DE19926675A1 - Verfahren zum Offenend-Spinnen und Offenend-Spinnvorrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Offenend-Spinnen und eine Offenend-Spinnvorrichtung mit Faserlieferorganen, einem Spinnrotor (1) und einem luftführenden Faserzuführkanal zur Förderung von Einzelfasern von den Faserlieferorganen in das Innere des rotierenden Spinnrotors (1). Ein Detektor (11) an der Abzugsdüse (6) im Einmündungsbereich des Abzugsröhrchens (5), mit dem das Vorhandensein eines umlaufenden Fadens (13) detektierbar ist, ist mit einer Steuereinrichtung (10) gekoppelt, die beim Anspinnvorgang das Einbinden des Fadenendes (14) feststellt. Der weitere Verlauf des Anspinnvorgangs ist in Abhängigkeit vom Zeitpunkt des Einbindens steuerbar. DOLLAR A Die Erfindung dient der Verbesserung der Garnfestigkeit und der Gleichmäßigkeit des Fadens im Anspinnvorgang und damit der Optimierung des Spinnprozesses.

Description

Die Erfindung betrifft eine Offenend-Spinnvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Steuerung des Anspinnvorgangs nach Anspruch 7.

Der Anspinnvorgang ist für die Qualität des erzeugten Garnes und für die Produktivität der Spinnstelle von großer Bedeutung. Wie die Veröffentlichung Raasch et. al. "Automatisches Anspinnen beim Offenend-Rotorspinnen", MELLIAND Textilberichte 4/1998, Seiten 251 bis 256, ausführt, steigen mit zunehmendem Einsatz von Garnüberwachungsanlagen an Rotorspinnmaschinen die Anforderungen an die Gleichmäßigkeit der Anspinner. Auch an die Festigkeit der Anspinner werden gesteigerte Anforderungen gestellt, da zum Beispiel die Erhöhung der Eintragsleistung an den Webmaschinen größere Belastungen auf den Schußfaden bringt.

Der Anspinner weist auf einer Länge, die etwa gleich dem Rotorrillenumfang ist, charakteristische Dick- und Dünnstellen auf. Diese Dick- und Dünnstellen lassen sich durch gesteuerten Faserfluß und gezieltes Einbringen von Drehung so weit vermindern, daß sie für das Auge nicht mehr erkennbar sind.

Das zum Anspinnen vorbereitete Fadenende wird durch das Abzugsröhrchen der Spinnbox in den laufenden Rotor zurückgeführt. In der Rotorrille trifft es auf eine voreingespeiste Fasermenge, die gleichmäßig als Faserring auf den Rotorrillen-Umfang verteilt ist. Das Fadenende rotiert in der Rotorrille und bricht den Faserring auf. Auf einer Überlappungslänge von circa 20 mm verbinden sich die in die Rotorrille eingespeisten Fasern mit dem zurückgeführten Fadenende. Dieser Verbindungsvorgang wird als Einbinden bezeichnet. Nach dem Einbinden wird der Faden aus der Rotorrille abgezogen.

Um die Voraussetzungen für das automatische Herstellen guter Anspinner innerhalb geforderter enger Toleranzen zu schaffen sowie das automatische Anspinnen im Rahmen des Möglichen zu optimieren, ist es aus der DE 40 30 100 A1 bekannt, das den Anspinner enthaltene Fadenstück durch einen Sensor meßtechnisch abzutasten und das Auswertungsergebnis als Grundlage für die Änderungen der Kriterien, Parameter oder Sollwerte künftiger automatischer Anspinnvorgänge zu verwenden.

Um eine ausreichende Anspinnsicherheit und Festigkeit des Anspinners zu erhalten, muß er eine bestimmte Drehung erhalten. Daher verbleibt das Fadenende nach dem Anspinnen noch für eine bestimmte Anzahl von Rotorumdrehungen im Rotor. Die Verweilzeit des Fadenendes in der Rotorrille kann beispielsweise auf etwa 120 ms festgelegt sein. Nach Ablauf der Verweilzeit wird der Fadenabzug gestartet, und es erfolgt ein Hochlaufen der Rotordrehzahl, wobei die Garndrehung möglichst konstant gehalten wird. Die Abzugsgeschwindigkeit beim Start des Abzuges wird so gesteuert, daß sie sich auf einen Wert einstellt, der der momentanen Rotordrehzahl bei Einhaltung der gewünschten Garndrehung entspricht.

Die Anzahl der Rotorumdrehungen, von denen das Ausmaß der Anfangsdrehung im Bereich des Anspinners abhängt, ergibt sich aus der Rotordrehzahl und der Zeitdauer zwischen Einbinden und Beginn des Fadenabzugs. Der Zeitpunkt des Einbindens ist bedingt zufallsabhängig und nicht exakt vorherbestimmbar. Beispielsweise kann sich das Einbinden verzögern, wenn die voreingespeisten Fasern zu fest in die Rotorrille gepreßt sind, und es besonders bei feinen Garnen dem Fadenende mit seiner geringen Masse nur schwer gelingt, den Faserring aufzubrechen.

Je nachdem, ob das Einbinden früh oder spät erfolgt, ist die Drehung bei einer fest eingestellten Verweilzeit des Fadenendes im laufenden Rotor, wie sie sowohl in der DE 40 30 100 A1 als auch in der obenerwähnten Literaturstelle Raasch et. al. beschrieben wird, stärker oder schwächer. Eine etwas höhere Drehung im Vergleich zur normalen Garndrehung kann die Anspinnsicherheit und die Festigkeit des Anspinners verbessern. Eine starke Zunahme der Drehung bei frühem Einbinden kann zu sogenanntem Überdrehen und damit zu einer Reduzierung der Festigkeit des Anspinners führen. Bei sehr starker Überdrehung kann der Anspinner auseinanderfallen. Tritt ein Fadenbruch durch Überdrehung auf, wird der Anspinnvorgang gegebenenfalls automatisch wiederholt. Dies führt zu einem verzögerten Anlaufen und zu einer Minderung der Produktivität der Spinnstelle. Auch die Verwendung von Auswertungsergebnissen vorhergehender Anspinnvorgänge an der Spinnstelle nach DE 40 30 100 A1 vermag diese Mängel nicht zu beseitigen.

Aus der DE 26 21 900 A1 ist es bekannt, sehr nahe am Entstehungspunkt des Garnes beziehungsweise am Einbindebereich einen Fadenwächter anzuordnen, mit dem das Vorhandensein eines Fadens im Bereich der Einmündung des Garnabzugsrohres detektiert wird. Bei Fadenbruch wird das Abstellen der Faserzufuhr der Spinnstelle ausgelöst. Eine auf den Anspinnvorgang ausgerichtete Überwachung und Steuerung findet nicht statt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Garnüberwachung während des Anspinnvorganges so zu verbessern, daß der Spinnprozeß optimiert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 und des Anspruches 7 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Der Detektor einer erfindungsgemäßen Spinnvorrichtung ist mit einer Steuereinrichtung gekoppelt, die beim Anspinnvorgang das Einbinden des Fadenendes feststellt und mit der der weitere Verlauf des Anspinnvorgangs wenigstens zum Teil in Abhängigkeit vom Zeitpunkt des Einbindens steuerbar ist, wobei das Einbinden aufgrund des Beginns des Fadenumlaufes erkannt werden kann. Damit läßt sich die Drehung des Fadens gezielt so steuern, daß die Festigkeit des Anspinners und die Anspinnsicherheit verbessert wird und somit der Spinnprozeß automatisch optimiert werden kann. Zweckmäßig wird die Steuerung auch in Abhängigkeit von Material und Garnnummer vorgenommen. Die Steuervorrichtung kann als Rechner ausgebildet sein.

Ist der Detektor auf den Innenraum des Spinnrotors gerichtet, wobei der Detektionsbereich bevorzugt einen Teil der Rotorrille erfaßt, sind neben dem Fadenumlauf auch Veränderungen im Rotor sowie in der Rotorrille feststellbar. Diese können zum Beispiel aus in der Rotorrille festsitzenden Schalenteilchen oder Schwankungen der in der Rotorrille abgelegten Fasermenge bestehen, die Veränderungen des vom Detektor erfaßten Reflexlichtes bewirken. Der Detektor und eine Lichtquelle können zum Innenraum des Spinnrotors hin von einer einen Teil der Oberfläche der Abzugsdüse bildenden Abdeckung abgetrennt sein, wobei wenigstens die Abdeckung aus lichtdurchlässigem Material besteht. Alternativ kann die gesamte Abzugsdüse vorteilhaft aus lichtdurchlässigem Material bestehen und der zur Detektion erforderliche Strahlengang durch die Abzugsdüse hindurch erfolgen.

Die Erfindung ermöglicht eine Verbesserung der Garnüberwachung. Gemäß der Erfindung wird auf den Anspinnvorgang abhängig vom Zeitpunkt des Einbindens Einfluß genommen und dadurch eine Optimierung des Anspinnvorganges und somit auch des gesamten Spinnprozesses vorgenommen.

Das Anspinnen beginnt mit dem Rotorstart. Während des Rotorhochlaufes erfolgt kurzzeitig eine Voreinspeisung zurBildung eines Faserringes in der Rotorrille. Nach dem Abschalten der Voreinspeisung läuft die Fadenrückführung an und das Fadenende gelangt in den Rotor. Im weiteren Verlauf des Anspinnvorgangs wird die Fasereinspeisung in den Spinnrotor kurz vor dem Start des Fadenabzuges wieder eingeschaltet. Erfolgt die Steuerung in Abhängigkeit von dem vom Detektor erfaßten Fadenumlauf, kann der Zeitpunkt des Beginns der Fasereinspeisung und die Fasermenge dem vom Einbindezeitpunkt beeinflußten Start des Fadenabzuges angepaßt werden. Damit läßt sich die Gleichmäßigkeit des Fadens verbessern.

Sind der Detektor und die Steuereinrichtung der erfindungsgemäßen Offenend-Spinnvorrichtung derart ausgebildet, daß die Steuereinrichtung neben der Steuerung des Anspinnvorgangs auch zur Fehlererkennung geeignet ist, können Fehler direkt nach der Garnbildung detektiert werden und erforderliche Maßnahmen zu einem frühestmöglichen Zeitpunkt erfolgen.

Wird bei einer erfindungsgemäßen Offenend-Spinnvorrichtung das Vorhandensein eines umlaufenden Fadens im Einmündungsbereich des Abzugsröhrchens detektiert, die Umlauffrequenz des Fadens mit der Rotordrehzahl fortlaufend verglichen, der Zeitpunkt des Erreichens eines vorbestimmten Verhältnisses von Umlauffrequenz des Fadens und der Rotordrehzahl als Zeitpunkt des Einbindens des Fadenendes registriert und der Anspinnvorgang mindestens teilweise in Abhängigkeit vom detektierten Fadenumlauf gesteuert, kann die Fadenbildung gezielt in der gewünschten Weise beeinflußt werden. Das vorbestimmte Verhältnis von Umlauffrequenz des Fadens und der Rotordrehzahl wird vorteilhaft so gewählt, daß die Umlauffrequenz des Fadens bei einem Wert etwas unterhalb der Rotordrehzahl liegt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind den nachfolgend anhand der Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen entnehmbar.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Teilansicht einer Offenend-Spinnvorrichtung mit einem Detektor an der Abzugsdüse im Schnitt,

Fig. 2 eine Teilansicht der Offenend-Spinnvorrichtung im Schnitt mit einem auf die Rotorrille gerichteten Detektor.

In den Spinnrotor 1 der Fig. 1 werden über eine aus Vereinfachungsgründen nicht dargestellte, im Prinzip bekannte Faserspeisung Fasern gefördert und aufgrund der Rotationsbewegung des Spinnrotors 1 in der Rotorrille 2 als Faserring 3 gesammelt. Das Innere des Spinnrotors 1 wird von einer Faserkanalplatte 4 abgedeckt, die das Abzugsröhrchen 5 und eine Abzugsdüse 6 zentrisch haltert. Die Abzugsdüse 6 weist eine über eine Leitung 7 gespeiste Lichtquelle 8, die als Leuchtdiode ausgeführt ist, und einen über die Leitung 9 mit einer Steuereinrichtung 10 verbundenen Detektor 11 auf. Die Leitung 12 dient dem Datenaustausch und der Energieversorgung. Die Lichtquelle 8 und der Detektor 11 sind zur Mittelachse diametral entgegengesetzt im Einmündungsbereich der Abzugsdüse 6 angeordnet und auf die Mittelachse der Abzugsdüse 6 ausgerichtet.

In dem Abzugsröhrchen 5 befindet sich ein Faden 13, der mit seinem Fadenende 14 bis in die Rotorrille 2 reicht.

Nach einer Unterbrechung des Spinnprozesses an einer Spinnstelle, die zum Beispiel durch einen Fadenbruch verursacht sein kann, wird die Fortsetzung des Spinnprozesses durch einen Anspinnvorgang vorgenommen. Das Anspinnen beginnt mit dem Rotorstart. Während des Rotorhochlaufes erfolgt eine Voreinspeisung von Fasern in den Spinnrotor 1. Diese Fasermenge legt sich in bekannter Weise gleichmäßig über den Umfang der Rotorrille 2 verteilt als Faserring 3 ab. Das zum Anspinnen vorbereitete, durch das Abzugsröhrchen 5 in den laufenden Spinnrotor 1 zurückgeführte Fadenende rotiert in der Rotorrille 2 an den Fasern des auf den Rotorrillen-Umfang verteilten Faserringes 3. In einem Überlappungsbereich verbinden sich die Fasern des Faserringes 3 mit dem Fadenende 14, und der Faserring 3 wird aufgebrochen.

Dieser Verbindungsvorgang wird als Einbinden bezeichnet. Der Faden 13 wird anschließend aus der Rotorrille 2 abgezogen. Die zwischen dem Zeitpunkt des Einbindens und dem Beginn des Fadenabzugs verflossene Zeit sowie die der Rotordrehzahl in diesem Zeitraum entsprechende Anzahl von Umdrehungen bestimmen die Anfangsdrehung des Anspinners. Liegt keine Drehung vor oder ist diese zu gering, wird keine ausreichende Garnfestigkeit erreicht. Es kann Fadenbruch auftreten und ein erneutes Anspinnen notwendig werden. Die Fortsetzung des Spinnprozesses wird verzögert und gleichzeitig das Wechseln des Anspinnwagens zur nächsten anfordernden Spinnstelle gegebenenfalls verhindert. Damit wird die Produktivität der Spinnmaschine gesenkt. Ist die Drehung bei sogenanntem Überdrehen zu stark, führt dies zu einer Reduzierung der Festigkeit des Fadens 13 im Bereich des Anspinners. Bei sehr starker Überdrehung kann der Anspinner auseinanderfallen. In diesem Fall kann ebenfalls Fadenbruch mit den oben geschilderten nachteiligen Folgen eintreten.

Nach dem Stand der Technik, wie er zum Beispiel aus der DE 40 30 100 A1 oder der Literaturstelle Raasch et. al. bekannt ist, erfolgt der Start des Fadenabzuges nach einer voreingestellten festen Verweilzeit des Fadens in der Rotorrille von circa 120 ms. Abhängig von der Lage des Einbindezeitpunktes in der vorbestimmten Verweilzeit fällt die Anfangsdrehung stärker oder schwächer aus.

Durch das Einbinden läuft das Fadenende 14 mit der Drehzahl des Spinnrotors 1 um. Dabei passiert der Faden bei jeder Umdrehung des Spinnrotors jeweils die Lichtquelle 8 und den Detektor 11. Die Unterbrechung des Strahlenganges zwischen der Lichtquelle 8 und dem Detektor 11 erzeugt einen Impuls. Pro Umlauf des Fadens 13 werden dadurch zwei Impulse erzeugt, die von der Steuereinrichtung 10 registriert werden. Über die Leitung 12 erhält die Steuereinrichtung 10 Informationen über die Rotordrehzahl, die sie mit der Umlauffrequenz des Fadens 13 fortlaufend vergleicht. Der Zeitpunkt, an dem ein vorbestimmtes Verhältnis von Umlauffrequenz des Fadens 13 und der momentanen Rotordrehzahl erreicht wird, wird als Zeitpunkt des Einbindens registriert. Liegt der Zeitpunkt des Einbindens früh, wird der Start des Fadenabzuges entsprechend vorverlegt. Gleichzeitig wird die Faserzuspeisung den veränderten Bedingungen angepaßt und so eine Optimierung von Garngleichmäßigkeit und Garnfestigkeit vorgenommen.

Fig. 2 zeigt ebenfalls eine Offenend-Spinnvorrichtung mit Spinnrotor 1, Faserkanalplatte 4 und Abzugsröhrchen 5.

Abweichend von der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung bildet der Detektor 15 mit einer Lichtquelle 16 eine Baueinheit und ist derart in der Abzugsdüse 17 angeordnet, daß er gemeinsam mit der Lichtquelle 16 auf die Rotorrille 2 ausgerichtet ist. Die aus dem Detektor 15 und der Lichtquelle 16 bestehende Baueinheit ist über die Leitung 18 mit der Steuereinrichtung 19 verbunden. Die Leitung 20 dient der Energieeinspeisung und dem Datentransfer.

Der Detektor 15 erfaßt von der Lichtquelle 16 emittiertes und vom Faden 13 reflektiertes Licht. Beim Durchlauf des Fadens 13 durch den Detektionsbereich wird ein Impuls pro Umlauf erzeugt. Diese Impulse werden von der Steuereinrichtung 19 ausgewertet und mit den über die Leitung 20 eingehenden Informationen über die Rotordrehzahl verglichen. Entspricht die Umlauffrequenz des Fadens der Rotordrehzahl, wird, wie oben geschildert, verfahren.

Der Detektionsbereich umfaßt einen Teil der Rotorrille 2. Damit ist es möglich, zusätzlich Veränderungen in der Rotorrille 2 zu erkennen. Zum Beispiel kann das Festsetzen von Schalenteilen in der Rotorrille 2 erkannt und eine Prozedur zur Reinigung des Spinnrotors 1 eingeleitet werden. Schwankungen der in die Rotorrille 2 eingebrachten Fasermenge, die durch Änderungen in der Faserzuspeisung hervorgerufen werden, lassen sich ebenfalls durch die dadurch ausgelöste, veränderte Intensität des reflektierten Lichtes erkennen.

Der Detektor 15 oder die Lichtquelle 16 oder beide Elemente können auch an der Faserkanalplatte 4 angeordnet sein. Eine derartige Ausführung erlaubt eine Vereinfachung der Leitungsführung und der Handhabung beim Auswechseln der Bauteile.

Sowohl die Vorrichtung der Fig. 1 als auch die Vorrichtung der Fig. 2 ist bei entsprechender Ausbildung der Steuereinrichtung 10, 19 und der Verbindung mit aus Vereinfachungsgründen nicht dargestellten, im Prinzip bekannten Steuerelementen der Spinnstelle zur Erkennung von Fehlern und deren Behebung, zum Beispiel zur Erkennung und Behebung eines Fadenbruchs, geeignet.

Claims (7)

1. Offenend-Spinnvorrichtung mit Faserlieferorganen, einem Spinnrotor und einem luftführenden Faserzufuhrkanal zur Förderung von Einzelfasern von den Faserlieferorganen in das Innere des rotierenden Spinnrotors mit einem Abzugsröhrchen, dessen Einmündungsbereich eine Abzugsdüse aufweist, durch die der gebildete Faden mittels einer Abzugseinrichtung abgezogen wird, sowie einem Detektor im Bereich der Abzugsdüse, mit dem das Vorhandensein eines umlaufenden Fadens detektierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (11, 15) mit einer Steuereinrichtung (10, 19) gekoppelt ist, die beim Anspinnvorgang das Einbinden des Fadenendes (14) aufgrund des Beginns des Fadenumlaufes feststellt und mit der der weitere Verlauf des Anspinnvorgangs wenigstens zum Teil in Abhängigkeit vom Zeitpunkt des Einbindens steuerbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (15) auf den Innenraum des Spinnrotors (1) gerichtet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (15) so angeordnet ist, daß der Detektionsbereich einen Teil der Rotorrille (2) erfaßt.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (10, 19) zur Steuerung der in den Spinnrotor (1) während des Anspinnvorgangs eingespeisten Fasermenge ausgebildet ist, wobei die Steuerung in Abhängigkeit von dem vom Detektor (11, 15) erfaßten Fadenumlauf erfolgt.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzugsdüse (6) wenigstens teilweise aus lichtdurchlässigem Material besteht.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (11, 15) und die Steuereinrichtung (10, 19) derart ausgebildet sind, daß die Steuereinrichtung (10, 19) neben der Steuerung des Anspinnvorgangs auch zur Fehlererkennung geeignet ist.

7. Verfahren zur Steuerung des Anspinnvorgangs mittels der Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorhandensein eines umlaufenden Fadens (13) im Einmündungsbereich des Abzugsröhrchens (5) detektiert wird,

• - daß die Umlauffrequenz des Fadens (13) mit der Rotordrehzahl fortlaufend verglichen wird,
• - daß der Zeitpunkt des Erreichens eines vorbestimmten Verhältnisses von Umlauffrequenz des Fadens (13) und der Rotordrehzahl als Zeitpunkt des Einbindens des Fadenendes (14) registriert wird,
• - und daß der Anspinnvorgang mindestens teilweise in Abhängigkeit vom detektierten Fadenumlauf gesteuert wird.