Steuerung von Spinnstellen in einer Spinnmaschine

Abstract

 In einer Spinnmaschine mit einer Vielzahl von Spinnstellen weist jede Spinnstelle ein Garnbildungsmittel (6) und ein dem Garnbildungsmittel vorgeschaltetes Verfeinerungsmittel (1) auf. Jeder Spinnstelle wird ein Längsgebilde aus Stapelfasern zugeführt, das durch das Verfeinerungsmittel (1) verfeinert und durch das Garnbildungsmittel (6) zu einem Garn gesponnen wird. Jede Spinnstelle weist Sensormittel (10, 11) zur Erfassung der Fasermasse im zugeführten Fasermaterial und/oder im erstellten Garn auf. Ferner ist in jeder Spinnstelle mindestens ein Teil des Verfeinerungsmittels (1) unabhängig von anderen Spinnstellen antreibbar und steuerbar. Eine Steuer- und Kontrolleinheit (12) erzeugt anhand der in einer Spinnstelle erzeugten Messdaten bezüglich Fasermasse Steuerdaten für die unabhängig ansteuerbaren Teile des Verfeinerungsmittels (1) und steuert diese entsprechend. Zusätzlich kann zum gleichen Zwecke auch das Garnbildungsmittel (6) jeder Spinnstelle unabhängig von anderen Spinnstellen antreibbar und steuerbar sein, insbesondere, wenn das Garnbildungsmittel für ein Luftspinnverfahren ausgerüstet ist. Durch die Unabhängigkeit der Spinnstellen voneinander können die der Spinnmaschine zugeführten Faserlängsgebilde in der Spinnstelle direkt und kontinuierlich vergleichmässigt werden, wodurch vorgängige, diskontinuierlich durchgeführte Vergleichmässigungsschritte reduziert oder gegebenenfalls sogar eliminiert werden können.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung liegt auf dem Gebiete der Spinnereitechnik und betrifft eine Spinnmaschine nach dem ersten, unabhängigen Patentanspruch. Ferner betrifft die Erfindung eine Spinnereianordnung mit einer derartigen Spinnmaschine.

[0002] Handelsübliche Spinnmaschinen zur Herstellung von Garnen aus Stapelfasermaterial weisen eine Mehrzahl von Spinnstellen auf, beispielsweise zwei mal fünfzig Spinnstellen, die in zwei Reihen angeordnet sind. Jeder Spinnstelle wird das Fasermaterial in Form eines Längsgebildes (z.B. Faserbändchen, Lunte oder Vorgarn) üblicherweise aus einem entsprechenden Behälter (Kanne) oder von einer Spule zugeführt und in der Spinnstelle wird aus dem zugeführten Fasermaterial ein Garn gebildet.

[0003] Die eigentliche Garnbildung erfolgt beispielsweise durch Ringspinnen, Topfspinnen, Glockenspinnen, Friktionsspinnen, Rotoroffenendspinnen, Luftspinnen etc, wobei jede Spinnstelle die für die Garnbildung und das Aufspulen des gebildeten Garns notwendigen Vorrichtungsteile aufweist. Diese Vorrichtungsteile aller Spinnstellen werden üblicherweise über einen gemeinsamen Antrieb oder eine kleine Zahl von gemeinsamen Antrieben angetrieben und sind für einzelne Spinnstellen (Fadenbruch, Kannenwechsel) von diesem Antrieb abkoppelbar.

[0004] Vor der eigentlichen Garnbildung wird das zugeführte Längsgebilde des Fasermaterials in der Spinnmaschine beispielsweise durch Strecken oder Auflösen verfeinert. Für diese Verfeinerung weist die Spinnmaschine Verfeinerungsmittel auf, also Mittel zum Strecken derartiger Längsgebilde oder Mittel zum Auflösen derartiger Längsgebilde. Die Verfeinerungsmittel sind üblicherweise für alle Spinnstellen oder für eine Reihe von Spinnstellen gemeinsam vorgesehen, können aber auch, wie die Mittel zur Garnbildung pro Spinnstelle vorgesehen sein. Für den Antrieb der Verfeinerungsmittel wird üblicherweise wie für die Garnbildung ein einziger zentraler Antrieb vorgesehen oder eine kleine Anzahl von Antrieben, die je eine Antriebsfunktion der Verfeinerungsmittel übernehmen. Es ist aber auch bekannt, für jede Spinnstelle oder sogar in jeder Spinnstelle für jede Antriebsfunktion separate kleine Antriebe zu verwenden.

[0005] Mittel zur Verfeinerung vor der Garnbildung durch Strecken der zugeführten Faserlängsgebilde weisen beispielsweise drei in Serie angeordnete Zylinderpaare auf, die in Förderrichtung mit zunehmender Umfangsgeschwindigkeit angetrieben werden. Solche Zylinderpaare erstrecken sich beispielsweise entlang einer Reihe von Spinnstellen und werden beispielsweise über entsprechende Getriebe von einem einzigen Antrieb angetrieben oder es ist pro Zylinderpaar (Antriebsfunktion) je ein separater Antrieb vorgesehen. Im Sinne der oben erwähnten Spinnstellen-intern angetriebenen Verfeinerungsmittel werden in der Publikation DE-3932614 (Murata Kikai) Spinnstellen-eigene Streckwerke mit je einer Mehrzahl von Antrieben beschrieben, welche Streckwerke individuell einstellbar sind. Dadurch wird es möglich, auf derselben Spinnmaschine verschiedene Garne herzustellen oder gegebenenfalls den Streckvorgang an feine Spinnstellen-interne Verschiedenheiten individuell anzupassen.

[0006] Mittel zur Verfeinerung vor der Garnbildung durch Auflösen der zugeführten Faserlängsgebilde weisen beispielsweise für jede Spinnstelle eine Speisewalze, eine Auflösewalze und einen die Fasern in aufgelöstem Zustand von der Auflösewalze zur Garnbildung führenden Faserleitkanal auf. Dabei wird beispielsweise die Gesamtheit der Speisewalzen und die Gesamtheit der Auflösewalzen durch je einen gemeinsamen Antrieb angetrieben.

[0007] Die in den einzelnen Spinnstellen gebildeten Garne werden beispielsweise on-line oder periodisch sensorisch überwacht und Spinnstellen, die eine Fehlleistung erbringen, werden von gemeinsamen Antrieben entkoppelt. Dabei kann die Entkoppelung nur die Garnbildung oder zusätzlich auch die der Garnbildung vorgeschaltete Verfeinerung betreffen.

[0008] Es ist auch bekannt, die Garnbildung (z.B. bei Luftspinnverfahren) an jeder Spinnstelle on-line oder durch periodische Messungen zu überwachen und der Garnbildung dienende Maschinenteile während dem Spinnvorgang individuell zu regulieren oder einzustellen. Derartige Regulierungen oder Einstellungen betreffen beispielsweise die Luftzufuhr zu Spinndüsen oder die Drehzahl von Abzugswalzen, die stromabwärts von Spinndüsen angeordnet sind. Entsprechende Verfahren und Vorrichtungen sind beispielsweise beschrieben in den Publikationen EP-0289010 (Rieter) oder EP-0365931 (Schubert & Salzer).

[0009] An Garne, die mit den oben kurz beschriebenen Spinnmaschinen produziert werden, werden hohe Anforderungen gestellt, insbesondere an ihre Regelmässigkeit bezüglich Fasermasse pro Längeneinheit. Gemäss dem Stande der Technik werden diese hohen Anforderungen dadurch erfüllt, dass die Faserlängsgebilde, bevor sie der Spinnmaschine zugeführt werden, in einem Vergleichmässigungsverfahren, das vor allem mehrere, aufeinanderfolgende Zyklen von Mischen und Strecken beinhaltet, zu einem sehr hohen Grad vergleichmässigt werden. Dadurch wird erreicht, dass die den Spinnstellen zugeführten Längsgebilde die Anforderungen an die Regelmässigkeit bereits erfüllen und dass es dadurch genügt, die Verfeinerungs- und Spinnparameter während des Spinnvorganges konstant und insbesondere in jeder Spinnstelle im wesentlichen gleich zu halten.

[0010] Für die Vergleichmässigung des Fasermaterials vor dem Spinnen wird beispielsweise eine Mehrzahl von sogenannten Regulierstreckwerken eingesetzt, in denen eine Mehrzahl von einlaufenden Faserlängsgebilden (beispielsweise ab Karde oder ab vorgeschaltetem Regulierstreckwerk) gemischt und die Fasermischung gestreckt wird. Zur Vergleichmässigung der Fasermasse pro Längeneinheit wird anhand von Massenmessungen am Ein- und/oder Ausgang des Regulierstreckwerkes das Streckverhältnis gesteuert bzw. reguliert, dadurch, dass die Geschwindigkeit mindestes eines Zylinderpaares im Streckwerk verändert wird. Derartige Regulierstreckwerke beziehen die Faserlängsgebilde aus Vorratsbehältern (Kannen) und legen erzeugte Faserlängsgebilde auch wieder in Vorratsbehältern ab, aus denen die Faserlängsgebilde schlussendlich einer Spinnmaschine bzw. einer Spinnstelle zugeführt werden. Das Management dieser Vorratsbehälter ist sehr aufwendig, insbesondere wenn es vollautomatisch durchgeführt werden soll. Ohne Automatisierung oder mit nur teilweiser Automatisierung ist das Management der Vorratsbehälter personalintensiv und fehleranfällig.

[0011] Die Erfindung stellt sich nun die Aufgabe, eine Spinnmaschine zu schaffen, die Garne hoher Regelmässigkeit bezüglich Fasermasse pro Längeneinheit produzieren kann, auch wenn das den Spinnstellen zugeführte Fasermaterial eine weniger hohe solche Regelmässigkeit aufweist, als dies für bekannte Spinnmaschinen für dieselbe Garnqualität gefordert werden müsste.

[0012] Diese Aufgabe wird gelöst durch die Spinnmaschine, wie sie in den Patentansprüchen definiert ist.

[0013] Die erfindungsgemässe Spinnmaschine, die wie bekannte Spinnmaschinen eine Mehrzahl von Spinnstellen aufweist, ist derart ausgestaltet, dass mindestens der der effektiven Garnbildung vorgeschaltete Verfeinerungsschritt (z.B. Strecken oder Auflösen) für jede einzelne Spinnstelle anhand von an derselben Spinnstelle ermittelten Messdaten bezüglich Fasermasse pro Längeneinheit gesteuert und/oder reguliert wird. Dazu weist die erfindungsgemässe Spinnmaschine für jede Spinnstelle Sensormittel zur Erfassung von mindestens einer mit der Fasermasse pro Längeneinheit korrelierten Eigenschaft des zugeführten Fasermaterials und/oder des erzeugten Garnes auf sowie Verfeinerungsmittel, die mindestens zum Teil anhand der durch die Sensormittel erfassten Messdaten Spinnstellen-spezifisch gesteuert und/oder reguliert werden. Gegebenenfalls wird auch die der Verfeinerung nachgeschaltete Garnbildung anhand der Messdaten Spinnstellen-spezifisch gesteuert bzw. reguliert.

[0014] In einer derartig ausgerüsteten Spinnmaschine wird es möglich, mindestens einen Teil der Vergleichmässigung bezüglich Fasermasse pro Längeneinheit in jeder Spinnstelle direkt und kontinuierlich durchzuführen, so dass sich mindestens ein Teil der gemäss dem Stande der Technik diskontinuierlich (mit Hilfe von Kannen oder Spulen) durchgeführten Vergleichmässigungsschritte erübrigt. Gegebenenfalls wird es sogar möglich, auf diskontinuierlich durchgeführte Vergleichmässigungsschritte ganz zu verzichten, wodurch ein vollständig kontinuierlich durchführbares Spinnverfahren in den Bereich des Möglichen gerückt wird.

[0015] Wenn die Faserlängsgebilde den Spinnstellen der erfindungsgemässen Spinnmaschine im Sinne eines kontinuierlichen Spinnverfahrens direkt zugeführt werden und wenn zwischen vorgeschalteten, die Faserlängsgebilde liefernden Vorrichtungen und Spinnstellen beispielsweise Bereiche mit freiem Durchhang der Faserlängsgebilde als Puffer vorgesehen werden, ist es auch möglich, innerhalb von Grenzen, die durch das Spinnverfahren und durch die Ausbildung der Spinnstelle vorgegeben sind, die Leistung der einzelnen Spinnstellen an den Füllstand der Puffer oder an die Leistung der vorgeschalteten Vorrichtung anzupassen. Dazu wird eine Spinnstelle als ein Ganzes für eine Erhöhung oder Senkung ihrer Leistung angesteuert. Als Pufferspeicher für eine direkte Verbindung einer ein Faserlängsgebilde liefernden Vorrichtung und einer Spinnstelle der erfindungsgemässen Spinnmaschine vorzusehender Pufferspeicher kann beispielsweise der eine Karde und ein Regulierstreckwerk verbindende Pufferspeicher, der aus der Publikation WO-99/11847 bekannt ist, entsprechend angepasst werden.

[0016] Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Spinnmaschine besteht darin, dass für das Anspinnen (nach Fadenbruch oder Kannenwechsel) Verfeinerungsmittel und gegebenenfalls auch Garnbildungsmittel einen Anspinn-Zyklus durchlaufen können, der von anderen Spinnstellen vollständig unabhängig ist und in dem die Geschwindigkeiten von bewegten Teilen beispielsweise kontinuierlich steigen. Dadurch wird das Anspinnen bedeutend problemloser als mit Maschinen gemäss dem Stande der Technik, in denen bewegte Teile beim Anspinnen lediglich an einen mit konstanter Geschwindigkeit laufenden Antrieb angekoppelt werden können, was zu einer stufenförmigen oder mindestens sehr steilen Erhöhung der entsprechenden Geschwindigkeiten führt.

[0017] Im einfachsten Falle erfassen Sensormittel der erfindungsgemässen Spinnmaschine für jede Spinnstelle die Fasermasse im Bereiche des Eingangs des Verfeinerungsmittels und wird die Einlaufgeschwindigkeit zum Verfeinerungsmittel durch entsprechende Steuerung des Verfeinerungsmittels entsprechend variiert. Weitere, ebenfalls anwendbare Steuerverfahren sind von Regulierstreckwerken oder Karden bekannt und sind üblicherweise als Regulierung (closed loop control) mit vom Stellglied stromabwärts angeordnetem Messglied und/oder als Steuerung (open loop control) mit vom Stellglied stromaufwärts angeordnetem Messglied realisiert. Dabei werden mit der Regulierung üblicherweise relativ langwellige Schwankungen ausgeglichen und mit der Steuerung relativ kurzwellige Schwankungen.

[0018] Zum Ausgleichen von durch die Sensormittel erfassten Unregelmässigkeiten oder Schwankungen der Fasermasse wird in der Spinnstelle im wesentlichen der Verzug der Fasermasse variiert, dadurch, dass die Einlaufgeschwindigkeit der Fasermasse in die Spinnstelle und/oder die Auslaufgeschwindigkeit des Garnes aus der Spinnstelle entsprechend gesteuert bzw. reguliert wird.

[0019] Bei einer Einlaufsteuerung werden die Faserlängsgebilde den Spinnstellen vorteilhafterweise aus Kannen oder ab Spulen zugeführt, so dass Vorrichtungen, die die Faserlängsgebilde liefern, von Schwankungen der Einlaufgeschwindigkeit in die Spinnstellen nicht beeinflusst werden.

[0020] Für eine Auslaufsteuerung ist zusätzlich zum Verfeinerungsmittel auch das Garnbildungsmittel steuerbar auszubilden. Dies ist in relativ weiten Grenzen und mit einer relativ hohen Geschwindigkeit insbesondere möglich für Luftspinnverfahren, für die Garneigenschaften in relativ weiten Grenzen von der Spinngeschwindigkeit unabhängig sind und in denen für eine Veränderung der Spinngeschwindigkeit keine grossen Massen beschleunigt bzw. abgebremst werden müssen (kleine Trägheit). Derartige Luftspinnverfahren können falschdrehend oder mindestens teilweise echtdrehend (sogenannte Vortex-Spinnverfahren) sein und werden üblicherweise mit Hilfe einer Spinndüse und eines Abzugszylinderpaars durchgeführt. Die Faserdrehung wird in der Spinndüse durch ein der Düse zugeführtes Fluid erzeugt. Für eine Veränderung der Spinngeschwindigkeit und/oder des Spinnverzugs sind das Abzugszylinderpaar und die Fludizufuhr entsprechend zu steuern. Ein Luftspinnverfahren, das sich für eine Spinnstellen-interne Auslaufregulierung, wie sie oben kurz beschrieben ist, insbesondere eignet, ist beispielsweise beschrieben in der Schweizer Patentanmeldung 1845/00 (Anmeldedatum: 22. September 2000).

[0021] Ringspinn-, Offenend- und Friktionsspinnverfahren eignen sich weniger gut für die oben beschriebene Auslaufregulierung, da für diese Verfahren die Garneigenschaften in nur schmalen Bereichen von der Spinngeschwindigkeit unabhängig sind. Einen breiteren Bereich, in dem die Garneigenschaften von der Spinngeschwindigkeit unabhängig sind, weist noch das Topfspinnverfahren auf. Dieses Verfahren ist allerdings wegen der relativ grossen, rotierenden Massen trotzdem für eine Auslaufregulierung nicht sehr geeignet.

[0022] Bekannte Steuer- bzw. Regulierverfahren zur Vergleichmässigung von Fasermassen, die für Regulierstreckwerke oder Karden ausgelegt sind, sind für Verfeinerungsmittel von einzelnen Spinnstellen der erfindungsgemässen Spinnmaschine entsprechend anwendbar und dazu notwendige Maschinenteile lassen sich von einem Fachmann problemlos an die erfindungsgemässe Anwendung anpassen. Derartige Steuer- und Regulierverfahren sind beispielsweise beschrieben in den folgenden Publikationen: WO-99/66113 (Rieter, Regulierstreckwerk), EP-176661 (Zellweger, Regulierstreckwerk), US-4864694 oder US-4506414 (Zinser, Regulierstreckwerk), EP-340756 (Trützschler, Regulierstreckwerk), EP-649923 (Howa, Regulierstreckwerk), DE-3703450 und DE-3703449 (Trützschler, Karde).

[0023] Beispielhafte Ausführungsformen der erfindungsgemässen Spinnmaschine werden anhand der folgenden schematischen Figuren im Detail beschrieben. Alle Figuren zeigen jeweils nur eine Spinnstelle der erfindungsgemässen Spinnmaschine. Die gesamte Spinnmaschine weist eine Mehrzahl derartiger, in mindestens einer Reihe angeordneter Spinnstellen auf. Von den Figuren zeigen:

Figur 1

eine beispielhafte Spinnstelle mit Spinnstellen-eigenem Streckwerk und Spinnstellen-eigener Steuerung und Regulierung des Streckwerkes (Einlauf) zur Vergleichmässigung der Fasermasse pro Längeneinheit des in der Spinnstelle erzeugten Garnes;

Figur 2

eine weitere, beispielhafte Spinnstelle mit Spinnstellen-eigenem Streckwerk und Spinnstellen-eigener Steuerung und Regulierung des Streckwerkes und der Garnbildung (Auslauf) zur Vergleichmässigung der Fasermasse pro Längeneinheit des in der Spinnstelle erzeugten Garnes;

Figur 3

eine weitere, beispielhafte Spinnstelle mit Spinnstellen-eigenem Streckwerk und Spinnstellen-eigener Steuerung und Regulierung des Streckwerkes und der Garnbildung (Einlauf und Auslauf) zur Vergleichmässigung der Fasermasse pro Längeneinheit des in der Spinnstelle erzeugten Garnes;

Figur 4

weitere mögliche Sensorpositionen für Spinnstellen gemäss Figuren 1 bis 3;

Figur 5

eine beispielhafte Spinnstelle mit Spinnstellen-eigener Anordnung zur Auflösung eines zugeführten Faserverbandes und Spinnstellen-eigener Steuerung und Regulierung der Auflösemittel und der Garnbildung (Einlauf und Auslauf) zur Vergleichmässigung der Fasermasse pro Längeneinheit des in der Spinnstelle erzeugten Garnes;

Figur 6

weitere mögliche Sensorpositionen für Spinnstellen gemäss Figur 5.

[0024] Figur 1 zeigt sehr schematisch eine Spinnstelle einer beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemässen Spinnmaschine. Die Spinnstelle weist als Spinnstelleninternes Verfeinerungsmittel ein eigenes Streckwerk 1 (Verfeinerungsmittel 1) mit beispielsweise drei Zylinderpaaren (Einlaufzylinder 2, Mittelzylinder 3 mit Riemchen 4 und Auslaufzylinder 5) auf. Ferner weist die Spinnstelle ein Garnbildungsmittel 6, das beispielsweise für ein Luftspinnverfahren im wesentlichen aus einer Düsenanordnung 7 und einem Paar von Abzugszylindern 8 besteht, sowie eine Garnspuleinrichtung 9 auf. Stromaufwärts von den Einlaufzylindern 2 des Streckwerkes 1 ist ein erster Massensensor 10 vorgesehen, der die Fasermasse des dem Streckwerk 1 zugeführten Faserlängsgebildes erfasst. Zwischen Abzugszylinderpaar 8 und Garnspule 9 ist ein zweiter Massensensor (sogenannter Garnreiniger) vorgesehen, der die Fasermasse des erstellten Garnes erfasst. Die von den Sensoren 10 und 11 erzeugten Messdaten werden einer Steuer- und Kontrolleinheit 12 zugeführt.

[0025] Einlaufzylinder 2 und Mittelzylinder 3 des Streckwerkes 1 werden von einem ersten Motor M.1 derart angetrieben, dass das Faserlängsgebilde zwischen diesen Zylinderpaaren einen gleichbleibenden Vorverzug erfährt. Die Drehzahl des Motors M.1 ist variabel und wird durch einen Drehzahlsensor Z.1 erfasst. Der Motor M.1 wird mittels Steuerdaten, die von der Steuer- und Kontrolleinheit 12 anhand der Messdaten der Sensoren 10 und 11 erzeugt werden, gesteuert. Auslaufzylinder 5 des Streckwerkes 1 und Abzugszylinder 8 des Garnbildungsmittels 6 werden von einem weiteren Motor M.2 angetrieben, derart, dass ihre Umfangsgeschwindigkeiten ein für die vorliegende Garnbildung geeignetes Verhältnis (Spinnverzug) aufweisen. Die Drehzahl dieses weiteren Motors M.2 wird vom Drehzahlsensor Z.2 erfasst und mit geeigneten Mitteln konstant gehalten.

[0026] Die Streckanordnung gemäss Figur 1 entspricht im wesentlichen einer Anordnung, wie sie aus Regulierstreckwerken an sich bekannt ist. Die Steuer- und Kontrolleinheit 12 verarbeitet in von Regulierstreckwerken an sich bekannter Art die Messdaten der Sensoren 10 und 11 zu Steuersignalen anhand deren die Drehzahl des ersten Motors M.1 reguliert wird. Dadurch werden mit einer geeigneten Verzögerung durch den Sensor 10 detektierte Unregelmässigkeiten in der Fasermasse ausgeglichen durch Variation der Einlaufgeschwindigkeit (Einlaufzylinder) und Variation des Verzuges zwischen Mittelzylindern 3 und Auslaufzylindern 5 (Stelle variablen Verzugs 20). Mit Hilfe dieser Steuerung können insbesondere kurzwellige Unregelmässigkeiten vergleichmässigt werden. Unregelmässigkeiten betreffend Fasermasse, die vom stromabwärts angeordneten Sensor 11 am fertigen Garn detektiert werden, werden in derselben Art weiterverarbeitet, wobei es sich hier um eine Regulierung handelt, die keine kurzwelligen Unregelmässigkeiten vergleichmässigen kann.

[0027] Die in der Figur 1 dargestellte Spinnstelle weist also ein in bekannter Weise gesteuertes bzw. reguliertes Streckwerk auf, wobei die Einlaufgeschwindigkeit variiert wird und die Auslaufgeschwindigkeit konstant ist, das heisst, die Garnbildung mit konstanter Liefergeschwindigkeit betrieben werden kann. Dies schliesst nicht aus, dass die Garnbildung selbst oder das erstellte Garn bezüglich weiterer Qualitätsmerkmale (nicht Regelmässigkeit bezüglich Fasermasse) sensorisch überwacht werden kann und Parameter dieser Garnbildung (z.B. Luftströmung in einer Spinndüse) entsprechend variiert werden kann.

[0028] Eine erfindungsgemässe Spinnmaschine weist also eine grosse Zahl (beispielsweise zweihundert) Spinnstellen auf, die alle ausgerüstet sind wie beispielsweise die in der Figur 1 dargestellte Spinnstelle. Dabei können an den weiteren Motor M.2 die Gesamtheit der Spinnstellen oder eine Mehrzahl davon angekoppelt sein und auch die Steuer- und Kontrolleinheit 12 kann der Gesamtheit der Spinnstellen oder einer Mehrzahl davon dienen. Jeder Spinnstelle einzeln zugeordnet sind mindestens die Paare von Einlaufzylindern 2 und Mittelzylindern 3 des Streckwerkes, die Sensoren 10 und 11 und der erste Motor M.1 oder ein diesen Motor ersetzendes, stufenlos ansteuerbares Getriebe zwischen einem zentralen Antrieb und jeder Spinnstelle.

[0029] Für die Integration einer Spinnmaschine mit Spinnstellen gemäss Figur 1 in einer Spinnereianordnung werden die Faserlängsgebilde den Spinnstellen aus Vorratsbehältern zugeführt. Eine direkte und kontinuierliche Zuführung beispielsweise ab Karde oder ab einem Regulierstreckwerk ist nur möglich, wenn zwischen der Spinnstelle und der vorgeschalteten Vorrichtung ein Puffer mit einer genügend grossen Pufferkapazität angeordnet ist, mit welchem Puffer Variationen in der Einlaufgeschwindigkeit in das Streckwerk überbrückt werden können, ohne dass auch die vorgeschaltete Vorrichtung entsprechend angesteuert werden muss. Ein solcher Puffer kann einfach als freier Durchhang des Faserlängsgebildes konzipiert sein, welcher Durchhang sensorisch überwacht wird. Bei Überschreiten einer unteren oder oberen Grenze der Pufferkapazität wird die Spinnstelle gestoppt oder eine vorgeschaltete Vorrichtung (Karde, Streckwerk) entsprechend angesteuert, damit deren Liefergeschwindigkeit an den Füllstand des Puffers und/oder an die Einlaufgeschwindigkeit in das Spinnstellen-interne Streckwerk angepasst wird.

[0030] Eine gemäss Figur 1 Spinnstellen-intern geregelte Streckung und konstante Garnbildung ist anwendbar insbesondere für Spinnverfahren, für die eine Veränderung der Liefergeschwindigkeit der Garnbildung eine Veränderung der Garneigenschaften bedingen würde oder für die eine relativ schnelle Änderung der Liefergeschwindigkeit der Garnbildung aus mechanischen Gründen nicht möglich ist. Solche Spinnverfahren sind aus verschiedenen Gründen, wie bereits weiter oben erwähnt, beispielsweise Ringspinnverfahren, Friktionsspinnverfahren, Topfspinnverfahren, Glockenspinnverfahren und Offenend-Rotorspinnverfahren.

[0031] Figur 2 zeigt wiederum eine Spinnstelle mit Spinnstellen-internem Streckwerk 1 und Garnbildungsmittel 6 für eine erfindungsgemässe Spinnmaschine, wie sie in der Figur 1 dargestellt ist. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Im Unterschied zur Spinnstelle gemäss Figur 1 wird in dieser Ausführungsform der erste Motor M.1 mit konstanter Drehzahl betrieben und wird der weitere Motor M.2 entsprechend angesteuert. Mit anderen Worten werden also Unregelmässigkeiten bezüglich Fasermasse, die von den Sensoren 10 und 11 detektiert werden, ausgeglichen durch Variation der Auslaufgeschwindigkeit (Auslaufzylinder 5) aus dem Streckwerk, was entsprechende Variationen der Liefergeschwindigkeiten des Garnbildungsmittels 6 bedingt. Also auch die Geschwindigkeiten der Abzugszylinder 8 (gemäss Figur 2 für einen konstanten Spinnverzug antriebmässig an die Auslaufzylinder 5 gekoppelt) und der Aufspulung 9 sowie gegebenenfalls Garnbildungsparameter (Fluidzufuhr zu Spinndüse) müssen variabel und von durch die Steuer- und Kontrolleinheit 12 generierte Steuersignale ansteuerbar sein, wie dies in der Figur 2 durch entsprechende Pfeile angedeutet ist.

[0032] Eine Steuerung/Regulierung der Spinnstellen einer erfindungsgemässen Spinnmaschine mit Spinnstellen gemäss Figur 2 eignet sich insbesondere für eine direkt und kontinuierlich Zuführung von Faserlängsgebilden zu den Spinnstellen und für Spinnverfahren, deren Liefergeschwindigkeit ohne Beeinflussung der Garneigenschaften in einem relativ weiten Bereich variabel ist. Solche Spinnverfahren sind, wie bereits weiter oben erwähnt, insbesondere Luftspinnverfahren. Da die Einlaufgeschwindigkeit zum Spinnstellen-internen Streckwerk konstant ist, kann auf eine Pufferung vor diesem Einlauf oder mindestens auf eine grosse Pufferkapazität verzichtet werden.

[0033] Figur 3 zeigt eine Spinnstelle für eine erfindungsgemässe Spinnmaschine, in welcher Spinnstelle die Steuerung/Regulierung gemäss Figuren 1 und 2 im wesentlichen kombiniert sind. Während die Motoren M.1 und M.2 variable Drehzahlen haben und von der Steuer- und Kontrolleinheit 12 angesteuert werden, wird lediglich das Mittelzylinderpaar 3 von einem dritten Motor M.3 mit konstanter Drehzahl betrieben. Es ergeben sich daraus zwei Stellen variablen Verzugs 20 und 20'. Für eine derartige Steuerung/Regulierung der Spinnstellen sind Grenzwerte vorzugeben für den ersten variablen Verzug, den zweiten variablen Verzug, die Spinngeschwindigkeit, weitere Spinnparameter sowie gegebenenfalls für Pufferkapazitäten stromaufwärts vom Streckwerk 1. Der Betrieb jeder Spinnstelle ist innerhalb der vorgegebenen Grenzen zu halten oder einzustellen, wenn ein Betrieb ohne Grenzüberschreitungen nicht möglich ist. Die Steuereinheit kann ferner die Liefergeschwindigkeit einer der Spinnmaschine vorgeschalteten Vorrichtung (Karde oder Streckwerk), die mehrere Spinnstellen direkt und kontinuierlich mit Fasermaterial beliefert, derart steuern, dass die Kapazität optimal ausgenützt ist, das heisst, dass die vorgeschaltete Vorrichtung und die Spinnstellen derart betrieben (bzw. nicht betrieben für Spinnstellen) werden, dass der Ausstoss an Garn maximal ist.

[0034] In der Spinnstelle gemäss Figur 3 kann anstelle des Vorverzugs (Stelle variablen Verzugs 20') oder zusätzlich dazu auch der Spinnverzug (Stelle variablen Verzugs 20") mit in die Steuerung aufgenommen werden. Dazu werden das Auslaufzylinderpaar 5 des Streckwerkes 1 und das Abzugszylinderpaar 8 des Garnbildungsmittels 6 antriebsmässig voneinander entkoppelt, beispielsweise dadurch, dass sie von separaten Motoren betrieben werden (Motor M.4, strichpunktiert).

[0035] Die Spinnstelle gemäss Figur 3 eignet sich auch für eine Leistungsvariation der Spinnstelle ans Ganzes zur Anpassung dieser Leistung an die Lieferleistung einer vorgeschalteten, das zu verspinnende Faserlängsgebilde liefernden Vorrichtung oder zum Anspinnen.

[0036] Figur 4 zeigt nochmals eine Spinnstelle mit Spinnstellen-internem Streckwerk 1 für eine erfindungsgemässe Spinnmaschine, wie sie bereits in den Figuren 1 bis 3 dargestellt ist. Zusätzlich zu den Sensoren 10 für eine Steuerung und 11 für eine langwellige Regelung sind weiter mögliche Sensorpositionen 10.1 (zwischen Einlaufzylinder 2 und Mittelzylinder 3 für eine Steuerung), 11.1 (zwischen Mittelzylinder 2 und Auslaufzylinder 5, unmittelbar nach der Stelle variablen Verzugs 20, für eine relativ kurzwellige Regelung ) sowie 11.2 und 11.3 (zwischen Auslaufzylinder 5 und Düsenanordnung 7 und zwischen Düsenanordnung 7 und Abzugszylinder 8, beide für Regelung). Die Messdaten von Sensorpositionen 10 und 10.1 (stromaufwärts von der Stelle variablen Verzugs 20) werden für eine Verzugssteuerung ausgenützt, die Messdaten von Sensorpositionen 11, 11.1, 11.2 und 11.3 (stromabwärts von der Stelle variablen Verzugs 20) werden für eine Verzugsregulierung verwendet.

[0037] Für jede Spinnstelle der erfindungsgemässen Spinnmaschine ist mindestens ein Massensensor anzuordnen, wie bereits im Zusammenhang mit der Figur 1 erwähnt vorteilhafterweise zwei, wobei einer stromaufwärts und einer stromabwärts von der Stelle variablen Verzugs 20 anzuordnen ist.

[0038] Figur 5 zeigt eine weitere, beispielhafte Spinnstelle für eine erfindungsgemässe Spinnmaschine. Diese Spinnstelle weist zur Auflösung des der Spinnstelle zugeführten Faserlängsgebildes (Verfeinerungsmittel 1) einen Speisezylinder 30, eine Auflösewalze 31 und einen Faserleitkanal 32 auf, wobei die Fasern durch den Faserleitkanal 32 nach der Auflösung an einer Ausscheidestelle 33 von der Auflösewalze 30 abgenommen und einer Garnbildung beispielsweise durch Rotor-Offenendspinnen (Rotoranordnung 7') zugeführt werden. Die Vorrichtungsteile stromabwärts von der Rotoranordnung 7' sind im wesentlichen die gleichen wie für die Spinnstelle gemäss Figuren 1 bis 4.

[0039] Der Massensensor 10 erfasst die Fasermasse des dem Speisezylinder 30 zugeführten Fasermaterials, der Massensensor 11 erfasst die Fasermasse des fertigen Garnes vor der Garnspule 9. Der Speisezylinder 30 wird von einem ersten Motor M.1 mit variabler Drehzahl angetrieben, welcher Motor durch von der Steuer- und Kontrolleinheit 12 erzeugten Steuersignalen angesteuert wird. Auflösewalze 31 und Abzugszylinder 8 werden von einem zweiten Motor M.2 mit konstant gehaltener Drehzahl angetrieben (konstanter Spinnverzug). Die Steuerung /Regulierung der Spinnstelle entspricht im wesentlichen der im Zusammenhang mit der Figur 1 beschriebenen Steuerung/Regulierung, das heisst, dass die Einlaufgeschwindigkeit zum Verfeinerungsmittel 1 reguliert wird und die Liefergeschwindigkeit des Garnbildungsmittels 6 im wesentlichen konstant bleibt. Die Stelle des variablen Verzugs 20 befindet sich zwischen der Speisewalze 30 und der Auflösewalze 31.

[0040] Die Spinnstellenanordnung, wie sie in der Figur 5 dargestellt ist, eignet sich insbesondere für eine Garnbildung nach einem Rotor-Offenendspinnverfahren, in dem Variationen in der Abzugsgeschwindigkeit Veränderungen in der Fadenspannung und dadurch in den Garneigenschaften bedingen, derart, dass die Liefergeschwindigkeit der Garnbildung für eine hohe Garnregelmässigkeit im wesentlichen konstant zu halten ist.

[0041] Die in der Figur 5 dargestellte Spinnstelle kann aber mit einem entsprechend geeigneten Spinnverfahren auch analog zu den Figuren 2 und 3 gesteuert/reguliert werden, derart, dass nicht nur der der Garnbildung vorgeschaltete Auflösungsschritt variiert wird, sondern auch die Garnbildung selbst oder beides.

[0042] Figur 6 zeigt analog zu Figur 4 weitere mögliche Sensorpositionen 11.5 bis 11.8 (im Bereiche der Auflösewalze 31 und des Faserleitkanals 32 für eine relativ kurzwellige Regelung) und 11.9 zwischen Rotoranordnung 7 und Abzugszylindern 8 für eine langwellige Regelung).

Ansprüche

1. Spinnmaschine mit einer Mehrzahl von Spinnstellen mit je einem Garnbildungsmittel (6), mit dem ein der Spinnstelle in Form eines Längsgebildes zugeführtes Stapelfasermaterial durch Spinnen zu einem Garn verarbeitet wird, und mit je einem Verfeinerungsmittel (1), mit dem das der Spinnstelle zugeführte Faserlängsgebilde vor der Garnbildung verfeinert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfeinerungsmittel (1) jeder Spinnstelle mindestens teilweise von den Verfeinerungsmitteln (1) anderer Spinnstellen unabhängig antreibbar und ansteuerbar ist, dass jede Spinnstelle mindestens ein Sensormittel (10, 11) zur Erfassung mindestens einer mit der Fasermasse pro Längeneinheit korrelierten Eigenschaft des der Spinnstelle zugeführten oder verarbeiteten Fasermaterials und/oder des in der Spinnstelle gebildeten Garnes aufweist und dass für einen Ausgleich von Unregelmässigkeiten bezüglich Fasermasse pro Längeneinheit des jeder Spinnstelle zugeführten Fasermaterials die Spinnmaschine ferner mindestens eine Steuer- und Kontrolleinheit (12) aufweist, die von den Sensormitteln (10, 11) einer Spinnstelle erzeugte Messdaten zu Steuerdaten für die Steuerung des Verfeinerungsmittels (1) derselben Spinnstelle verarbeitet.

2. Spinnmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein einlaufseitiger Teil (2, 30) des Verfeinerungsmittels (1) jeder Spinnstelle von anderen Spinnstellen unabhängig antreibbar und steuerbar ist, während der auslaufseitige Teil (5, 31) des Verfeinerungsmittels und das Garnbildungsmittel (6) mit im wesentlichen konstanten Betriebsparametern betrieben wird.

3. Spinnmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein auslaufseitiger Teil (5) des Verfeinerungsmittels (1) jeder Spinnstelle und/oder das Garnbildungsmittel (6) von anderen Spinnstellen unabhängig antreibbar und steuerbar ist, während ein einlaufseitiger Teil (2, 30) des Verfeinerungsmittels (1) mit im wesentlichen konstanten Betriebsparametern betrieben wird.

4. Spinnmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl ein einlaufseitiger Teil (2, 30) des Verfeinerungsmittels (1, 1') als auch ein auslaufseitiger Teil (5, 31) des Verfeinerungsmittels (1, 1') und/oder das Garnbildungsmittel (6, 7) von anderen Spinnstellen unabhängig antreibbar und steuerbar ist.

5. Spinnmaschine nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Garnbildungsmittel (6) für ein Luftspinnverfahren mit einer Düsenanordnung (7) mit Fluidzuführung und einem Abzugszylinderpaar (8) ausgerüstet ist, wobei ein Antrieb (M.2) des Abzugszylinderpaares (8) und die Fluidzuführung zur Düsenanordnung (7) variabel und steuerbar sind.

6. Spinnmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfeinerungsmittel (1) ein Mittel zum Strecken oder ein Mittel zum Auflösen des der Spinnstelle zugeführten Faserlängsgebildes ist.

7. Spinnmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfeinerungsmittel (1) ein Streckwerk mit einem Einlaufwalzenpaar (2) und einem Auslaufwalzenpaar (5) ist und dass das Einlaufwalzenpaar (2) und/oder das Auslaufwalzenpaar (5) von anderen Spinnstellen unabhängig antreibbar und steuerbar ist.

8. Spinnmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfeinerungsmittel (1') eine Speisewalze (30), eine Auflösewalze (31) und einen die Fasern in die Garnbildung leitenden Faserleitkanal (32) aufweist und dass die Speisewalze (30) und/oder das Garnbildungsmittel (6) unabhängig von anderen Spinnstellen antreibbar und steuerbar ist.

9. Spinnmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensormittel (10, 11) im Bereiche des Einlaufes des Faserlängsgebildes in das Verfeinerungsmittel (1) und/oder in einem Bereiche stromabwärts vom Garnbildungsmittel (6) angeordnet sind.

10. Spinnmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Steuer- und Kontrolleinheit (12) für eine Optimierung der Produktion der Spinnmaschine ausgerüstet ist.

11. Spinnmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Steuer- und Kontrolleinheit (12) zur Steuerung eines Anspinnzyklus ausgerüstet ist.

12. Spinnmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Steuer- und Kontrolleinheit zur Steuerung von Leistungsvariationen von ganzen Spinnstellen ausgerüstet ist.

13. Spinnereianordnung mit einer Spinnmaschine nach Anspruch 2 oder 4, welche Anordnung Vorratsbehälter aufweist aus denen Faserlängsgebilde zu den Spinnstellen zugeführt werden.

14. Spinnereianordnung mit einer Spinnmaschine nach Anspruch 3 oder 4, welche Anordnung mindestens eine der Spinnmaschine vorgeschaltete Vorrichtung aufweist, aus der den Spinnstellen der Spinnmaschine direkt und kontinuierlich Faserlängsgebilde zugeführt werden.

15. Spinnereianordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die der Spinnmaschine vorgeschaltete mindestens eine Vorrichtung eine Karde oder ein Regulierstreckwerk ist.

16. Spinnereianordnung nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der mindestens einen der Spinnmaschine vorgeschalteten Vorrichtung und den Spinnstellen der Spinnmaschine Puffermittel für die Pufferung von Faserlängsgebilden vorgesehen sind.

Zeichnung