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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Ringspinnmaschine
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Es
ist bereits ein Verfahren zum Anfahren einer Ringspinnmaschine nach
einem Stillstand, insbesondere zum fadenschonenden Anfahren einer
mit Ringrahmen und Spindeln ausgestatteten Ringspinnmaschine (
DE 39 02 530 A1 )
bekannt, bei dem der Stellantrieb für den Ringrahmen so geschaltet
ist, dass sich beim Wiederanlauf der Spinnmaschine der Ringrahmen
in jedem Fall nach unten bewegt. Beim Wiedereinschalten der Spinnmaschine
laufen zuerst die Arbeitsspindeln an und anschließend zeitverzögert die
Streckwerke. Sinn dieser Maßnahmen
ist es, die Anzahl von Fadenbrüchen
beim Anfahren einer Ringspinnmaschine zu reduzieren.
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Bei
derartigen Verfahren besteht nicht nur das Problem, dass Kringel
im Garn beim Anfahren vermieden bzw. beseitigt werden sollen, sondern auch
dass der Spinn- und Wickelvorgang einwandfrei eingeleitet wird.
Hierzu gehört,
dass zunächst
die Ballonbildung erfolgt und anschließend der normale Spinnvorgang
beginnt, bei welchem der Läufer
in wohldefinierter Weise hinter der Drehbewegung der Spindel zurückbleiben
muss.
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Das
Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren der eingangs genannten
Gattung zu schaffen, bei welchem während des Anfahrens unter Minimierung
der auftretenden Fadenbrüche
eine sichere Ballonbildung und automatisch eine schnelle Einstellung des
richtigen Verhältnisses
zwischen Spindel- und Läuferumlauf
erfolgt.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe sieht die Erfindung die Merkmale des kennzeichnenden
Teils des Patentanspruchs 1 vor.
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Auf
diese Weise wird bei dem raschen Absenken des Ringrahmens vor dem
Einschalten der Spindeln eine Straffung des Fadens zwischen dem Fadenführer und
dem Läufer
herbeigeführt,
wobei außerdem
etwa dort entstandene Kringel beseitigt werden. Außerdem wird
durch diese schnelle Bewegung der Läufer auf dem Läuferring
verkantet, so dass sein Laufwiderstand auf dem Läuferring erhöht wird.
Während
des Hochlaufens der Spindeln wird der Ringrahmen weiter mit reduzierter
Geschwindigkeit abgesenkt, wobei sich augenblicklich der Ballon ausbildet.
Sobald dann die Streckwerke zugeschaltet werden, d.h. die Zulieferung
erfolgt, bleibt aufgrund der durch die Abwärtsbewegung des Ringrahmens bedingten
Verkantung des Läufers
auf dem Läuferring
dieser etwas hinter der Umlaufbewegung der Spindel zurück, so dass
jetzt nicht nur die erwünschte Drehung
in den Faden eingebracht wird, sondern gleichzeitig der Aufwickelvorgang
stattfindet. Ein stabilisierter Spinn-Wickelvorgang ist somit in
kürzester Zeit
ohne die Gefahr von Fadenbrüchen
erreicht.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn nach Anspruch 2 zusammen mit dem Zuschalten
der Streckwerke auch eine Wechselhubvorrichtung eingeschaltet wird.
Sofern diese nach Anspruch 3 sich gerade in der Phase der Abwärtsbewegung
befindet, wird nach dem Zuschalten der Streckwerke die Abwärtsbewegung
des Ringrahmens weiter beschleunigt.
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Schließlich ist
es nach Anspruch 4 zweckmäßig, wenn
nach dem Einschalten der Wechselhubvorrichtung die Anfahrhubvorrichtung
wieder zu einem geeigneten Zeitpunkt abgeschaltet wird. Die Anfahrhubvorrichtung
soll also lediglich beim Anfahren und gegebenenfalls auch Abschalten
der Maschine oder bei Fadenbrüchen
während
des Betriebs eingeschaltet werden.
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Vorteilhaft
bei der Ausführungsform
nach Anspruch 5 ist, dass vor dem Abschalten der Maschine eine Wicklung
an der Spindel befestigt wird, die auch bei abgenommenem Kops erhalten
bleibt und während
des Anfahrens die Spannung des vom Streckwerk zugeführten Fadens
ermöglicht.
Eine Weiterbildung dieser Ausführungsform
entnimmt man Anspruch 6.
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Von
besonderem Vorteil ist es, wenn der Ringrahmen sich beim Beginn
des Betriebs der Ringspinnmaschine in der Unterwindeposition befindet und
beim Anfahren zunächst
bei stillstehenden Spindeln und stillstehenden Streckwerken in eine
obere Absenkposition überführt wird,
und zwar bevorzugt mit einer hohen Geschwindigkeit gemäß Anspruch
8. Die Bewegung des Ringrahmens soll gemäß Anspruch 7 bis in den Bereich
der halben Länge
des zu bildenden Kopses erfolgen.
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Auf
diese Weise werden Kringel aus dem unteren Bereich des Fadens sicher
entfernt. Dies wirkt sich beim anschließenden schnellen Absenken des Ringrahmens
vorteilhaft aus.
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Von
besonderer Wichtigkeit ist der möglichst schlagartige Übergang
von der Aufwärtsbewegung des
Ringrahmens in die Abwärtsbewegung
gemäß Anspruch
9.
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Die
Zuschaltung der Streckwerke soll zweckmäßig gemäß Anspruch 10 erfolgen, wodurch
im unteren Drittel der auf die Spindel aufgesetzten Hülse eine
sichere Wicklungslänge
erzeugt wird.
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Aufgrund
der insbesondere beim Anfahren sehr genau einzuhaltenden Bewegungsabläufe des Ringrahmens
ist bei einer das erfindungsgemäße Verfahren
ausführenden
Ringspinnmaschine besonders vorteilhaft die Ausbildung nach Anspruch
11.
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Die
Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung
beschrieben; in dieser zeigt:
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1 eine
stark vereinfachte Übersichtsansicht
einer erfindungsgemäßen Ringspinnmaschine,
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2 eine
vergrößerte schematische
perspektivische Ansicht des Antriebes des Ringrahmens der Ringspinnmaschine
nach 1,
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3 eine
teilweise geschnittene Seitenansicht der Spinnstelle einer Ringspinnmaschine,
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4 einen
vergrößerten Ausschnitt
aus 3 im Bereich des Läufers und des Läuferringes, und
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5 ein
Diagramm, in welchem die Abszisse eine Zeitachse und die Ordinate
eine Wegachse darstellt und welches die momentane Höhe des Ringrahmens
der erfindungsgemäßen Ringspinnmaschine
in Abhängigkeit
von der Zeit insbesondere beim Anfahren der Maschine wiedergibt,
wobei rechts in 5 schematisch eine Spindel im
Maßstab
der Ordinate des Diagramms angedeutet ist.
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Nach 1 weist
eine erfindungsgemäße Ringspinnmaschine
auf beiden Seiten Reihen von nur angedeuteten Streckwerken 12 auf,
vor und unterhalb von denen Spindeln 11 vorgesehen sind.
In 1 ist nur eine der Reihen von Spindeln 11 angedeutet.
Unterhalb der Streckwerke 12 befindet sich ein Absaugkanal 33 mit
Absaugbohrungen 34 für
jedes einzelne Streckwerk 12.
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Die
Streckwerke 12 sind über
Motoren 35 und Getriebe 36 angetrieben.
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Für den Antrieb
der Spindeln ist ein Hauptmotor 37 vorge sehen, welcher
ebenso wie die Motoren 35 von einem Frequenzumrichter 38 mit
geeigneter Drehzahl angetrieben werden.
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Die
Spindeln sind gemäß den 3 und 4 ausgebildet.
Sie sind vertikal und drehbar auf einer Spindelbank 39 angeordnet
und werden durch ein Spindelband 40 vom Hauptmotor 37 über geeignete
Getriebeglieder angetrieben. Oberhalb des Antriebswirtels 41 befindet
sich ein Unterwindewirtel 19, der oben durch eine Krone 42 abgeschlossen
ist. Auf die Spindel 11 ist eine Hülse 43 aufgesteckt,
auf der der zu wickelnde Kops 14 angeordnet ist.
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Über den
Spindeln 11 ist nach den 1 bis 3 ein
Ringrahmen 13 angeordnet, der sich entlang der Reihe von
Spinnstellen 11 erstreckt und für jede Spindel eine Öffnung 15 aufweist,
die groß genug
ist, damit auch der voll ausgebildete Kops 14 darin mit
allseitigem Spiel zum Ringrahmen 13 Platz hat.
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Oben
auf dem Ringrahmen 13 befindet sich der die Öffnung 15 konzentrisch
umgebende Läuferring 16 mit
dem darauf angeordneten Läufer 17.
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Nach 3 erstreckt
sich vom Streckwerk 12, und zwar vom durch einen Druckzylinder 45 beaufschlagten
Vorderzylinder 44 ein Faden 21 durch einen oberhalb
der Spindel 11 angeordneten Fadenführer 32 durch einen
Ballonbegrenzungsring 46 zum Läufer 17, durch den
er hindurchgezogen ist und zum gerade im Aufwickeln begriffenen
Kops 14 geführt
ist.
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Durch
einen Doppelpfeil F ist die Auf- und Abbewegung des Ringrahmens 13 symbolisiert.
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Im
normalen Spinnbetrieb führt
der Ringrahmen 13 eine vertikale Auf- und Abbewegung im
Bereich des Windungshubes 23 aus und schreitet dabei pilgerschrittartig
nach oben voran, bis der Kops 14 die volle Länge 47 erreicht
hat.
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Der
Mechanismus für
die Bewegungserzeugung des Ringrahmens 13 ist in 2 im
einzelnen dargestellt. Danach ist der Ringrahmen 13 über ein oder
mehrere Seile 48 an einem Wickelrad 49 aufgehängt, welches
auf einer Welle 50 sitzt, die mit einem Absolutwertgeber 29 und
mit einem Antriebsrad 52 drehfest gekuppelt ist. Von dem
Antriebsrad 52 läuft ein
weiteres Seil 53 über
zwei an einem Hebel 54 angeordnete Umlenkrollen 55.
Das Seil 53 gelangt dann zu einem Wickelrad 10,
welches drehfest auf einer Welle 56 sitzt, die über ein
Getriebe 57 von einem Stellmotor 58 durch ein
Bewegungssteuergerät 30 gesteuert
angetrieben werden kann. Auf der vom Getriebe 57 abgewandten
Seite des Wickelrades 10 endet die Welle 56 in
einer Kupplung 59, die ebenfalls von dem Bewegungssteuergerät 30 betätigbar ist. Die
von der Welle 56 abgewandte Hälfte der Kupplung 59 ist
drehfest mit einem Klinkenrad 60 verbunden.
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Der
mit seinem Ende 61 am Maschinengehäuse angelenkte Hebel 54 wird
von einer Herzkurvenscheibe 62 beaufschlagt, die auf einer
Welle 63 befestigt ist, die ihrerseits über ein Getriebe 64 mit dem
Vorderzylinder 44 der Streckwerke 12 synchronisiert
angetrieben wird (1). Die Scheibe 52 ist durch
eine Zugfeder 51 in Richtung einer Absenkung des Ringrahmens 13 vorgespannt.
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Von
dem auf diese Weise gebildeten und in 2 im einzelnen
dargestellten Antrieb 31 für den Ringrahmen 13 sind
in 1 nur einige Einzelteile schematisch angedeutet.
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Oberhalb
der Streckwerke 12 der 1 befinden
sich die bei Ringspinnmaschinen üblichen Vorgarnspulenhalterungen 18.
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Anhand
von 5 wird nunmehr das erfindungsgemäße Verfahren
im einzelnen beschrieben.
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Rechts
in 5 ist maßstabsgetreu
zur links eingezeichneten Ordinate eine Spindel 11 mit
einer darauf angeordneten Anfangswicklung 65 wiedergegeben.
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Zum
Zeitpunkt t1 befindet sich der Ringrahmen 13 in
einer Unterwindestellung 27, in die er beim Abschalten
der Spinnmaschine gebracht worden ist. Dabei gelangt der Läufer in
die in 5 mit 17' bezeichnete
Unterwindeposition, in der auf den unterhalb der Hülse 43 befindlichen
Unterwindewirtel 19 eine Unterwindung 20 aufgewickelt
wird. Oberhalb des Unterwindewirtels 19 befindet sich die
Krone 42, welche den Zweck hat, beim Abnehmen eines vollen Kopses
die zwischen ihm und der Unterwindung 20 vorhandene Fadenverbindung
zu unterbrechen.
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Zum
Zeitpunkt t1 erstreckt sich also von der Unterwindung 20 ein
Faden 21' zwischen
dem Unterwindewirtel 19 und dem Fadenführer 32 bzw. dem Vorderzylinder 44 des
Streckwerks 12 (3).
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Zum
Zeitpunkt t1 wird vom Bewegungssteuergerät 30 (2)
der Motor 58 bei geöffneter
Kupplung 59 eingeschaltet, worauf der Ringrahmen 13 mit einer
Geschwindigkeit von beispielsweise 54 mm/sec schnell in die Absenkposition 28 gemäß 5 angehoben
wird. Hierbei werden etwa im Faden 21' vorhandene Kringel 66 beseitigt.
Nach dem Erreichen der Absenkposition 28 des Ringrahmens
nimmt der Läufer
die Position 17'' in 5 ein.
Der Fadenverlauf ist mit 21'' bezeichnet.
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Sobald
die Absenkposition 28 zum Zeitpunkt t2 erreicht
ist, wird der Ringrahmen 13 durch geeignete Umsteuerung
des Motors 58 mittels des Bewegungssteuergerätes 30 (2)
schlagartig in die entgegengesetzte, d.h. die Absenkrichtung umgesteuert,
so daß der
Ringrahmen sich nunmehr mit einer Geschwindigkeit von z. B. 80 mm/sec,
nach unten bewegt bis zu einer Spindelanlaufposition 67,
die zum Zeitpunkt t3 erreicht wird. Die
Spindeln können auch
schon kurz vor Erreichen des Zeitpunktes t3 eingeschaltet
werden. Die Spindelhochlaufkurve ist in 5 schematisch
bei 68 angedeutet. Der Motor 37 wird eingeschaltet,
wenn der Vorsprung 10a am Wickelrad 10 auf Höhe des Schalters 10 ist.
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Vorteilhaft
ist es, daß die
Absenkbewegung des Ringrahmens 13 ab dem Zeitpunkt t3 reduziert wird, und zwar z.B. auf einen
Wert von etwa 20–30 mm/sec.
Zum Zeitpunkt t3 nimmt der Läufer die
Position 17''' ein. Der Fadenverlauf ist mit 21''' bezeichnet.
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Während zwischen
Zeitpunkt t2 und t3 die Ballonbildung
beginnt, fängt
zur Zeit t4 der Wickelvorgang an, und es
bildet sich auf der auf der Spindel 11 sitzenden Hülse 43 (3)
eine Anfangswicklung 65. Diese beginnt etwa im unteren
Drittel der Spindel 11 und setzt sich nach unten in der
aus 5 ersichtlichen Weise fort.
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Im
Zeitpunkt t4 (hier setzt die Lieferung ein) werden
auch die Streckwerke 12 zugeschaltet. Es kann nämlich erst
aufgewickelt werden, wenn das Streckwerk liefert. Ab jetzt sinkt
der Ringrahmen 13 etwas schneller ab, weil mit dem Einschalten
der Streckwerke 12 über
deren Vorderzylinder 44 gemäß 1 auch die
Herzkurvenscheibe 62 (2) angetrieben
wird.
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Erfindungsgemäß ist die
Herzkurvenscheibe 62 beim Abschalten der Maschine in eine
Position gebracht worden, aus der sie beim erneuten Anfahren zu
einer Absenkbewegung des Ringrahmens 13 führt. Dies
ist der Grund dafür,
daß bei
gleichbleibender Absenkgeschwindigkeit des Motors 58 der
Ringrahmen 13 ab der Zeit t4 etwas
schneller abgesenkt wird als zwischen den Zeiten t3 und
t4.
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Vor
Erreichen des unteren Endes des zu bildenden Kopses 14 wird
in einer Position 26 der Hubmotor 58 abgeschaltet,
und von diesem Augenblick t5 an übernimmt
nur noch die Herzkurvenscheibe 62 die weitere Absenkbewegung
des Ringrahmens 13. Die Herzkurvenscheibe 62 erreicht
schließlich
den dem untersten Ende des Kopses 14 entsprechenden Punkt,
der zum Zeitpunkt t6 erreicht wird. Von
da an bewegt die Herzkurvenscheibe 62 den Ringrahmen 13 wieder
nach oben bis zum Zeitpunkt t7 von wo ab wieder
eine Abwärtsbewegung
erfolgt. Auf diese Weise wird der aus den 3 und 5 ersichtliche Windungshub 23 realisiert.
Die tiefste Stellung des Läufers 17 bzw.
des Ringrahmens 13 beim normalen Spinnen ist in 5 mit 22 bezeichnet.
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Nach 2 ist
die Herzkurvenscheibe 62 über eine an ihr angelenkte
Kurbelstange 78 mit Klinken 69 am Umfang des Klinkenrades 60 verbunden. Mit
dem Abschalten des Motors 58 im Zeitpunkt t5 wird
gleichzeitig die zunächst
geöffnete
Kupplung 59 geschlossen, so daß nunmehr die Herzkurvenscheibe 62 bei
jedem Umlauf das Klinkenrad 69 um einen Zahn weiterstellt,
wodurch der Ringrahmen 13 eine aufwärts gerichtete Pilgerschrittbewegung
ausführt, die
schließlich
zur Bildung des Kopses 14 auf der Hülse 43 führt. 3 zeigt
den Kops 14 in noch nicht vollständig ausgebildeter Form. Der
Läuferring 16 und
der Läufer 17 sind
in 3 in ihren beiden Positionen am Anfang und Ende
eines Windungshubs 23 veranschaulicht. Auch der Ballonbegrenzungsring 46 macht
diese Bewegung mit, wie in 3 angedeutet ist.
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Der
Motor 58, das Getriebe 57, die Welle 56 und
das Wickelrad 10 bilden zusammen eine Anfahrhubvorrichtung 25 (2),
während
die Herzkurvenscheibe 62 mit ihrer Antriebswelle 63 (2)
sowie dem Getriebe 64 und den an den Vorderzylinder 44 angeschlossenen
Kraftübertragungsmitteln 70 (1)
eine Wechselhubvorrichtung 24 bilden.
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Die
Erfindung beinhaltet also das wesentliche Merkmal, daß eine Mindestgeschwindigkeit
beim Absenken des Ringrahmens 13 während des Anfahrens der Spinnmaschine
vorgesehen wird. Weiter ist vorteilhaft, wenn die Absinkgeschwindigkeit
des Ringrahmens 12 zunächst
größer und
etwa mit dem Einschalten der Spindeln 11 verringert wird.
Grundsätzlich
könnte
statt eines Knickes beim Übergang
von der hohen Absenkgeschwindigkeit in die niedrige Absenkgeschwindigkeit
auch ein stetiger Übergang
erfolgen, wie er in 5 gestrichelt bei 71 angedeutet ist.
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In
der ersten Phase des Absenkens ab t2 soll die
Absenkgeschwindigkeit von 30 mm/sec nicht unterschritten werden,
während
in der zweiten Phase ab t3 eine Geschwindigkeit
von 5 mm/sec nicht unterschritten werden sollte. Die Richtwerte
für die
Absenkgeschwindigkeiten in den beiden Bereichen sind 100 mm/sec
bzw. 30 mm/sec.
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Weiter
ergibt sich aus der vorstehenden Beschreibung, daß vor dem
Einschalten der Spinnmaschine die Herzkurvenscheibe 62 so
stehen soll, daß bei
ihrem erneuten Antrieb der Ringrahmen 13 eine Abwärtsbewegung
ausführt.
Der untere Umkehrpunkt des Ringrahmens 13 aufgrund der
Stellung der Herzkurvenscheibe 62 soll erst nach dem Ausschalten
des besonderen Motors 58 erreicht werden.
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Durch
den Absolutwertgeber 29 (2) weiß das Bewegungssteuergerät 30 in
jedem Augenblick, in welcher Vertikalposition sich der Ringrahmen 13 befindet,
so daß das
Bewegungssteuergerät 30 die
jeweils zur Ausführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
erforderlichen Schaltungen im richtigen Moment vornehmen kann.