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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anspinnen
einer Offenend-Spinnstelle, vorzugsweise einer Offenend-Rotorspinnstelle,
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
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Offenend-Rotorspinnmaschinen,
wie sie beispielsweise durch das Handbuch „Autocoro" der Anmelderin bekannt sind, weisen
eine Vielzahl von Arbeitsstellen auf, die während des Betriebes durch ein entlang
der Arbeitsstellen verfahrbares, selbstätig arbeitendes Bedienaggregat,
einen sogenannten Anspinnwagen, versorgt werden.
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Der
Anspinnwagen kann dabei, wie beispielsweise in der
DE 43 13 523 A1 beschrieben,
sowohl fertige Kreuzspulen gegen Leerhülsen austauschen, als auch
Fadenbrüche
an den Spinnstellen beheben. Das heißt, der Anspinnwagen reinigt
im Falle eines Fadenbruches zunächst
die betreffende Spinnstelle und spinnt anschließend wieder neu an.
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Das
automatische Anspinnen durch den Anspinnwagen geschieht bei einer
vorbestimmten, für das
Anspinnen optimalen Rotordrehzahl. Der Anspinnwagen ist entsprechend
mit einer Einrichtung zum Messen der Rotordrehzahl ausgerüstet. Er
beginnt mit der Drehzahlmessung nach der Reinigung, wenn die Rotorbremse
sich von der Rotorachse löst und
der Rotor auf seine Betriebsdrehzahl hochläuft. Bei der vorbestimmten
optimalen Anspinndrehzahl des Rotors beginnt der eigentliche Anspinnzyklus.
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Damit
der angesponnene Faden während des
weiteren Rotorhochlaufs gleichbleibende Dicke und Drehung erhält, müssen Fasereinzug
und Fadenabzug im gleichen Maße
hochlaufen, wie die Rotordrehzahl ansteigt.
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Der
Anspinnwagen übernimmt
daher während
des Anspinnvorganges sowohl den Fasereinzug in die Spinneinheit,
als auch den Fadenabzug aus der Spinneinheit und beschleunigt gleichzeitg über einen
Antrieb die Kreuzspule. Der Antrieb der Kreuzspule, die auch als
Auflaufspule bezeichnet wird, erfolgt dabei über einen sogenannten Wickelantrieb. Der
Wickelantrieb besitzt eine endseitig an einem Antriebsarm angeordnete
Antriebsrolle, die zum Beschleunigen der Auflaufspule an deren Oberfläche angeschwenkt
wird.
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Dieses
bekannte Verfahren hat sich in der Praxis bewährt und wird bei einer Vielzahl
von Offenend-Rotorspinnmaschinen eingesetzt.
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Die
im Laufe der Zeit ständig
gestiegene Produktivität
der Offenend-Rotorspinnmaschinen hat inzwischen jedoch zu sehr hohen
Rotordrehzahlen und entsprechend hohen Fadenabzugsgeschwindigkeiten
geführt.
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Die
weitere Steigerung der Fadenabzugsgeschwindigkeit läßt befürchten,
daß es
in der Zukunft zu Schwierigkeiten beim Anspinnprozeß kommt,
da die heutigen Wickelantriebe kaum in der Lage sind, insbesondere
große
Garnspulen mit einem entsprechenden Trägheitsmoment, so zu beschleunigen, daß die Fadenaufwickelgeschwindigkeit
der hohen Beschleunigung der Fadenabzugseinrichtung folgen kann.
Dabei ist zuberücksichtigen,
daß der
Momentenübertragung
mittels eines Reibrades Grenzen gesetzt sind, auch wenn das Beschleunigungsvermögen derartiger
Antriebe, z. B. durch das Material der Antriebsrolle, deren Anpreßdruck,
deren Umschlingung an der Garnrolle, deren Anpreßfläche sowie deren Profil, optimiert
werden kann.
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Durch
die
DE 34 28 890 A1 ist
außerdem
ein Anspinnverfahren für
Friktionsspinnvorrichtungen bekannt, bei dem zunächst eine bestimmte Fadenlänge in einem
Fadenspeicher zwischengespeichert wird.
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Das
heißt,
ein von der Auflaufspule zurückgeholter
Faden wird, beabstandet zum Keilspalt der rotierenden Friktionselementen
in einem in Fadenlaufrichtung hinter den Friktionsspinnelementen
angeordneten Fadenspeicher für
den Anspinnvorgang bereitgehalten.
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Zu
Beginn des Anspinnvorganges wird die stehende Auflaufspule auf die
mit Betriebsdrehzahl rotierende Spulenantriebswalze aufgesetzt und
von dieser sofort reibschlüssig
beschleunigt. Mit einer gewissen zeitlichen Verzögerung wird dann die Faseraufspeisung
auf die Friktionselemente gestartet und der im Abzug befindliche
Faden in den Keilspalt der Friktionselemente abgesenkt.
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Die
zeitliche Abstimmung ist dabei so getroffen, dass die frisch aufgespeisten
Fasern an das Fadenende angedreht werden.
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Nachteilig
bei diesem bekannten Verfahren ist allerdings, dass sowohl der Beschleunigungsvorgang
der Auflaufspule als auch das Anspinnen der neuen Fasern bei voller
Produktionsgeschwindigkeit erfolgt.
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Das
heißt,
das abrupte Beschleunigen der zunächst stehenden Auflaufspule
durch die mit Betriebsdrehzahl rotierende Spulenantriebswalze bleibt nicht
ohne negativ Auswirkungen auf die Fadenlagen der Auflaufspule.
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Auch
die zeitlich genaue Aufspeisung der Fasern auf das Fadenende des
im Abzug befindlichen Fadens gestaltet sich problematisch, was sich oft
negativ auf das Aussehen und die Haltbarkeit der Anspinner auswirkt.
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Ausgehend
vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik beim Anspinnen einer
Offenend-Spinnstelle nach einem Fadenbruch liegt der Erfindung
die Aufgabe zugrunde, die bekannten Verfahren und Vorrichtungen
dahingehend zu verbessern, dass einerseits die Herstellung ordnungsgemäßer Anspinner
realisierbar und anderseits eine fadenschonende Beschleunigung auch
größerer Auflaufspulen
möglich
ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Verfahren gelöst,
wie es im Anspruch 1 beschrieben ist.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen dies Verfahrens sind in den rückbezogenen Ansprüchen 2 bis
5 dargestellt.
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Der
Anspruch 6 ist auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch
1 gerichtet.
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Die
als Unteransprüche
formulierten Ansprüche
7 bis 11 betreffen bevorzugte Ausführungsformen dieser Vorrichtung.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
geht von der Erkenntnis aus, daß bei
weiter steigenden Fadenabzugsgeschwindigkeiten der Offenend-Spinnmaschinen
die während
des Anspinnprozesses notwendige Beschleunigung der Auflaufspule
durch die heutigen Wickelantriebe der Anspinnwagen, auch bei einem
maximal wirksamen Beschleunigungsmoment, in Zukunft nur sehr schwer
zu realisieren sein wird.
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Erfindungsgemäß wird daher
vorgesehen, den Beschleunigungsvorgang der Auflaufspule zeitlich
vom Fadenabzugsvorgang zu trennen, d.h., den problematischen Beschleunigungsvorgang
der Auflaufspule dadurch zu entschärfen, daß die Beschleunigung der Auflaufspule
bereits zu einem Zeitpunkt gestartet wird, der so lange vor dem
Anspinnzeitpunkt liegt, daß die
durch den Wickelantrieb beschleunigte Auflaufspule zum Zeitpunkt
des Beginnns des Fadenabzugs bereits eine vorbestimmte Wickelgeschwindigkeit
aufweist.
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Vorzugsweise
ist der Beschleunigungsvorgang der Auflaufspule gegenüber dem
Start des Fadenabzugs deart zeitlich vorversetzt, daß die Wickelgeschwindigkeit
der Auflaufspule zum Zeitpunkt des Startes des Fadenabzuges nahezu
der Fadenabzugsgeschwindigkeit entspricht.
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Um
für die
Zeitspanne vom Beginn der Vorbeschleunigung der Auflaufspule bis
zum Einsetzen des Fadenabzuges eine ausreichende Fadenlänge zum
Aufwickeln zur Verfügung
zu haben, wird, wie im Anspruch 2 dargelegt, vor Beginn des Anspinnprozesses
eine bestimmte Fadenlänge
von der Auflaufspule abgezogen und in einem zwischen Fadenabzugseinrichtung
und Wickelantrieb angeordneten Fadenspeicher zwischengespeichert.
Die im Fadenspeicher gepufferte Fadenlänge dabei so bemessen, daß die Fadenlängendifferenz,
die durch das zeitlich versetzte Starten des Wickelantriebes und
des Fadenabzuges auftritt, ausgeglichen wird.
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Die
vorbestimmte Aufwickelgeschwindigkeit, auf die der Wickelantriebes
die Auflaufspule vorbeschleunigt, richtet sich dabei, wie im Anspruch
3 dargelegt, vorzugsweise nach der optimalen Anspinndrehzahl des
Spinnrotors bzw. nach der dieser Rotordrehzahl entsprechenden Fadenabzugsgeschwindigkeit.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
kann in einigen Punkten variiert werden, d.h., es kann beispielsweise
die im Anspruch 4 oder die im Anspruch 5 beschriebene Vorgehensweise
gewählt
werden.
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Welche
dieser Varianten im Einzelfall vorteilhafter ist, hängt von
zahlreichen Parametern ab, die anhand entsprechender Versuche ermittelt
werden können.
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In
bevorzugter Ausführungsform
besitzt der Anspinnwagen, der das erfindungsgemäße Verfahren ausführt, wie
im Anspruch 6 dargelegt, jeweils einen separaten Antrieb für den die
Auflaufspule beschleunigenden Wickelantrieb sowie einen separaten
Antrieb für
die Fadenabzugseinrichtung. Die Antriebe sind an die Steuereinrichtung
des Anspinnwagens angeschlossen und definiert ansteuerbar.
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In
Verbindung mit einem Fadenspeicher, der zwischen die Fadenabzugseinrichtung
und den Wickelantrieb eingeschaltet ist und eine ausreichende Fadenlänge aufnehmen
kann, bietet eine derartige Einrichtung die Möglichkeit eines zeitversetzten Startens
von Wickelantrieb und Fadenabzugseinrichtung. Die von der Auflaufspule
zurückgeholte,
im Fadenspeicher abgelegte Fadenlänge bietet dabei die Voraussetzung,
um auch große
Kreuzspulen, die bekanntlich ein erhebliches Trägheitsmoment aufweisen, rechtzeitig
genug starten und relativ schonend auf eine zum Anspinnzeitpunkt
notwendige hohe Wickelgeschwindigkeit beschleunigen zu können. Die erfindungsgemäße Vorrichtung
macht somit hohe Beschleunigungsgeschwindigkeiten des Fadenabzugs
während
des Anspinnprozesses auch beim Vorliegen großer Auflaufspulen beherrschbar.
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Wie
in den Aprüchen
7 bzw. 8 dargelegt, ist der Fadenspeicher in bevorzugter Ausführungsform als
ein diskontinuierlich arbeitender Speicher ausgelegt, wobei nach
dem „last
in – first
out"-Prinzip verfahren
wird. Das heißt,
das zuletzt in den Speicher eingebrachte Fadenstück wird als erstes wieder herausgezogen.
Derartige Speicher haben den Vorteil, daß stets das obenliegende Fadenstück abgezogen wird,
so daß Fadenschlingen
oder dergleichen weitestgehend vermieden werden können.
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Insbesondere
die in den Ansprüchen
9 bis 11 beschriebenen Merkmale ergeben einen unkomplizierten, zuverlässig arbeitenden
und im Bedarfsfall relativ leicht zu reinigenden Speicher.
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Die
im Anspruch 10 dargelegte Ausführungsform
führt dabei
im Bereich der Bodenplatte des Speichers zu Druckverhältnissen,
die eine geordnete Ablage, auch größerer Fadenlängen, gewährleisten. Das
heißt,
der Faden legt sich aufgrund der herrschenden Druckverhältnisse
stets in Schlaufen ab, wobei die im Randbereich des Speichers beginnenden
Schlaufen nach innen kleiner werden.
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Weitere
Einzelheiten der Erfindung sind einem nachfolgend anhand der Zeichnungen
dargestellten Ausführungsbeispiel
entnehmbar.
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Es
zeigt:
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1 schematisch
in Seitenansicht eine Offenend-Rotorspinnmaschine mit einem ebenfalls schematisch
dargestellten Anspinnwagen,
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2 den
Bereich einer Spinnstelle sowie einen Teil des Anspinnwagens im
größeren Maßstab, insbesondere
den Wickelantrieb, die Fadenabzugseinrichtung sowie den diskontinuierlich
arbeitenden Fadenspeicher,
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3 ein
Diagramm zu einer ersten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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4 ein
Diagramm zu einer weiteren Variante.
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In 1 ist
eine Hälfte
einer an sich bekannten Offenend-Rotorspinnmaschine
angedeutet und mit 1 bezeichnet. Derartige Spinnmaschinen
weisen eine Vielzahl von Arbeitsstellen 2 auf, die jeweils
mit einer Spinneinheit 3 sowie einer Spuleinrichtung 4 ausgerüstet sind.
In den Spinneinheiten 3 wird das in Spinnkannen 5 vorgelegte
Faserband 6 zu Fäden 7 gesponnen,
die auf den Spuleinrichtungen 4 zu Kreuzspulen 8 aufgewickelt
werden.
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Wie
dargestellt, sind die Spuleinrichtungen 4 mit einem Spulenrahmen 9 zum
drehbaren Haltern einer als Kreuzspule ausgebildeten Auflaufspule 8 sowie
einer Spultrommel 11 zum Antreiben der Auflaufspule während des
normalen Spulbetriebes ausgestattet.
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Die
Offenend-Rotorspinnmaschine 1 verfügt außerdem über eine umlaufende Hülsen- und
Spulentransporteinrichtung 12 zum Versorgen der Arbeitsstellen
der Spinnmaschine mit Leerhülsen
bzw. zum Abtransport der fertiggestellten Kreuzspulen.
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An
bzw. auf der Spinnmaschine 1 ist, an Führungsschienen 13, 14 sowie
einer Stützschiene 15 verfahrbar,
ein Bedienaggregat, z.B. ein Anspinnwagen 16, angeordnet.
Das Laufwerk 17 dieses Anspinnwagens 16 weist
Laufrollen 18 sowie ein Stützrad 19 auf; die
Versorgung des Anspinnwagens 16 mit elektrischer Energie
erfolgt vorzugsweise, wie angedeutet, über eine Schleifkontakteinrichtung 20.
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Derartige
Anspinnwagen 16 weisen, wie bekannt, zahlreiche Spulen-
und Fadenhandhabungseinrichtungen, wie z.B. einen Wickelantrieb 10 sowie eine
Fadenabzugseinrichtung 21 auf und patrouillieren ständig entlang
der Offenend-Rotorspinnmaschine 1. Der Anspinnwagen 16 greift
selbsttätig
ein, wenn an einer der Arbeitsstellen 2 ein Handlungsbedarf
entsteht. Ein solcher Handlungsbedarf liegt beispielsweise vor,
wenn an einer Arbeitsstelle 2 ein Fadenbruch aufgetreten
ist oder wenn an einer der Arbeitsstellen eine Kreuzspule ihren
vorgeschriebenen Durchmesser erreicht hat und gegen eine Leerhülse ausgetauscht
werden muß.
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In
einem solchen Fall läuft
der Anspinnwagen 16 zu der betreffenden Arbeitsstelle,
positioniert sich dort und sucht bei einem „normalen" Fadenbruch mit seiner (nicht dargestellten)
Fadensuchdüse das
gerissene, auf der Umfangsoberfläche
der Auflaufspule 8 liegende Fadenende. Nach Reinigung der Spinneinheit
wird dieses Fadenende, wie üblich, durch
bekannte Handhabungseinrichtungen, nach einer entsprechenden Vorbereitung,
in den Bereich der Spinneinheit 3 zurückbefördert, dort in das Fadenabzugsröhrchen eingefädelt und
für den
eigentlichen Anspinnprozeß bereitgehalten.
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Gleichzeitig
wird über
den Wickelabtrieb 10 von der Auflaufspule 8 eine
definierte Fadenlänge abgewickelt
und in einem Fadenspeicher 22 zwischengespeichert.
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Wie
in 2 in einem größeren Maßstab dargestellt,
weisen sowohl der Wickelantrieb 10 als auch die Fadenabzugseinrichtung 21 jeweils
einen eigenen, über
die anspinnwageneigene Steuereinrichtung 23 gezielt ansteuerbaren,
Antrieb 24 bzw. 25 auf.
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Der
Antrieb 24 beaufschlagt dabei die Antriebsrolle 26 des
Wickelantriebes 10, während
der Antrieb 25 auf die Abzugsrolle 27 der Fadenabzugseinrichtung 21 des
Anspinnwagens 16 geschaltet ist. Die Fadenabzugseinrichtung 21 besitzt
außerdem, wie üblich, eine
Druckrolle 28.
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Zwischen
der Fadenabzugseinrichtung 21 und dem Wickelantrieb 10 ist
ein Fadenspeicher 22 angeordnet. Der Fadenspeicher 22 ist
als diskontinuierlich arbeitender Speicher ausgebildet, das bedeutet,
er wird bei jedem Anspinnvorgang entleert. Der Fadenspeicher 22,
der nach dem „last
in – first out"-Prinzip arbeitet,
ist über
eine Unterdruckquelle 29 saugluftbeaufschlagbar.
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Im
dargestellten Ausführungsbeispiel
besteht der Fadenspeicher 22 aus einem Speicherröhrchen 30 sowie
einem Speicherkegel 31. Der Speicherkegel 31 weist
dabei eine perforierte Bodenplatte 32 auf, die über eine
Anschlußleitung 33 an
die Unterdruckquelle 29 angeschlossen ist. Die Bodenplatte 32 besitzt
eine Vielzahl von Bohrungen 34, deren Durchmesser vorzugsweise
nach innen hin kleiner wird, so daß im Bereich der Bodenplatte 32 eine Saugluftströmung 33 mit
unterschiedlichen Druckverhältnissen
ansteht. Das heißt,
der Ansaugdruck, der den von der Auflaufspule 8 abgezogenen
Faden 7 im Bereich der Bodenplatte 32 fixiert,
nimmt entsprechend der Größe der Bohrungen 34 von
außen
nach innen ab.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren,
daß das Anspinnen
auch großer
Auflaufspulen bei hohen Fadenabzugsgeschwindigkeiten durch entsprechende Vorbeschleunigung
der Auflaufspule ermöglicht,
wird nachfolgend anhand der 3 (erste
Variante) bzw. der 4 (weitere Variante) erläutert.
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3
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Bei
dem dargestellten Koordinatensystem sind auf der Abszisse die Zeit
t und auf der Ordinate die Produktionsgeschwindigkeit v einer Spinnstelle 3 während des
Anspinnprozesses aufgetragen.
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Die
Kurven R, Sp, F zeigen jeweils den Beschleunigungsverlauf des Rotors,
der Auflaufspule sowie der Fadenabzugseinrichtung.
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Wie
ersichtlich, läuft
der während
des Reinigungsvorganges gebremste Rotor nach dem Lösen der
Rotorbremse entlang der Kurve R auf eine optimale Anspinndrehzahl
hoch, die etwa 70 % der Produktionsdrehzahl entspricht. Der Rotor
erreicht diese Anspinndrehzahl zum Zeitpunkt T2.
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Zu
diesem Zeitpunkt T2 wird auch die Fadenabzugseinrichtung gestartet,
die aufgrund ihres relativ niedrigen Trägheitsmomentes sehr schnell
auf eine hohe Fadenabzugsgeschwindigkeit (Kurve F) beschleunigt
und zum Zeitpunkt T2' eine
Geschwindigkeit erreicht, die der Rotordrehzahl zu diesem Zeitpunkt
entspricht.
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Bereits
während
des Hochlaufes des Rotors auf seine optimale Anspinndrehzahl, wurde
zum Zeitpunkt T1 auch der Wickelantrieb 10 gestartet, der
die Anlaufspule 8, wie anhand der Kurve Sp dargestellt, beschleunigt.
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Die
Zeitspanne zwischen T1 und T2 wird dabei unter Berücksichtigung
des Beschleunigungsvermögens
des Wickelantriebes 10 so gewählt, daß die Wickelgeschwindigkeit
der Auflaufspule zum Zeitpunkt T2' etwa der Fadenabzugsgeschwindigkeit
entspricht.
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Vom
Zeitpunkt T2' an
beschleunigen die Fadenabzugseinrichtungen und der Wickelantrieb
dann synchron, wobei die hochlaufende Rotordrehzahl die Führungsgröße darstellt.
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Zum
Zeitpunkt T3 erreichen sowohl der Spinnrotor, die Fadenabzugseinrichtung
als auch die Auflaufspule ihre Produktionsgeschwindigkeit (100 %).
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Da
der Wickelantrieb 10 bereits zu einem Zeitpunkt T1 gestartet
wird, d.h. zu einem Zeitpunkt zu dem die Spinneinheit 3 noch
kein Garn produziert und entsprechend über die Fadenabzugseinrichtung 21 noch
kein Faden geliefert werden kann, muß die Zeitspanne vom Zeitpunkt
T1 bis zum Zeitpunkt T2' durch
einen Fadenvorrat überbrückt werden,
der vorher von der Auflaufspule abgewickelt und im Fadenspeicher 22 hinterlegt
wurde. Die benötigte
Fadenlänge,
die von der Auflaufspule 8 abgewickelt werden muß, ist in 3 mit
A1 gekennzeichnet.
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4
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Die
Variante gemäß 4 ist
bis zum Zeitpunkt T2' identisch
mit dem Ausführungsbeispiel nach
der 3. Das heißt,
bis zu dem Zeitpunkt an dem der im Fadenspeicher 22 hinterlegte
Fadenvorrat A1 aufgrund der Vorbeschleunigung der Auflaufspule 8 aufgebraucht
und die Wickelgeschwindigkeit sowie die Fadenabzugsgeschwindigkeit
zumindest für
einen Augenblick gleich sind.
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Vom
Zeitpunkt T2' an
beschleunigt die Fadenabzugseinrichtung, unter Anlehnung an die
Rotordrehzahl als Führungsgröße, stärker als
der Wickelantrieb 10 die relativ schwere Auflaufspule 8 zu beschleunigen
vermag, so daß es
zu einem Fadenüberschuß kommt.
Dieser Fadenüberschuß wird jetzt ebenfalls
im Fadenspeicher 22 zwischengelagert und erreicht schließlich eine
Fadenlänge
A2. Das bedeutet, wenn der Rotor und damit auch die Fadenabzugseinrichtung
ihre Produktionsdrehzahl bzw. ihre Produktionsgeschwindigkeit, die
im Diagramm als 100 % bezeichnet sind, erreicht haben, weist der
Fadenspeicher 22 noch die Fadenlänge A2 auf. Um den Fadenspeicher 22 wieder
zu leeren, ist es daher erforderlich den Wickelantrieb kurzzeitig
auf eine Geschwindigkeit zu beschleunigen, die, wie in 4 angedeutet, über der
Produktionsgeschwindigkeit der Spinnstelle und damit über der
Fadenabzugsgeschwindigkeit liegt.
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Die
Wickelgeschwindigkeit der Auflaufspule und die Fadenabzugsgeschwindigkeit
sind dabei so aufeinander abgestimmt, daß die in diesem Fall zusätzlich benötigte Fadenlänge A3 genau
der im Fadenspeicher 22 zwischengespeicherten Fadenlänge A2 entspricht.
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Zum
Zeitpunkt T3 ist folglich der Fadenspeicher 22 wieder leer,
die Spinnstelle arbeitet wieder „normal".