Antriebe angetrieben sind.

Hierdurch können für einzelne Spinnrohre oder für kleine Gruppen von Spinnrohren beliebige und voneinander unabhängige Bewegungsabläufe ausgeführt werden. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Spinnrohre in kleinen Gruppen von zwei, vier oder acht Spinnrohren angetrieben sind. Die Changierbewegungen dieser Spinnrohrgruppen oder von ,einzelnen Spinnrohren können beliebig ein- oder ausgeschaltet werden, wobei die Spinnrohre in einer definierten Lage angehalten werden können.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Spinnrohre durch Schrittmotoren angetrieben sind, die durch eine Elektronik im sogenannten Start-Stop-Betrieb getrennt ansteuerbar sind. Dadurch können die einzelnen Spinnrohre oder die Spinnrohrgruppen unabhängig voneinander hin- und herbewegt werden, wobei eine sprunghafte Bewegungsumkehr der Spinnrohre möglich ist. Dabei kann für jeden einzelnen Schrittmotor eine eigene Ansteuerelektronik vorgesehen sein, oder eine zentrale Elektronikeinheit, die die einzelnen Schrittmotoren unabhängig voneinander ansteuert. Auch ist es möglich, die, Spinnrohre mit Schraubgewindereluktanzmotoren anzutreiben.

Vorzugsweise ist an jedem einzelnen Spinnrohr oder an mindestens einem Spinnrohr einer Gruppe von zusammen angetriebenen Spinnrohren mindestens ein Sensor angeordnet, durch den bzw. die in den äußersten Umkehrpumpen des bzw. der Spinnrohre Signale an die Ansteuerelektronik übertragbar sind. Dadurch können Grenzfälle überwacht werden und es wird insbesondere vor Beginn eines neuen Spinnvorganges eine genaue Erfassung der Spinnrohrposition (Initialisierung) ermöglicht.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn für jedes Spinnrohr jeweils ein eigener Zahnriemen als Antrieb angeordnet ist. Die sprunghafte Bewegungsrichtungsumkehr eines Schrittmotors kann über einen Zahnriemen besonders geräuscharm an das an dem Zahnriemen befestigte Spinnrohr übertragen werden. Zusätzlich zum Spinnrohr werden dabei nur sehr kleine Massen bewegt, so daß ein geringer Energieverbrauch erreicht wird.

Wenn die Spinnrohre in Gruppen von jeweils zwei Spinnrohren angetrieben werden sollen, ist es besonders vorteilhaft, wenn zwei benachbarte Zahnriemen durch zwei Wellenenden eines Antriebsmotors angetrieben sind, wobei ein Zahnrad auf dem einen Wellenende und ein anderes Zahnrad auf dem anderen Wellenende des Antriebsmotors angeordnet ist. Auf diese Weise wird keine getrennte Antriebswelle für benachbarte Zahnriemen benötigt.

Werden die Spinnrohre in Gruppen von zwei oder mehr Spinnrohren angetrieben, so werden die Zahnriementriebe einer Gruppe, vorzugsweise durch mindestens eine durchgehende Antriebswelle miteinander verbunden. Diese Antriebswelle kann vorteilhafter Weise über den Zahnriemen eines Spinnrohre s von einem Antriebsmotor angetrieben werden.

Eine besonders rationelle Fertigung kann dadurch organisiert werden, daß die Elemente jedes einzeln angetriebenen Spinnrohres oder die Elemente jeder Gruppe von zusammen angetriebenen Spinnrohren als abgeschlossene Antriebseinheiten angeordnet sind.

Um diese abgeschlossenen Antriebseinheiten von Verschmutzungen und Faserflug freizuhalten, ist es günstig, an jeder Antriebseinheit und/oder an jedem Spinnrohr Anschlußstellen für eine Entsorgung, insbesondere Absaugung vorzusehen.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.

Es zeigen

Fig. 1 Ansicht einer Antriebseinheit in Maschinenlängsrichtung,

Fig. 2 Seitenansicht einer Antriebseinheit mit zwei zusammen angetriebenen Spinnrohren und

Fig. 3 Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform einer Antriebseinheit für zwei zusammen angetriebene Spinnrohre.

Die Changiervorrichtung kommt bei einer nicht näher dargestellten Vakuumspinnmaschine zum Einsatz, die in Längsbauweise ausgeführt ist. Dabei können bis zu 100 oder mehr Spinnstellen an einer Längsseite der Maschine in einem Spinnstellenabstand t (Teilung) nebeneinander angeordnet sein. Unterhalb der Spinnstellen befinden sich die Kannen, aus denen den einzelnen Spinnstellen das Streckenband über ein Streckwerk von unten zugeführt wird.

An jeder Spinnstelle befindet sich eine in einem Gehäuse um eine senkrechte Achse rotierende Zentrifuge, innerhalb der der eigentliche Spinnvorgang stattfindet. Das aus dem Streckwerk einer Spinnstelle austretende Faserbändchen wird der Zentrifuge von unten her über ein sich hin- und herbewegendes (changierendes) Spinnrohr 4 zugeführt. Die Zentrifugen rotieren in den Zentrifugengehäusen unter Unterdruck (idealerweise Vakuum), wobei Drehzahlen bis zu 72.000 U/min möglich sind.

Die in Fig. 1 dargestellte Antriebseinheit 1 weist ein Gestell 2 auf, das an dem Maschinengestell 3 befestigt ist. An dem Gestell 2 ist ein Spinnrohr 4 derart geführt, daß es vertikal hin- und herbewegbar ist.

Im unteren Bereich des Gestells 2 ist ein Schrittmotor 5 angeordnet, auf dessen Motorwelle 6 ein Ritzel 7 befestigt ist. Die Motorwelle 6 verläuft dabei senkrecht zum Spinnrohr 4 in Längsrichtung der Spinnmaschine.

Im oberen Bereich des Gestells 2 ist ein zweites Ritzel 8 angeordnet, dessen Achse parallel zur Motorwelle 6 verläuft. Um die beiden Ritzel 7 und 8 ist ein Zahnriemen 9 gespannt, der mit dem Spinnrohr 4 durch ein Verbindungsstück 10 verbunden ist.

Etwa auf Höhe des unteren Ritzels 7 ist ein Sensor 11 derart angeordnet, daß er ein Signal an die Ansteuerelektronik übergibt, wenn das Verbindungsstück 10 sich vor dem Sensor 11 befindet. In dieser Position befindet sich das Spinnrohr 4 in seinem unteren Umkehrpunkt.

In Fig. 2 ist eine Antriebseinheit mit zwei von einem gemeinsamen Schrittmotor 5 angetriebenen Spinnrohren 4 dargestellt. Der Schrittmotor 5 ist dabei so ausgebildet, daß die beiden Motorwellenenden 6a und 6b auf den beiden Stirnseiten aus dem Schrittmotor 5 herausgeführt sind. Auf jedem Motorwellenende 6a und 6b sitzt ein Ritzel 7a, 7b, um das jeweils ein Zahnriemen 9 zu einem oberen Ritzel 8 geführt ist. Die oberen Ritzel 8 sind jeweils auf einem am Gestell 2 befestigten Bolzen 12 über Wälzlager 13 gelagert. Der Abstand der beiden Zahnriemen 9 entspricht dem Abstand zweier Zentrifugen der Spinnmaschine (Maschinenteilung).

In Fig. 3 ist eine alternative Ausführungsform einer Antriebseinheit mit zwei Spinnrohren 4 dargestellt. Der Schrittmotor 5 weist nur ein freiliegendes Motorwellenende 6 auf, auf dem ein Ritzel 7 befestigt ist. Im oberen Bereich des Gestells 2 ist eine Antriebswelle 14 drehbar in Wälzlagern 15 am Gestell 2 gelagert, auf deren Enden zwei Ritzel 8 drehfest befestigt sind. Ein zweites unteres Ritzel 7 ist über Wälzlager 13 drehbar auf einem Bolzen 12 gelagert, der koaxial zur Motorwelle 6 am Gestell 2 befestigt ist.

Der Zahnriemen 9a wird dabei vom Schrittmotor 5 über den Zahnriemen 9b und die Antriebswelle 14 angetrieben.

In einer anderen Ausführungsform kann die Antriebswelle 14 auch länger ausgebildet sein und die Zahnriemen 9 mehrerer Spinnstellen antreiben.

Die einzelnen Antriebseinheiten 1 sind durch nicht dargestellte Deckel abgedeckt, so daß sich die Zahnriemen 9, 9a, 9b in einem abgeschlossenen Raum befinden. In diesen Deckeln sind Anschlußstellen für eine Absaugung von Verunreinigungen und Fasern vorgesehen.

Claims (11)

1. Antriebsvorrichtung für Spinnrohre, die in den Zentrifugen einer Zentrifugenspinnmaschine oder Vakuum­ spinnmaschine changieren, dadurch gekennzeichnet, daß die Spinnrohre (4) einzeln und/oder in kleinen Gruppen von Spinnrohren (4′) jeweils durch getrennte Antriebe (5) angetrieben sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die′ Spinnrohre (4) in Gruppen von 2, 4 oder 8 Spinnrohren (4′) angetrieben sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spinnrohre (4) durch Schrittmotoren (5) angetrieben sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schrittmotor (5) durch eine Elektronik im Start-Stopp-Betrieb getrennt ansteuerbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem einzeln angetriebenen Spinnrohr (4) und/oder an mindestens einem Spinnrohr (4′) einer Gruppe von zusammen angetriebenen Spinnrohren (4′) mindestens ein Sensor (11) angeordnet ist, durch den bzw. die in den äußersten Umkehrpunkten des bzw. der Spinnrohre (4) Signale an die Ansteuerelektronik übertragbar sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes Spinnrohr (4) jeweils ein eigener Zahnriemen (9) als Antrieb angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei benachbarte Zahnriemen (9a, 9b) durch die zwei Wellenenden (6a, 6b) eines Antriebsmotors (5) angetrieben sind, wobei ein Zahnrad (7a) auf dem einen Wellenende′ (6a) und ein benachbartes Zahnrad (7b) auf dem anderen Wellenende (6b) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnriementriebe (9a, 9b) einer Gruppe von zusammen angetriebenen Spinnrohren (4′) durch mindestens eine durchgehende Antriebswelle (14) miteinander verbunden sind.

9. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente jedes einzeln angetriebenen Spinnrohres (4) und/oder die Elemente jeder Gruppe von zusammen angetriebenen Spinnrohren (4′) als abgeschlossene Antriebseinheiten (1) angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Antriebseinheit (1) und/oder an jedem Spinnrohr (4) Anschlußstellen für eine Entsorgung von Verschmutzungen, insbesondere von einzelnen Fasern vorgesehen sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spinnrohre (4) durch Schraubgewindereluktanzmotoren angetrieben sind.