EP0504615B1

EP0504615B1 - Topfspinnvorrichtung

Info

Publication number: EP0504615B1
Application number: EP92102986A
Authority: EP
Inventors: Karl-Josef Dr. Ing. Brockmanns; Robert Dr. Ing. Hartel; Josef Dr. Ing. Derichs
Original assignee: W Schlafhorst AG and Co
Current assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date: 1991-03-19
Filing date: 1992-02-22
Publication date: 1995-09-27
Anticipated expiration: 2012-02-22
Also published as: DE59203785D1; DE4108929A1; US5289675A; JP3262833B2; JPH0578923A; EP0504615A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Topfspinnvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Beim Topfspinnverfahren ist es üblich, den Faden durch eine Hubbewegung des Fadenführers auf der Innenwand des Topfs in mehreren Lagen als sogenannten Spinnkuchen abzulegen. Zum Umspulen des Spinnkuchens wird eine Hülse als Garnträger entweder von unten in den Topf hineingeführt, wenn der Fadenführer völlig aus dem Spinntopf herausgezogen ist, oder der Fadenführer wird festgehalten und der Spinntopf auf eine darunterstehende Hülse abgesenkt. Solche Vorrichtungen sind beispielsweise aus der CH-PS 279 248 bekannt.
Topfspinnvorrichtungen der bekannten Art sind aufwendig. Es sind jeweils zwei getrennte Hubvorrichtungen erforderlich, entweder für den Fadenführer und den Topf oder für den Fadenführer und, bei feststehendem Topf, für die in den Topf eingeführte Hülse zum Umspulen. Außerdem erfordern die bekannten Topfspinnvorrichtungen eine Einzelabnahme der vollgespulten Hülsen beziehungsweise eine Doffvorrichtung zur Abnahme der vollgespulten Hülsen von den Spindeln und zum Aufsetzen leerer Hülsen auf die Spindeln.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Zuführung der Garnträger zu vereinfachen und in den Spinnvorgang fließend zu integrieren.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit Hilfe der kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.
Durch die in Längsrichtung verschiebbare Lagerung des Spinntopfs ist es erfindungsgemäß möglich, über eine waagerecht angeordnete Transporteinrichtung senkrechtstehende Garnträger zum Umspulen des Garns aus dem Spinnkuchen heranzuführen. Wenn in der oberen Endstellung des Spinntopfs die Austrittsöffnung des Fadenführers in Höhe des unteren Randes des Spinntopfs steht, erstreckt sich der Faden von dem Fadenführer bis an den unteren Rand des Spinntopfs. Wird nun der Spinntopf über einen bereitgestellten, senkrechtstehenden Garnträger zum Umspulen abgesenkt, wird der Faden nach unten gezogen, gerät aufgrund des schrägen Zugs in den Bereich des Garnträgers und legt sich somit vorteilhaft von selbst auf den bereitstehenden Garnträger, so daß keine weiteren Hilfsmittel erforderlich sind, um den Faden an den Garnträger zur Anlage zu bringen.
In einer Weiterbildung der Erfindung weisen die Garnträger einen spindelförmigen Teil zur Aufnahme des Garnwickels, des ungespulten Garns, auf, der zentrisch auf einer zylindrischen Platte senkrechtstehend angeordnet ist. Die erfindungsgemäßen Garnträger benötigen keine Aufsteckdorne an den jeweiligen Spinnstellen, wie das bei herkömmlichen Hülsen der Fall ist. Es ist auch keine, bei den Ringspinnmaschinen bekannte, Doffeinrichtung zur Abnahme der vollgespulten Hülsen und zum Aufsetzen leerer Hülsen erforderlich. Die Garnträger können vorteilhaft auf einer einfachen Transporteinrichtung, beispielsweise einem Förderband, automatisch gesteuert zu- und abgeführt werden, ohne daß, abgesehen von einer genauen Positionierung, eine weitere Handhabung für den Umspulvorgang des gesponnen Garns erforderlich ist.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die Garnträger auf einem Transportband zu den Spinnstellen hin und von den Spinnstellen weg transportiert. Ein Transportband ist ein sehr einfach aufgebautes Transportmittel und aufgrund der Ausbildung der Garnträger mit einer zylindrischen Platte als Fuß ist gewährleistet, daß ein unproblematischer Transport der senkrechtstehenden, mit dem Garn bespulten spindelförmigen Teile, gewährleistet ist.
Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Garnträger im Abstand der Spinntöpfe voneinander auf dem Transportband angeordnet sind. Somit ist es möglich, beim Antransport der Spinntöpfe mit der Positionierung eines einzigen Garnträgers an einer Spinnstelle auch die übrigen Garnträger in einer richtigen Position zu den Spinntöpfen so anzuordnen, daß sie beim Absenken der Spinntöpfe zum Umspulen alle zentrisch von diesen umgeben sind. Dadurch ist gewährleistet, daß ein störungsfreies Umspulen von den Spinntöpfen auf die Garnträger möglich ist.
Um die Positionierung der Garnträger weiter zu erleichtern, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Durchmesser der zylindrischen Platten der Garnträger auf die Breite einer Spinnstelle abgestimmt ist. Selbst bei einem möglichen Verrutschen der Garnträger auf dem Transportband während des Transports ist es somit möglich, bei der richtigen Positionierung nur eines Garnträgers alle übrigen Garnträger ebenfalls richtig zu positionieren. Bei hintereinander angeordneten, aneinanderstoßenden Garnträgern stimmen dann die Abstände der spindelförmigen Teile zur Aufnahme des Garnkörpers zueinander mit den Abständen der Mittelachsen der Spinntöpfe voneinander überein. Die Durchmesser der zylindrischen Platten der Garnträger können so bemessen sein, daß sie von dem Transportband zum Umspulen in eine dafür vorgesehene Spulmaschine transportiert werden können.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung überdeckt im Bereich der Längsbewegung des Spinntopfs die für den Wechsel eines Garnträgers erforderliche Hubbewegung die den Spinnkuchen im Spinntopf aufbauende Hubbewegung. Sowohl für den Aufbau des Spinnkuchens als auch für das Anheben des Spinntopfs zum Wechsel der Garnträger wird ein und dieselbe Hubvorrichtung eingesetzt. Dadurch kann eine getrennte Hubvorrichtung, die nach dem Stand der Technik den oder die Fadenführer zum Aufbau des Spinnkuchens auf- und abbewegt, eingespart werden. Die Fadenführer können entsprechend der Erfindung jeweils ortsfest an den Spinnstellen angeordnet sein. Die Spinnbewegungen und die Hubbewegung des Spinntopfs beim Absenken oder Anheben zum Wechsel der Garnträger können so überlagert sein, daß beispielsweise der Spinntopf beim Beginn des Spinnens in seiner oberen Position steht und während des Aufbaus des Spinnkuchens abgesenkt wird, so daß er bei Beendigung des Spinnvorgangs und bei voll ausgebildetem Spinnkuchen bereits über einen bereitstehenden Garnträger abgesenkt ist, so daß ohne weitere Hubbewegungen aus dieser Position direkt auf den Garnträger umgespult werden kann. In einer anderen Variante kann der Spinntopf in seiner untersten Position stehen, wobei das Garn des Spinnkuchens bereits auf den zentrisch im Spinntopf befindlichen Garnträger umgespult ist. Beim Anheben des Spinntopfs wird mit der Aufwärtsbewegung des Spinntopfs bereits ein neuer Spinnvorgang eingeleitet, so daß im angehobenen Zustand des Spinntopfs sich wieder ein neuer Spinnkuchen auf der Wand des Spinntopfs befindet.
Anhand von Beispielen wird die Erfindung näher erläutert.

Fig. 1: zeigt den prinzipiellen Aufbau einer erfindungsgemäßen Topfspinnvorrichtung mit vier nebeneinanderliegenden Spinnstellen.
Fig. 2 und 3: zeigen schematisch einzelne Phasen beim Topfspinnen zweier unterschiedlich aufgebauter Spinnkuchen.
Fig. 4: zeigt eine weitere Variante eines Spinnkuchenaufbaus, dargestellt in Fig. 4a, wobei die Bildung anhand der Fig. 4b erläutert wird und Fig. 4c den Aufbau des umgespulten Spinnkuchens auf dem Garnträger zeigt.

In Fig. 1 ist ein Teil einer Spinnmaschine mit Topfspinnvorrichtungen 1 dargestellt. Es sind nur die zum Verständnis der Erfindung erforderlichen Merkmale dargestellt und beschrieben.
Die Topfspinnvorrichtung 1 umfaßt vier Spinnstellen 2a, 2b, 2c und 2d. Jeweils von einem Streckwerk, 3a bis 3d, das hier durch die Streckwerkswalzen angedeutet ist, wird ein Faserband 4a bis 4d verstreckt. Das Faserband kann, wie hier nicht dargestellt, aus Kannen oder von Flyerspulen geliefert werden. Von den Lieferwalzen 5a bis 5d wird das verzogene Faserband jeweils an den einzelnen Spinnstellen 2a bis 2d in einen Fadenführer 6a bis 6d gefördert. Die Fadenführer sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel ortsfest auf dem Rahmen 7 der Topfspinnvorrichtung befestigt. Sie ragen jeweils zentrisch, die Mittelachse der Spinntöpfe bildend, in die Spinntöpfe 8a bis 8d. Die Fadenführer können beispielsweise Rohre oder Führungsösen aus Draht sein.
Die Spinntöpfe 8a bis 8d sind gemeinsam auf einer im Schnitt dargestellten Trageinrichtung 9 nebeneinander angeordnet. Diese Trageinrichtung 9 ist vertikal auf- und abbewegbar und wird in Nutenführungen 10, die vertikal rechts und links der Spinnstellen in dem Rahmen 7 angeordnet sind, auf- und abwärts geführt. Die in der Ebene des Betrachters liegenden Führungen sind weggelassen.
Die Spinntöpfe können aber auch einzeln gelagert sein, so daß jeder Spinntopf, unabhängig von den benachbarten Spinntöpfen, einzeln angetrieben ist, sowohl für die Drehbewegungen als auch für die Hubbewegungen zum Aufbau des Spinnkuchens und zum Umspulen.
Die Auf- und Abwärtsbewegung der Trageinrichtung 9 erfolgt mit Hilfe eines Motors 12, dessen Ritzel 13 in eine Zahnstange 14 eingreift, die vertikal an der Trageinrichtung 9 im Bereich der rechten Nutenführung 10 befestigt ist. Über die Steuerleitung 15 ist der Motor 12 mit einer Steuereinrichtung 22 verbunden, mit der die Auf- und Abwärtsbewegung der Trageinrichtung 9 und damit der Spinntöpfe gesteuert wird.
Die Spinntöpfe 8a bis 8d sind dünnwandige Rohre. Ihre Lagerungen 16a bis 16d am unteren Rand sowie die Lagerungen 17a bis 17d am oberen Rand sind hier nur schematisch dargestellt. Damit soll keine Festlegung auf eine bestimmte Ausführungsform eines Lagers erfolgen.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Spinntöpfe 8a bis 8d als Läufer von Kurzschlußmotoren ausgebildet. Dazu können die Rohre 18a bis 18d der Spinntöpfe aus einem nichtmetallischem Material gefertigt sein, um die im Bereich des Stators des jeweiligen Antriebsmotors dünne Metallringe oder Hülsen 19a bis 19d als Kurzschlußläufer gelegt sind. Zum rotatorischen Antrieb der Spinntöpfe sind diese jeweils von einem Stator 20a bis 20d der Kurzschlußläufermotoren umgeben. Die Statorwicklungen und der Ring des Kurzschlußläufers der Spinntopfantriebe sind so angeordnet, daß sie sich gegenüberstehen.
Über Steuerleitungen 21a bis 21d stehen die jeweiligen Kurzschlußläufermotoren mit der Steuereinrichtung 22 in Verbindung, welche die Drehzahl der Kurzschlußläufermotoren und damit der Spinntöpfe steuert. Über die Steuerleitung 15 steht die Steuereinrichtung 22 mit dem Motor 12 zum Antrieb der Trageinrichtung 9 in Verbindung, damit die Spinntöpfe 8a bis 8d die für den Aufbau eines Spinnkuchens erforderlichen Hubbewegungen ausführen.
Fig. 1 zeigt die Trageinrichtung 9 in ihrer oberen Endstellung. Dadurch befinden sich auch die Spinntöpfe 8a bis 8d in ihrer oberen Endstellung. Da die Fadenführer 6a bis 6d im vorliegenden Ausführungsbeispiel ortsfest im Rahmen 7 der Topfspinnvorrichtung 1 angeordnet sind, stehen die Austrittsöffnungen 23a bis 23d der jeweiligen Fadenführer 6a bis 6d in Höhe des jeweiligen unteren Randes 24a bis 24d des jeweiligen Spinntopfs 8a bis 8d gegenüber. In dieser Stellung kann der Beginn des Aufbaus des Spinnkuchens erfolgen. Wie aus der Fig. 1 ersichtlich, reicht jeweils ein Faden 25a bis 25d aus den Austrittsöffnungen 23a bis 23d der jeweiligen Fadenführer 6a bis 6d auf die innere Wandung der Spinntöpfe im Bereich des unteren Randes 24a bis 24d der jeweiligen Spinntöpfe 8a bis 8d. Einige Fadenlagen der aufzubauenden Spinnkuchen 26a bis 26d sind bereits auf den Innenwandungen der Spinntöpfe 8a bis 8d abgelegt, wie aus der Fig. 1 ersichtlich.
Befindet sich die Trageinrichtung 9 in ihrer oberen Endstellung, ist es möglich, auf einer unterhalb der Spinnstellen angeordneten Transporteinrichtung, im vorliegenden Fall ein Transportband 27, Garnträger heranzutransportieren, auf die der als Spinnkuchen gesponnene Faden umgespult werden kann. Das Transportband 27 läuft in einer Rinne 28 und wird über eine Umlenkwalze 29 geführt, die von einem Antriebsmotor 30 angetrieben wird. Über eine Steuerleitung 31 steht dieser Motor mit der Steuereinrichtung 22 in Verbindung. Mit Hilfe dieser Steuereinrichtung wird unter anderem die Positionierung der Garnträger gesteuert.
Die Garnträger 32a bis 32d weisen jeweils einen spindelförmigen Teil 33a bis 33d zur Aufnahme des Garnwickels auf. Auf diesen spindelförmigen Teil wird der im Spinntopf befindliche Spinnkuchen umgespult. Die spindelförmigen Teile 33a bis 33d der Garnträger 32a bis 32d stehen jeweils senkrecht und zentrisch auf einer zylindrischen Platte 34a bis 34d der jeweiligen Garnträger.
Die spindelförmigen Teile 33a bis 33d zur Aufnahme des Garnwickels müssen genau zentrisch zu dem jeweiligen Spinntopf 8a bis 8d ausgerichtet stehen. Das heißt, sie stehen genau gegenüber dem jeweiligen Fadenführer 6a bis 6d. Damit eine ordnungsgemäße Ausrichtung der Garnträger gewährleistet ist, wird die Stellung der spindelförmigen Teile 33a bis 33d mit einem Sensor 35a bis 35d an der jeweiligen Spulstelle 2a bis 2d überwacht. Die Sensoren 35a bis 35d sind mit Signalleitungen 36a bis 36d mit der Steuereinrichtung 22 verbunden. Das Transportband wird so lange bewegt, bis daß die Garnträger mit ihren spindelförmigen Teilen genau auf die Sensoren ausgerichtet sind.
Die Durchmesser der zylindrischen Platten 34a bis 34d der jeweiligen Garnträger 32a bis 32d sind auf die Breite einer Spinnstelle abgestimmt. Bei hintereinander angeordneten, aneinanderstoßenden Garnträgern sind die Abstände der spindelförmigen Teile 33a bis 33d zur Aufnahme eines Garnkörpers zueinander mit den Abständen der Mittelachsen der Spinntöpfe voneinander gleich. Wenn der erste Garnträger richtig positioniert ist, das heißt, wenn sein spindelförmiger Teil zentrisch zum Spinntopf steht, werden auch die übrigen Garnträger richtig positioniert, wenn sie aneinanderstoßend auf dem Transportband angeordnet sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Garnträger in Pfeilrichtung 37 herantransportiert. Zur richtigen Positionierung des ersten herantransportierten Garnträgers 32d an der Spinnstelle 2d ist an der Rinne 28 eine mechanische Stoppvorrichtung 38 angeordnet. Von der Steuereinrichtung 22 wird über die Steuerleitung 39 die Stoppvorrichtung 38 aktiviert, wenn leere Garnträger herantransportiert werden. Dann reicht ein mechanischer Anschlag 40 in die Bahn der Garnträger und stoppt den ersten herangeführten Garnträger 32d positionsgenau zentrisch zum Spinntopf 8d. Die Ankunft des Garnträgers und richtige Position wird über den Sensor 35d festgestellt und über die Signalleitung 36d der Steuereinrichtung 22 gemeldet. Standen alle Garnträger aneinanderstoßend auf dem Transportband, sind damit alle übrigen Garnträger 32a bis 32d gleichzeitig an den ihnen zugedachten Spinnstellen 2a bis 2d eingetroffen und auch gleichzeitig positionsgenau ausgerichtet. Ist das nicht der Fall, bleibt der Antriebsmotor 30 zum Antrieb des Transportbandes 27 so lange eingeschaltet, bis daß die Garnträger vollzählig eingetroffen sind und aneinanderstoßend auf dem Band angeordnet sind. Durch den Anschlag 40 wird der zuerst eintreffende Garnträger 32d festgehalten, so daß das Band unter der Platte 34d weiterrutscht. Bei den nachfolgenden Garnträgern ist das ebenso der Fall. Erst wenn der Sensor 35a die Positionierung des spindelförmigen Teils 33a des Garnträgers 32a über seine Signalleitung 36a der Steuereinrichtung 22 mitteilt, wird über die Steuerleitung 31 der Antriebsmotor 30 der Umlenkrolle 29 des Transportbands 27 angehalten.
Stehen die Garnträger bereit, kann der Aufbau des Spinnkuchens beginnen, indem die Trageinrichtung 9 einer Ringbank an einer Ringspinnmaschine vergleichbar Hubbewegungen auf und ab ausführt, wie durch den Doppelpfeil 11 angedeutet. Dazu bewegt sich die Trageinrichtung 9 im vorliegenden Ausführungsbeispiel zusätzlich von oben nach unten, so daß der Spinnkuchen auf der Innenwandung der Spinntöpfe 8a bis 8d von unten nach oben aufgebaut wird. Nach Beendigung des Aufbaus des Spinnkuchens wird das jeweilige Streckwerk 3a bis 3d gestoppt, so daß eine Nachführung des Faserbandes verhindert wird. Ist der Spinnkuchen vollständig aufgebaut, befindet sich gleichzeitig die Trageinrichtung 9 in ihrer unteren Endstellung. In dieser Position drücken Klemmleisten 41, die sich an der Trageinrichtung 9 befinden, auf die zylindrischen Platten 34a bis 34d der Garnträger 32a bis 32d. Dadurch wird verhindert, daß sich beim Umspulen die Garnträger um ihre Achse drehen und dadurch das Umspulen des Garns beeinträchtigen.
Das Umspulen auf die Garnträger erfolgt automatisch und ist dem Umspulvorgang vergleichbar, wie er in der CH-PS 279 248 in den Fig. 7 bis 9 dargestellt ist. Befinden sich die Spinntöpfe 8a bis 8d jeweils in ihrer unteren Endstellung, so reichen die aus den Austrittsöffnungen 23a bis 23d der Fadenführer 6a bis 6d austretenden Fäden zu den jeweiligen oberen Rändern der Spinntöpfe. Dabei kommen sie in Kontakt mit den oberen Enden der spindelförmigen Teile 33a bis 33d der Garnträger 32a bis 32d. An diesen oberen Enden der spindelförmigen Teile können, wie hier nicht näher dargestellt, Fanghaken entsprechend der CH-PS 279 248 angeordnet sein, welche den Faden festhalten. Der Faden wird gefangen, getrennt und wickelt sich um den spindelförmigen Teil, so daß darauffolgend automatisch der Spinnkuchen von der Innenwand der jeweiligen Spinntöpfe auf die spindelförmigen Teile umgespult wird.
Nach dem Umspulen wird die Trageinrichtung 9 wieder in ihre obere Endstellung zurückverfahren und dadurch werden die Garnträger freigegeben. Die Stopvorrichtung 38 wird über die Steuereinrichtung 22 betätigt und zieht den Anschlag 40 zurück. Der Antrieb 30 des Transportbandes 27 wird eingeschaltet und die auf ihm befindlichen Garnträger 32a bis 32d werden zu einer hier nicht dargestellten Spulmaschine abtransportiert, um dort umgespult zu werden. Von dort können sie leer wieder zur Topfspinnvorrichtung zurückgeführt werden. Während der Übergabe des Fadens an die spindelförmigen Teile oder des Abtransports der Garnträger mit den Garnwickeln wird der zwischen den Fadenführern und den Garnträgern befindliche Faden von einer am Kopf der spindelförmigen Teile befindlichen Schneideinrichtung durchgeschnitten. Gleichzeitig werden mit dem Einschalten des Transportbands 27 die Streckwerke 3a bis 3d wieder eingeschaltet, so daß wieder Faserband über die Lieferwalzen 5a bis 5d in die jeweiligen Fadenführer 6a bis 6d eingespeist wird. Während des Abtransports der Garnträger wird durch die beginnende Förderung des Faserbandes das jeweils abgeschnittene Fadenende, das aus den Fadenführern reicht, in den Bereich der Wandungen der Spinntöpfe gebracht, so daß ein neuer Spinnvorgang eingeleitet wird.
Nach dem Abtransport der mit den Garnwickeln gefüllten Garnträger werden sofort leere Garnträger zu den Spinnstellen herangeführt, damit der nachfolgende Spinnvorgang mit geringstmöglicher Verzögerung eingeleitet werden kann.
Anhand der Fig. 2 und 3 wird die Arbeitsweise einer erfindungsgemäßen Topfspinnvorrichtung beispielhaft beim Aufbau von Spinnkuchen mit unterschiedlichen Fadenlagenorientierungen erläutert. Die Darstellungen sind rein schematisch und beschränken sich auf die zur Erläuterung der Arbeitsweise erforderlichen Merkmale. Die Fig. 2a bis 2f zeigen dieselbe Spinnstelle zu unterschiedlichen Zeitpunkten eines Spinnzyklus. In ihrer Ausgestaltung soll die Spinnstelle den Spinnstellen des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 gleichen.
In Fig. 2a steht an der Spinnstelle ein Garnträger 50 mit einem spindelförmigen Teil 51 zur Aufnahme des Garnwickels bereit. Der spindelförmige Teil 51 ist, wie in dem vorhergehenden Ausfführungsbeispiel, senkrechtstehend auf einer zylindrischen Platte 52 zentrisch angeordnet. Der Garnträger 50 ist mit einem Transportband 53 in Transportrichtung 54 zur Spinnstelle gebracht und dort positioniert worden. Oberhalb des Garnträgers 50 befindet sich der Spinntopf 55 in seiner obersten Stellung. In den Spinntopf ragt zentrisch, in seiner Mittelachse, der Fadenführer 56. Er ist ortsfest angeordnet. In den Fadenführer 56 wird mittels eines Lieferwerks 57, das hier nicht näher dargestellt ist, ein verstrecktes Faserband 58 gefördert, wie durch den Pfeil 59 angezeigt. Die Austrittsöffnung 61 des Fadenführers 56 steht in Höhe des unteren Randes 55a des Spinntopfs 55.
Der Spinntopf 55 rotiert mit konstanter Drehzahl, wie durch den Pfeil 60 angedeutet. Das aus der Austrittsöffnung 61 des Fadenführers 56 austretende Faserband lagert sich auf der Innenwand des Spinntopfs ab und erhält dadurch eine Garndrehung. Wie aus der Fig. 2a ersichtlich, legt sich der aus der Austrittsöffnung 61 des Fadenführers austretende Faden 62 in Lagen als Spinnkuchen 63 auf der Innenwand des Spinntopfs ab, beginnend am unteren Rand 55a des Spinntopfs 55.
Der Spinntopf führt im vorliegenden Ausführungsbeispiel neben der Rotation auch translatorische Bewegungen aus, die den Bewegungen einer Ringbank vergleichbar sind. Die Auf- und Abbewegungen, wie sie mit dem Pfeil 64 angedeutet sind, dienen dem Aufbau von Fadenlagen in Kegelform, wie sie beim Fadenlagenaufbau einer Spinnspule bekannt sind. Der Aufbau des Spinnkuchens erfolgt von unten nach oben, wobei sich der Spinntopf in Pfeilrichtung 65 abwärts bewegt.
Fig. 2b zeigt den Aufbau des Spinnkuchens in kegelmantelförmigen Lagen 66, wobei die Kegelspitze abwärts weist. Der Spinnkuchen ist bereits zur Hälfte fertiggestellt und entsprechend tief ist bereits der Spinntopf 55 über den spindelförmigen Teil 51 des Garnträgers 50 in Pfeilrichtung 65 abgesenkt worden.
Fig. 2c zeigt den Zeitpunkt der Fertigstellung des Spinnkuchens 63. Der Faserbandtransport ist gestoppt. Die letzte Fadenlage ist auf der Innenwand des Spinntopfs 55 aufgebracht. Die Abwärtsbewegung in Pfeilrichtung 65 des Spinntopfs wird aber noch so weit fortgesetzt, bis daß der Spinntopf die Position erreicht, wie sie in Fig. 2d dargestellt ist.
Während sich der Spinntopf 55 in seiner tiefsten Position befindet, beginnt das Umspulen des Spinnkuchens 63 auf den spindelförmigen Teil 51 des Garnträgers 50. Dazu wird zunächst der Garnträger 50 so arretiert, beispielsweise durch den Träger des Spinntopfs, wie durch die Pfeile 67 dargestellt, daß er keine Drehbewegungen während des Umspulens ausführen kann.
Der Umspulvorgang wird automatisch dadurch eingeleitet, daß der vom Spinnkuchen 63 zur Austrittsöffnung 61 des Fadenführers 56 verlaufende Faden 62 von dem oberen Ende des spindelförmigen Teils 51 erfaßt wird. Die Festlegung des Fadens kann beispielsweise durch ein hier nicht dargestelltes Fanghäkchen erfolgen. Gleichzeitig wird an dieser Stelle der Faden getrennt. Während der Spinntopf weiterrotiert, wickelt sich der Spinnkuchen auf den spindelförmigen Teil 51 des Garnträgers 50.
In Fig. 2e ist der Spinnkuchen vollständig auf den Garnträger umgespult, wobei der Garnwickel 68 einen Aufbau kegelförmiger Garnlagen zeigt, wie er von den Spinnspulen einer Ringspinnmaschine bekannt ist.
Fig. 2f zeigt die Einleitung eines erneuten Spinnvorgangs und den Abtransport des Garnwickels 68 auf dem Garnträger 50. Der Spinntopf 55 wird zurück in seine oberste Position gefahren, wie mit dem Pfeil 69 angedeutet. Ist die Aufwärtsbewegung 69 des Spinntopfs beendet, wird die Förderung des Faserbandes 58 wieder eingeschaltet, wie mit dem Pfeil 59 angedeutet. Das aus der Austrittsöffnung 61 des Fadenführers austretende Faserband 62 wird durch die Wirkung der Fliehkraft des Spinntopfs zu einem Faden gesponnen und auf der Wand zu einem neuen Spinnkuchen abgelegt, während der Garnträger 50 mit dem Garnwickel 68 in Transportrichtung 54 von dem Förderband 53 abtransportiert und durch einen leeren Garnträger ersetzt wird, womit sich der Kreis der Darstellungen schließt und wieder bei Fig. 2a beginnt.
In Fig. 3 wird eine zweite Variante zur Bildung eines Spinnkuchens erläutert.
In Fig. 3a rotiert der Spinntopf 70 in Pfeilrichtung 71 in seiner abgesenkten Position. Der obere Rand 72 ist konisch geformt. Die Konizität soll die Bildung einer kegelförmigen Spitze des Garnwickels auf dem Garnträger erleichtern. In den in der Mittelachse des Spinntopfs liegenden, ortsfest angeordneten Fadenführer 73 wird von einem Lieferwerk 74 ein verstrecktes Faserband 75 geliefert, wie durch den Pfeil 76 angedeutet. Von der Austrittsöffnung 77 des Fadenführers erstreckt sich an die Innenwand des Spinntopfs 70 ein Faden 78. Da der Spinnvorgang gerade erst eingesetzt hat, sind bisher nur einige Fadenlagen als Spinnkuchen 79 auf dem konischen Rand 72 des Spinntopfs 70 abgelegt worden.
Wie im vorhergehenden Beispiel führt der Spinntopf 70 ebenfalls Hubbewegungen aus, die mit den Bewegungen einer Ringbank einer Ringspinnmaschine vergleichbar sind. Dieses wird durch den Doppelpfeil 80 angedeutet. Diese Doppelhubbewegung zur Ausbildung der einzelnen Fadenlagen des Spinnkuchens 79 wird überlagert von der generellen Hubbewegung 81 des Spinntopfs.
In der Fig. 3b hat der Spinntopf seine obere Position erreicht. In dieser Position ist der Spinnkuchen 79 von oben nach unten aufgebaut fertiggestellt. Noch erstreckt sich der Faden 78 von der Austrittsöffnung 77 des Fadenführers 73 zur Innenwand des Spinntopfs 70. Die Austrittsöffnung 77 des Fadenführers 73 steht in dieser Position des Spinntopfs 70 dessen unteren Rand 70a gegenüber. Unterhalb des mit dem Spinnkuchen 79 gefüllten Spinntopfs 70 ist über ein Förderband 82 in Transportrichtung 83 ein Garnträger 84 herantransportiert und zentrisch unter dem Spinntopf positioniert worden. Auf den spindelförmigen Teil 85, der senkrecht und zentrisch auf einer zylindrischen Platte 86 steht, wird der Spinnkuchen 79 als Garnwickel 90 umgespult. Dazu wird der Spinntopf 70 in Pfeilrichtung 87 abwärtsbewegt und stülpt sich dabei über den spindelförmigen Teil 85 des Garnträgers 84.
In Fig. 3c hat der Spinntopf 70 seine unterste Position erreicht. Bevor der Umspulvorgang beginnt, wird der Garnträger 84 geklemmt, wie durch die Pfeile 88 angedeutet, damit beim Umspulen der Garnträger nicht in eine rotatorische Bewegung versetzt wird.
Während der Abwärtsbewegung des Spinntopfs in die hier gezeigte Position wird so lange Faserband 75 nachgeliefert, bis der Spinntopf 70 seine unterste Position erreicht hat. Dadurch entsteht ein spiralförmiger Fadenwickel 89 aufwärts. Der Faden 78 zieht sich von der Austrittsöffnung 77 des Fadenführers 73 über die obere Kante des spindelförmigen Teils 85 des Garnträgers 84. Wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen kann auch hier ein Fanghaken vorgesehen sein, der den Faden fängt, trennt und den Umspulvorgang auf den Garnträger einleitet. Der Ablauf des Umspulens ist bereits bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel näher erläutert worden.
In Fig. 3d ist der Spinnkuchen 79 als Garnwickel 90 auf den spindelförmigen Teil 85 des Garnträgers 84 umgespult. Die Klemmung 88 des Garnträgers 84 ist aufgehoben und eine Hubbewegung 91 zum Anheben des Spinntopfs 70 in seine obere Position wird eingeleitet.
Fig. 3e zeigt den Spinntopf 70 in seiner oberen Position, damit der Garnträger 84 mit dem Garnwickel 90 abtransportiert werden kann. Dazu wird das Förderband 82 in Transportrichtung 83 in Bewegung gesetzt.
Nach Abtransport des Garnträgers 84 wird der Spinntopf 70 wieder in seine untere Position zurückverfahren, wie in der Fig. 3f dargestellt. Die Fig. 3f entspricht der Fig. 3a. Sie zeigt den Beginn der Bildung des Spinnkuchens, indem das Lieferwerk 74 wieder eingeschaltet und das Faserband 75 in den Fadenführer 73 gespeist wird, wie durch den Pfeil 76 angedeutet. Der Faden 78 tritt aus dem Fadenführer aus und wird an der Innenwandung des Spinntopfs 70 erneut als Spinnkuchen abgelegt. Der weitere Verlauf ist bereits bei der Beschreibung der Fig. 3a erläutert.
Fig. 3g zeigt eine Abwandlung des Verfahrensablaufs. Statt, wie in Fig. 3e dargestellt und dort beschrieben, den Spinntopf ausschließlich zur Freigabe und zum Abtransport des Garnträgers 84 hochzufahren, verbleibt der Garnträger 84 mit seinem Garnwickel 90 im Spinntopf. Die Bildung des neuen Spinnkuchens erfolgt, vergleichbar wie in Fig. 3a beschrieben, indem der Spinntopf vom Garnträger 84 abgehoben wird. Bei dieser Verfahrensvariante wird eine Hub- und Senkbewegung des Spinntopfs eingespart. Der Wechsel des gefüllten Garnträgers gegen einen leeren erfolgt dann, wenn der Spinntopf mit seinem fertiggesponnenen Spinnkuchen in seiner oberen Position steht, wie es in 3b dargestellt ist.
Im Gegensatz zum vorhergehenden Ausführungsbeispiel sind die kegelförmigen Lagen 92 des Garnwickels 90 in ihrer Richtung entgegengesetzt den Lagen des Garnwickels 68.
Fig. 4 zeigt eine weitere Variante des Topfspinnverfahrens. Der Aufbau des Kuchens erfolgt an der Innenwand des Spinntopfes in Lagen, die mit zunehmender Kuchendicke einander an ihren Enden jeweils überdecken, indem, ausgehend von einem Anfangshub eines die Ablage des Fadens in dem Spinntopf bewerkstelligenden Fadenführers, der Hub mit wachsender Kuchendicke erhöht wird. Beim Umspulen ergibt sich dann automatisch eine Flyerwicklung mit lagenweisem Aufbau, bei der mit wachsender Wicklungsdicke die Lagenlänge abnimmt. Bei Fadenbruch ist das Fadenende leicht aufzufinden, weil es sich stets in der äußersten Lage des Kuchens befinden muß, und weil die äußerste Lage alle übrigen Lagen überdeckt.
Anhand der Fig. 4 wird die dritte Variante zur Bildung eines Spinnkuchens erläutert.
In Fig. 4a rotiert der Spinntopf 101 in Pfeilrichtung 102. In den Spinntopf 101 ragt, in der Mittelachse liegend, der Fadenführer 103. Durch ihn wird, wie durch den Pfeil 104 angedeutet, ein verstrecktes Faserband 105 von einem Lieferwerk 106 geliefert. Von der Austrittsöffnung 107 des Fadenführers erstreckt sich an die Innenwand des Spinntopfs 101 ein Faden 108.
Wie aus der Fig. 4a ersichtlich, ist der Aufbau des Spinnkuchens 109 beendet. Der Aufbau des Spinnkuchens erfolgt in einzelnen Lagen, 110, deren Enden 110a und 110b an der Innenwand des Spinntopfs 101 jeweils von der nächstfolgenden Lage, 111, überdeckt werden. Die letzte Fadenlage, 112, überdeckt die unmittelbar unter ihr liegende Lage, 111, und alle übrigen Lagen darunter.
Der Aufbau des Spinnkuchens erfolgt nach folgendem Verfahrensablauf:
Ausgehend von der Mittellinie m des Spinntopfs 101 wird auf der Innenwand des Spinntopfs zunächst eine Fadenlage 113 als Anfangslage gesponnen. Ausgehend von der Mittellinie m vollführt entweder der Spinntopf oder der Fadenführer dazu zunächst einen Anfangshub ha. Diese erste Garnlage 113 wird von der nachfolgenden Garnlage 114 vollständig überdeckt. Mit jedem weiteren Hub erfolgt eine Steigerung der Relativbewegung zwischen Spinntopf und Fadenführer, so daß mit wachsender Kuchendicke nach beiden Seiten hin der Hub größer wird. Somit wird eine Garnlage von der nächstfolgenden Garnlage vollständig überdeckt, wobei diese Garnlage jeweils immer auf der Innenseite des Spinntopfs endet.
In Fig. 4b ist die Steigerung der Relativbewegung zwischen Spinntopf 101 und Fadenführer 103, also der wachsende Hub h über die Zeit t, in einem Diagramm verdeutlicht. Dieses Diagramm zeigt den Verlauf der Hubhöhe h über die Zeit t. Ausgehend von der Mittellinie erfolgt zum Zeitpunkt Null ein Anfangshub ha. Entsprechend Diagramm Fig. 4b nimmt die Hublänge h zeitabhängig und damit auch mit anwachsender Kuchendicke symmetrisch zur Mittellinie m zu, innerhalb der Grenzkurven 115 und 116. Für die Fadenlage 110 ist beispielsweise eine Hublänge von h 110 erforderlich. Zum Ablegen der letzten Fadenlage 112 ist die Hublänge he erforderlich.
In Fig. 4a ist die Situation dargestellt, daß der Aufbau des Spinnkuchens beendet ist. Der Spinntopf 101 mit dem Spinnkuchen 109 wird zum Umspulen in Pfeilrichtung 117 auf einen Garnträger 118 abgesenkt. Das Umspulen soll auf einen spindelförmigen Teil 119 erfolgen, der senkrecht und zentrisch auf einer zylindrischen Platte 120 steht. Der Garnträger 118 ist auf einem Förderband 121 an die Spinnstelle transportiert und dort positioniert worden.
Zum Umspulen wird der Spinntopf 101 in Pfeilrichtung 117 abwärts bewegt und stülpt sich dabei über den spindelförmigen Teil 119 des Garnträgers 118. Für den Umspulvorgang wird der Garnträger 118 geklemmt, wie durch die Pfeile 122 in Fig. 4c angedeutet, damit beim Umspulen der Garnträger nicht in eine rotatorische Bewegung versetzt wird. Während des Umspulvorgangs wird die Zufuhr des Faserbands 105 durch den Fadenführer 103 gestoppt. Während des Umspulvorgangs rotiert der Spinntopf 101 weiterhin in Pfeilrichtung 102.
In Fig. 4c ist die Situation dargestellt, daß der Spinnkuchen vollständig von der Innenwand des Spinntopfs 101 auf den spindelförmigen Teil 119 des Garnträgers 118 umgespult worden ist. Wie aus der Fig. 4c ersichtlich, hat sich auf dem spindelförmigen Teil 119 ein Garnwickel 123 gebildet, dessen Wicklung nach Art einer Flyerspule aufgebaut ist, bei der alle Lagen 124 konzentrisch liegen. Jede der neu gebildeten Lagen ist kürzer als die vorgehende. Die Abstufung der einzelnen Lagen ist in der vorliegenden Darstellung übertrieben dargestellt, um den Aufbau zu verdeutlichen. So ist beispielsweise die Lage 125 länger als die darüberliegende Lage 126. Das Fadenende 127 liegt auf der obersten Lage und ist somit für die Weiterverarbeitung sofort greifbar. Es kann allerdings auch von der obersten Lage über sämtliche Fadenlagen hinweg auf das Kopfende des spindelförmigen Teils 119 als Anfangswindung, beispielsweise in einigen nebeneinanderliegenden Fadenwindungen, abgelegt werden.
Ein solcher Aufbau des Spinnkuchens, wie er in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist, hat den Vorteil, daß während des Spinnprozesses und während des Umspulprozesses jeweils der Faden auf der obersten Lage der Fäden stets frei zu liegen kommt und somit bei einem Fadenbruch leicht aufzufinden ist.
Nach Beendigung des Umspulvorgangs, wie er in Fig. 4c dargestellt ist, wird der Spinntopf 101 in Pfeilrichtung 128 von dem Garnträger 118 abgehoben. Darauf erfolgt ein erneuter Aufbau eines Spinnkuchens entsprechend dem beschriebenen Verfahren. Die Klemmung 122 der Platte 120 des Garnträgers 118 wird aufgehoben und der Garnträger 118 mit dem fertigen Garnwickel 123 mittels des Förderbands 121 der nächsten Verarbeitungsstation zugeführt.

Claims

Topfspinnvorrichtung (1), bei der ein Fadenführer (6a, 6b, 6c, 6d; 56; 73; 103) in einem Spinntopf (8a, 8b, 8c, 8d; 55; 70; 101) eintaucht und während des Spinnvorgangs eine Relativbewegung zwischen Spinntopf und Fadenführer erfolgt und der Faden (25a, 25b, 25c, 25d; 62; 78; 108) auf der Innenwand des Spinntopfs in Lagen als Spinnkuchen (26a, 26b, 26c, 26d; 63; 79; 109) abgelegt wird und der Spinnkuchen anschließend auf einen Garnträger (32a, 32b, 32c, 32d; 50; 84; 118) umgespult wird,
wobei der Spinntopf (8a, 8b, 8c, 8d; 55; 70; 101) in seiner Längsrichtung verschiebbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der oberen Endstellung des Spinntopfs die Austrittsöffnung (23a, 23b, 23c, 23d; 61; 77; 107) des Fadenführers (6a, 6b, 6c, 6d; 56; 73; 103) auf der Höhe des unteren Randes (24a, 24b, 24c, 24d; 55a; 70a) des Spinntopfs steht, daß in dieser Stellung des Spinntopfs senkrechtstehende Garnträger (32a, 32b, 32c, 32d; 50; 84; 118) zum Umspulen des Spinnkuchens (26a, 26b, 26c, 26d; 63; 79; 109) mit einer waagerecht angeordneten Transporteinrichtung (27; 53; 82; 121) an- und abtransportierbar sind, und daß der Spinntopf zum Umspulen des Spinnkuchens auf die Garnträger über die Garnträger absenkbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Garnträger (32a, 32b, 32c, 32d; 50; 84; 118) einen spindelförmigen Teil (33a, 33b, 33c, 33d; 51; 85; 119) zur Aufnahme des Garnwickels (68; 90; 123) aufweisen, der zentrisch auf einer zylindrischen Platte (34a, 34b, 34c, 34d; 52; 86; 120) senkrechtstehend angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Garnträger (32a, 32b, 32c, 32d; 50; 84; 118) auf einem Transportband (27; 53; 82; 121) zu den Spinnstellen (2a, 2b, 2c, 2d) hin und von den Spinnstellen wegtransportiert werden.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der zylindrischen Platten (34a, 34b, 34c, 34d) der Garnträger (32a, 32b, 32c, 32d) auf die Breite einer Spinnstelle (2a, 2b, 2c, 2d) abgestimmt ist und daß bei hintereinander angeordneten, aneinanderstoßenden Garnträgern die Abstände der spindelförmigen Teile (33a, 33b, 33c, 33d) zur Aufnahme des Garnkörpers zueinander mit den Abständen der Mittelachsen (6a, 6b, 6c, 6d) der Spinntöpfe (8a, 8b, 8c, 8d) voneinander übereinstimmen.
Topfspinnvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spinntopf (8a, 8b, 8c, 8d; 55; 70; 101) zu Erzeugung der Hubbewegungen (11; 64; 80; ha, h110, he) für den Spinnvorgang antreibbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Längsbewegungen des Spinntopfs (55; 70; 101) die für den Wechsel eines Garnträgers (50; 84; 118) erforderlichen Hubbewegungen (65, 69; 81, 87, 91; 117, 128) die den Spinnkuchen (63; 79; 109) im Spinntopf aufbauende Hubbewegungen (64; 80; h) überdecken.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Spinntopf (8a, 8b, 8c, 8d) und mindestens ein Antrieb (20a, 20b, 20c, 20d) für den mindestens einen Spinntopf auf einer vertikal bewegbaren Trageinrichtung (9) angeordnet sind und daß der Antrieb (12) der Trageinrichtung (9) zur Ausführung der Hubbewegungen (11) für den Spinnvorgang und für den Wechsel der Garnträger (32a, 32b, 32c, 32d) mit einer Steuereinrichtung (22) in Verbindung steht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbau des Spinnkuchens (109) an der Innenwand des Spinntopfs (101) in Lagen (110, 111, 112, 113, 114) erfolgt, wobei mit zunehmender Kuchendicke die Enden (110a, 110b) der vorhergehenden Lagen (110) jeweils durch die nachfolgenden Lagen (111) überdeckt sind, indem, ausgehend von einer Anfangslänge (ha), eine vorgegebene Relativbewegung (h) zwischen Fadenführer (103) und Spinntopf (101) mit wachsender Kuchendicke eine Steigerung symmetrisch nach beiden Seiten einer Mitteillinie (m), entsprechend der Steigung zweier Grenzkurven (115) und (116), kontinuierlich über den Verlauf der Spinnzeit (t) erfährt.