DR.-ING. H. H. WILHELM r" DiPL.-ING. H. DAUSTER
D-7000 STUTTGART 1 - GYMNASIUMSTRASSE 31 B - TELEFON (07 11) 29 1133
i*>
Stuttgart, den 1. März 1977
D 5220
Da/Ei
Anm.: Fritz Stahlecker
Josef-NeidhartStr. 18
7341 Bad Überkingen
und
Hans Stahlecker
Haldenstr. 20
7334 Süssen
Verfahren zum Anspinnen eines Fadens an Spinnaggregaten einer Offenendspinnmaschine und Offenendspinnmaschine zum Durchführen
des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anspinnen eines Fadens an Spinnaggregaten einer Offenendspinnmaschine und eine Offenendspinnmaschine
zum Durchführen des Verfahrens, bei welchem ein von einer Aufwickelspule entnommenes Fadenende
des zuvor gesponnenen Fadens für einen Anspinnvorgang vorbereitet,
in einen Spinnrotor zurückgeführt, an einen dort befindlichen
Ring aus Fasern angesetzt und als neuer Faden wieder abgezogen wird, wobei das Erzeugen des Rings aus Fasern in dem
Spinnrotor, das Ansetzen an diesen Ring und das Abziehen des neuen Fadens erfolgen, bevor der vorher abgebremste Spinnrotor
seine Betriebsdrehzahl erreicht hat.
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Es ist bekannt (DT-OS 2 321 775), bei einer Offenendspinnmaschine
das Anspinnen mittels einer verfahrbaren Anspinneinrichtung durchzuführen, bei welcher die Steuermittel der Einrichtungen zum
Durchführen des Anspinnens derart zeitlich aufeinander und zu der Anlaufphase des vorher abgebremsten Spinnrotors abgestimmt sind,
daß das Ansetzen und Wiederabziehen des Fadens während der Hochlaufkurve des Spinnrotors erfolgt. Dabei wird ausgenutzt, daß der
Spinnrotor bei dem Anlaufen einen für das Anspinnen besonders geeigneten Drehzahlbereich durchläuft, der dann für das Anspinnen
ausgenutzt wird. Dadurch wird der Vorteil erhalten, daß ohne eine Drehzahlregelung und ohne Vermindern der Drehzahlen der gesamten
Spinnmaschine ein Anspinnen bei hier für vorteilhaften Drehzahlen durchgeführt werden kann, obwohl die Betriebsdrehzahlen deutlich
darüberliegen können.
In der Praxis hat sich gezeigt, daß Schwierigkeiten entstehen, die
vor allem durch die Schalt- und Betätigungszeiten der einzelnen Elemente bedingt werden. Insbesondere bei kleinen und entsprechend
leichten Spinnrotoren erhöhen sich die Schwierigkeiten. Der Erfindung liegt die'Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs
genannten Art zu schaffen, durch das es möglich ist, für die einzelnen Arbeitsschritte des Anspinnvorgangs die notwendigen
Schalt- und Betätigungszeiten zur Verfugung zu stellen, ohne daß neuartige Antriebe o.dgl. für die Spinnaggregate vorgesehen werden
müssen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Anlaufverhalten
des Spinnrotors zum Verlängern des Zeitabschnittes, in welchem für ein Anspinnen geeignete Rotordrehzahlen vorliegen, beeinflußt wird.
Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß mehr Zeit für alle Arbeitsschritte
während des Anspinnvorgangs gegeben ist, so daß sich diese nicht gegenseitig behindern und die günstigsten Anspinnbedingungen
ausgenutzt werden können.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsformen und den Unteransprüchen.
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Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Offenendspinnmaschine
im Bereich eines Spinnaggregates und ein diesem Spinnaggregat zugestelltes verfahrbares Wartungsgerät
zum Durchführen eines Anspinnvorganges,
Fig. 2 eine Darstellung des Anlaufverhaltens eines aus dem Stillstand anlaufenden Spinnrotors mittels eines Diagramms
,
Fig. 3 ein Diagramm ähnlich Fig. 2 mit einem durch Erhöhen des Anlaufwiderstandes beeinflußten Anlaufverhalten,
Fig. 4 ein Diagramm ähnlich Fig. 1 mit einem durch ein Bremsen
beeinflußten Anlaufverhalten,
Fig. 5 ein Diagramm des Verlaufs der Drehzahl eines Spinnrotors,
der zum Durchführen eines Anspinnvorganges abgebremst wird,
Fig. 6 Axialschnitte durch Offenend-Spinnrotoren mit Mitteln zum Beeinflussen des AnIaufv<
des Massenträgheitsmomentes,
" zum Beeinflussen des Anlaufverhaltens durch Erhöhen
Fig. ΊΟ die Anordnung von elektromagnetischen Brems- oder
u Verzogerungselementen bei Offenend-Spinnrotoren,
Fig. 12 ein Offenend-Spinnaggregat mit einer magnetischen, von
einem verfehrbaren Wartungsgerät betätigbaren Bremse,
Fig. 13 eine Einzelheit der Fig. 12 in Richtung des Schaftes des Offenend-Spinnrotors gesehen,
Fig. 14 ein Offenend-Spinnaggregat mit einer elektrischen, von
einem verfahrbaren Wartungsgerät betätigbaren Bremse,
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Fig. 15 eine weitere Ausführungsfqrm der Erfindung ähnlich
Fig. 12,
Fig. 16 eine Ausführungsform ähnlich Fig. 14 und
Fig. 17 ein Offenend-Spinnaggregat mit einer von einem Wartungsgerät
betätigbaren elektromagnetischen Bremse.
In Fig. 1 ist schematisch der Querschnitt durch eine Offenendspinnmaschine
1 im Bereich eines Spinnaggregates 2 dargestellt, die aus einer Vielzahl derartiger, nebeneinander angeordneter
Spinnaggregate besteht. Jedes Spinnaggregat weist im wesentlichen
drei Gehäuse: 3i 4 ud<3 5 auf, die an einem Maschinengestell
6 befestigt sind. Das Gehäuse 3 ist an eine Unterdruckquelle angeschlossen und nimmt einen Spinnrotor 7 auf. Der Schaft 8 des
Spinnrotors 7 ist in dem Gehäuse 4 gelagert und wird im Betriebszustand von einem Tangentialriemen 9 angetrieben. Dieser
Tangentielriemen 9 wird im Betriebszustand von einer Andrückrolle
10 an den Schaft 8 angedrückt, die auch das zurücklaufende Trum
11 des Tangentialriemens 9 führt. Bei dem in Fig. 1 dargestellten
Zustand, bei dem der Spinnrotor 7 stillgesetzt ist, ist die Andrückrolle 10 und somit der antreibende Tangentialriemen 9
vom Rotorschaft 8 abgehoben. Zu diesem Zwecke ist die Andrückrolle 10 über ein Gestänge 12 mit einem Bremsmechanismus 13 gekoppelt,
der eine Bremsbacke 14 trägt, die in Fig. 1 gerade dem Rotorschaft 8 zugestellt ist. Der Bremsmechanismus 13 ist mit
einem doppelarmigen Bremshebel 15 gekoppelt, der um eine stationäre Achse 16 verschwenkbar ist., Im Betriebszustand wird der
hintere Arm 18 des Bremshebels 15 durch eine Feder 19 nach unten
gedruckt, wodurch sich der Bremsmechanismus 13 nach unten bewegt und somit die Bremsbacke 14 vom Rotorschaft 8 abhebt.
Gleichzeitig ist wegen einer Kopplung des Gestänges 12 mit dem Bremsmechanismus 13 die Andrückrolle 10 abgesenkt und somit der
Tengentialriemen 9 an den Rotorschaft 8 angelegt. Der vordere Arm des Bremshebels 15 enthält eine Auflage 20, durch welche der
gesamte Bremsmechanismus betätigbar ist.
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An dem Maschinengestell 6 ist eine stationäre Achse 21 angebracht,
um welche das Gehäuse 5 des Spinnaggregates 2 von dem Gehäuse 3 abschwenkbar ist. Auf diese Weise kann bei Bedarf der Spinnrotor
7 freigelegt und von außen zugänglich gemacht werden. Das ab schwenkbare Gehäuse 5 enthält im wesentlichen die Zuführ- und
Auflöseeinrichtungen für ein zu verspinnendes Faserband 22 sowie einen Garnabzugskanal 23. Die Zuführeinrichtung enthält in be
kannter Weise eine Zuführwalze 2A1 einen mit dieser zusammenwir
kenden und unter Federdruck stehenden Zuführtisch 25 sowie einen
Einlauftrichter 26 für das Faserband 22. Das zwischen der Zuführ walze 24 und dem Zuführtisch 25 längs einer Klemmlinie geklemmte,
einlaufende Faserband 22 bietet einer schnellaufenden Auflösewalze
27 einen Faserbart dar. Die Auflösewalze 27 löst das Faserband in
bekannter Weise zu Einzelfasern auf, die über einen Faserzuführkanal 28 dem Spinnrotor 7 zugeführt und dort in bekannter Weise
zu einem Faden 29 versponnen werden. Der ersponnene strichpunktiert dargestellte Faden 29 wird mittels Abzugswalzen 30 und 31
aus den Fadenabzugskanal 23 abgezogen und auf eine ebenfalls strichpunktiert dargestellte Spule 32 aufgewickelt, die von einer Friktionswalze 33 angetrieben ist.
Der Antrieb der Zuführwalze 24 erfolgt über ein Zahnrad 34, welches über eine Stehwelle 35 mit einem weiteren Zahnrad 36 verbunden ist, das nit einem Zahnrad 37 im Eingriff steht. Das Zahnrad 37 ist mit einer sich in Maschinenlängsrichtung erstreckenden angetriebenen Welle 38 drehfest verbunden. Zwischen den Zahnrädern 34 und 36 ist eine elektromagnetische Kupplung 39 angeordnet, die über eine elektrische Leitung 40 mit einem Fadenwächter 41 verbunden ist. Der Fadenwächter 41 enthält einen Fadenfühler 42, der das Vorhandensein des Fadens 29 überwacht und
Ib Falle eines Fadenbruches in eine Position 43 auslenkt. In
diesem Falle unterbricht der Fadenwächter 41 den Antrieb der Zuführwalze 24 über die elektromagnetische Kupplung 39« die, obwohl das Zahnrad 36 nach wie vor angetrieben wird, das Zahnrad
34 und somit die Zuführwalze 24 stillsetzt. Auf der Stehwelle 35
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des Antriebes für die Zuführwalze 24 ist noch ein Kegelrad 44
angebracht, das etwas aus dem Gehäuse 5 nach vorn herausragt .
und über welches die Zuspeisung in noch zu beschreibender Weise kurzzeitig von außen während eines Anspinnvorganges betätigbar
ist.
An dem Maschinengestell 6 sind mit Kragarmen 45 und 46 sich in
Maschinenlängsrichtung erstreckende Laufschienen 47 und 48 gehalten.
Auf diesen Laufschienen 47, 48 ist auf Laufrädern 49,
und 51 ein Wartungsgerät 52 längs der Offenendspinnmaschine 1
verfahrbar. Das Gewicht des Wartungsgerätes 52 wird bevorzugt
von zwei Laufrädern 49 aufgenommen, von denen wenigstens eines
angetrieben ist. Die Laufräder 50 und 51 sorgen für die Stabilität
des Wartungsgerätes 52 in horizontaler Richtung.
Das verfahrbare Wartungsgerät 52 enthält Mittel oder Funktionselemente zum Anspinnen, bevorzugt zum Beheben eines Fadenbruches,
wobei lediglich einige dieser Mittel in Fig. 1 dargestellt sind.
Das Wartungsgerät 52 enthält u.a. eine Programmsteuerung 53» die
sowohl mit dem Fahrwerk als auch mit mehreren Einzelantrieben
für die einzelnen Funktionselemente elektrisch gekoppelt ist. Eine dieser Kopplungen besteht zu einem als Hubkolbenmagnet dargestellten
Betätigungselement 54, dessen Kolben 55 sich gegen
einen an der Anspinneinrichtung 52 angebrachten Hebel 56 anlegen
kann, der um eine Achse 57 verschwenkbar ist. Mit dem Hebel 56
drehfest verbunden ist ein Betätigungsarm 58, dessen Auflage 59
die vordere Aufnahme 20 des Bremsmechanismus des Spinnrotors 7 betätigen kann. Im in Fig. 1 dargestellten Fall ist der Kolben
55 des Betätigungselementes 54 ausgefahren, hat den Hebel 56
nach rechts gedruckt, wodurch die Auflage 59 each unten bewegt
wurde. Dadurch wurde die Aufnahme 20 des Bremshebels 15 nach
unten gedrückt, wodurch sich die Bremsbacke 14 gegen den Rotorschaft 8 angelegt hat und wodurch weiterhin der Tangentialriemen
9 vom Rotorschaft 8 abgehoben wurde. Der Spinnrotor 7 befindet sich somit vorübergehend in gebremstem Zustand. Wenn, gesteuert
durch die Programmsteuerung 531 der Kolben 55 des Betätigungs-
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elementes 54 nach links zurückgeht, kann sich durch die Wirkung
der Feder 19 der Bremshebel 15 wieder nach oben bewegen, wodurch die Bremse 14 den Hotorschaft 8 freigibt und wodurch sich der
Tengentialriemen 9 wieder an den Rotorschaft 8 anlegt. Das Betätigungselement 54, gesteuert von der Programmsteuerung 53»
löst somit den StartZeitpunkt für das Anlaufen des Spinnrotors 7
sowie gleichzeitig den eigentlichen Anspinnvorgang aus.
Solange der Fadenfühler noch seine Außerbetriebsposition 43 einnimmt,
ist die Zuführwalze 24 stillgesetzt. Aus diesem Grunde ist ein Antrieb 60 des verfahrbaren Wartungsgerätes 52 vorgesehen,
der ein Kegelrad 61 enthält, das mit dem bereits beschriebenen Kegelrad 44 des Spinnaggregates 2 in Eingriff bringbar
ist. Das Kegelrad 61 sitzt auf einer Welle 62, die von einem um die;.Achse 63 schwenkbaren Motor 64 in vorgegebener Weise
vorübergehend, gegebenenfalls mit Unterbrechungen antreibbar ist. Auf diese Weise kann die Zuführwalze 24 von der Anspinneinrichtung
52 angetrieben werden, solange der Fadenfühler seine, Außerbetriebsposition 43 einnimmt. Wenn das Wartungsgerät 52
keinen Anspinnvorgang durchführt, ist das Kegelrad 61 etwas nach oben ausgeschwenkt, damit der Eingriff mit dem Kegelrad 44 unterbrochen
ist.
Bas Wartungsgerät 52 enthält weiterhin eine Abheberolle 65» die
um eine Achse 66 verschwenkbar ist. Die Abheberolle 65 kann sich von unten gegen die Spule 32 anlegen und diese von der Friktionswalze 33 in eine angehobene Position 67 abheben. Die Spule 67
ist von einem Spulenarm 68 gehalten, der um eine maschinenfeste Achse 69 schwenkbar ist. Die Abheberolle 65 ist an einem Hebel
70 angeordnet, der an seiner Schwenkachse 66 noch eine Hilfsabzugswalze
71 trägt, die mit der Abheberolle 65 vorzugsweise synchron in beiden Lrehrichtungen antreibbar ist. Die Hilfsabzugswalze
71 wirkt mit einer Druckrolle 72 zusammen, die über einen Hebel 73 um eine Achse 74 in eine angehobene Position 75
verechvenkbar ist. Diese angehobene Position 75 ermöglicht es,
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daß das von der angehobenen Spule 67 abzuwickelnde und anzuspinnende
Fadenende 76 zwischen die Abzugswalzen 711 75 durch
eine nicht dargestellte verschwenkbare Saugeinrichtüng einlegbar ist. Die Druckwalze 75 nimmt anschließend die Position 72
ein, wodurch das anzuspinnende Fadenende 76, das somit in dem
Wartungsgerät 52 geführt ist, zum Fadenabzugskanal 25 zurückgeliefert
werden kann. Dies geschieht unter Mitwirkung einer Fadenübergabeklemme 7?i deren Schwenkarm 78 um eine Achse 79
drehbar ist. Die Fadenübergabeklemme 77 kann längs des gestrichelt angedeuteten Radius 80 verschwenken.
Bevor das Fadenende 76 in den Spinnrotor zurückgeführt wird und als neu gesponnener Faden wieder abgezogen werden kann, muß in
dem Spinnrotor 7 ein Ring aus Fasern abgelegt werden, an den das Fadenende 76 angesetzt wird. Das Erzeugen dieses Faserringes
wird von dem Antrieb 60 des Wartungsgerätes 52 während des Anspinnens
gesteuert und solange aufrechterhalten, bis der Fadenfühler des Fadenwächters 41 seine Betriebsposition eingenommen
und damit die Einrichtung zum Zuführen von Fasermaterial des betreffenden Spinnaggregates 2 eingeschaltet hat. Das Wartungsgerät 52 enthält meist noch eine Anzahl weiterer Funktionselemente, durch die das zurückgeführte Fadenende vor .dem eigentlichen
Anspinnvorgang aufbereitet wird und durch das nachher eine gesteuerte Übergabe des wieder abgezogenen Fadens zu dem
Spinnaggregat erfolgt. Die Programmsteuerung 53 des verfehrbaren
Wartungsgerätes 52 bestimmt die Seihenfolge und den Ablauf
der einzelnen für das Anspinnen erforderliche Verfahrensschritte solange, bis der Faden endgültig wieder an das Spinnaggregat
übergeben worden ist.
Heute arbeiten Spinnmaschinen mit 70 000 min und mehr. Da es
nicht sinnvol]/, einen Anspinnvorgang bei derart hohen Rotordrehzahlen
durchzuführen, wird vorgesehen, daß während des Anspinnens niedrigere Rotordrehzahlen vorhanden sind. Dabei ist
es vorteilhaft, wenn der Umstand ausgenutzt wird, daß der Spinnrotor 7 bei einem Anlaufen aus einem vorher abgebremsten Zustand
einen bestimmten Drehzahlbereich durchläuft, der für ein Anspinnen besonders geeignet ist. Da Offenendspinnmaschinen im
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allgemeinen so ausgebildet sind, daß die Spinnrotoren unabhängig von den Spinnrotoren der benachbarten Aggregate abgebremst werden können, begnügt sich der ganze Eingriff des
Wartungsgerätes 52 in den Aufbau des Offenend-Spinnaggregates
2 damit, daß eine Betätigungsmöglichkeit für den Bremsmechanismus des Spinnrotors 7 vorgesehen wird und daß über den Antrieb
60 für eine bestimmte zeit die Faserbandzuspeisung übernommen
wird. Die Funktion des Vartungsgerätes ist somit unabhängig
von der Art des Antriebes des Spinnrotors und seinen Lagerungen. Die Änderungen und zusätzlichen Einrichtungen an den einzelnen
Spinnaggregaten werden auf ein Minimum beschränkt. Alle für das Anspinnen wesentliche Funktionselemente sind in dem Wartungsgerät untergebracht, so daß sie nur einfach vorhanden sein
brauchen.
Da die Spinnrotoren im allgemeinen relativ schnell zu ihrer Betriebsdrehzahl anlaufen, steht nur eine relativ kurze Zeitspanne
zur Verfugung. Es wird deshalb vorgesehen, daß nur die Arbeitsechritte während des Hochlaufens durchgeführt werden, die von
der Drehzahl des Spinnrotors 7 abhängig sind. Dies bedeutet, daß die vorbereitenden Schritte, nämlich das Abziehen des Fadens von der Spule 67t aas gegebenenfalls notwendige Aufbereiten des Fadenendes und das Heranführen des Fadens in den
Bereich des Fadenabzugskanals 23 von der Programmsteuerung 53 so gesteuert werden, daß sie durchgeführt sind, wenn der Bremsmechanismus der Spinnrotoren von der Programmsteuerung 53 gelöst wird, so daß das Startsignal für das Anlaufen des Spinnrotors 7 gegeben wird. Während des Anlaufens des Spinnrotors
muß dann ein Faserring in ihm abgelegt werden, was durch die
von dem Wartungsgerät 52 gesteuerte Zuspeisung von Faserband
ausgeführt wird. Diese Zuspeisung kann erst erfolgen, wenn der Spinnrotor eine Mindestdrehzahl erreicht hat, da sonst die auf
die Fasern innerhalb des Spinnrotors einwirkende Zentrifugalkraft noch nicht ausreicht, um die Fasern gegen die Saugluftströmung innerhalb des Botorgehäuses 3 zu halten. Wenn nicht
eine exakt bestimmte Menge Fasern den für das Anspinnen not-
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wendigen Faserring bildet, ergeben sich sehr ungleichmäßige Ansetzer. Während des Hochlaufens muß dann ferner das Ansetzen
des Fadenendes an den Faserring und sein anschließendes Wiederabziehen
als neu gesponnener Faden erfolgen. Beide Vorgänge werden ebenfalls von der Programmsteuerung 53 gesteuert, wobei
das Ansetzen des Fadenendes an den Faserring nach einer vorgegebenen Zeit erfolgt, während das Wiederabziehen zeitabhängig
oder durch ein in dem Fadenlauf des Wartungsgerätes 52 liegenden
Fadenfühler gesteuert erfolgen kann.
Obwohl die Programmsteuerung 53 die einzelnen Schaltschritte zeitlich sehr genau festlegen kann, ergeben sich bestimmte
Toleranzen, die von der Trägheit der Schaltelemente und insbesondere
der mechanischen Schaltelemente und der einzelnen Betätigungen bedingt werden. Diese Abweichungen lassen sich an
den Funktionselementen des Wartungsgerätes 52 durch entsprechende
Einstellungen berücksichtigen. Es läßt sich damit erreichen, daß das Wartungsgerät 52 selbst immer mit praktisch
den gleichen Bedingungen arbeitet. Die an den Einrichtungen der einzelnen Spinnaggregate 2 vorhandenen und bei dem Anspinnen
zu betätigenden Bauteile lassen sich jedoch nicht so einstellen, daß nicht von Spinnstelle zu Spinnstelle gewisse
Abweichungen auftreten. Dies gilt insbesondere für das Bremse
system, mit dem der Spinnrotor 7 gebremst wird. Es muß davon ausgegangen werden, daß bei dem Lösen der Rotorbremsen zwischen
den einzelnen Spinnaggregaten Unterschiede bestehen.
Diese Abweichungen sind in Fig. 2 dargestellt. Es wird angenommen,
daß die Programmsteuerung 53 zum Zeitpunkt Tq das Signal
zum Lösen der Bremse des Spinnrotors 7 gibt. Bei einem Spinnaggregat wird dann das tatsächliche Lösen der Bremse und
damit der Anfang des AnlaufVorganges des Spinnrotors zu einem
Zeitpunkt Tj^ erfolgen, während bei einem anderen Spinnaggregat
diese erst zu einem Zeitpunkt Τχ,2 geschieht. Die möglichen Abweichungen
in dem Anlauf verhalten der Spinnrotoren der einzelnen
Spinnaggregate 2 lassen sich daher durch zwei parallele
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Kurven A und B darstellen, mit denen der Spinnrotor zu seiner
Betriebsdrehzahl ng hochläuft. Bei dieser Darstellung wird
vorausgesetzt, daß das Anlaufverhalten der Spinnrotoren 7 nach
dem Lösen der Bremsen an den einzelnen Spinnaggregaten 2 gleich ist. Sollte diese Annahme nicht zutreffend sein, so führt dies
dazu, daß der Bereich zwischen den beiden Kurven A und B breiter wird, da noch größere Toleranzen auftreten können.
In dem Diagramm, in welchem die Rotordrehzahl η über der Zeit T
aufgetragen ist, läßt sich die aus Versuchen bekannte günstigste Anspinndrehzahl n^ eintragen, mit der beispielsweise der Zeitpunkt
bezeichnet wird, an welchem das Fadenende an den Faserring in dem Spinnrotor 7 angesetzt wird. Diese Anspinndrehzahl
na ist dann auf der Kurve ein AnspinnZeitpunkt T. zugeordnet.
Dieser Anspinnzeitpunkt T^ stellt einen Mittelwert dar, so daß
in der Praxis in dem Anspinnzeitpunkt anstelle der Anspinndrehzahl n^ die Drehzahl n* oder il·, vorliegen können, die nach oben
oder unten von der Anspinndrehzahl η abweichen.
Vie schon erwähnt wurde, muß eine bestimmte Rotordrehzahl nz
vorliegen, wenn die sogenannte Vorausspeisung erfolgt, durch die Fasermaterial dem Spinnrotor 7 zugeführt wird, das den Faserring
bildet, an dem das Fadenende angesetzt werden soll. Da es sich hierbei um eine Mindestdrehzahl handelt, muß der
Zuspeisezeitpunkt, Tg durch die äußere Kurve B bestimmt werden,
die die größte Abweichung darstellt.
Für das Durchführen der Zuspeisung wird nach dem Zeitpunkt T^
eine bestimmte Zeitspanne benötigt, damit ein Feserring einer ganz bestimmten Gestalt erzeugt werden kann. Dieser Faserring
muß immer gleich sein, damit möglichst gleichmäßige Fadenansetzer erzielt werden können. Erst nachdem die sogenannte
Vorausspexsung beendet und der Hing aus Fasern erzeugt wird, kann das eigentliche Anspinnen oder Ansetzen des Fadenendes an
den Faserring erfolgen. Wenn nun der Spinnrotor 7 sehr schnell anläuft, kann es geschehen, daß die Zeitspanne t~ zwischen den
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Beginn der Zuspeisung 1Ji^ und dem durch die gewünschte Anspinndrehzahl
n^ bestimmten Anspinnzeitpunkt Tj^. zu kurz ist, um die
richtige Faserzuspeisung durchzuführen. Der tatsächliche Anspinnzeitpunkt
Τ. muß dann entsprechend verlegt werden, was
dazu führt, daß die theoretisch günstige Anspinndrehzahl n.«
nicht mehr realisierbar ist. Dieses Problem wird umso größer, je schneller die Spinnrotoren zu ihrer Betriebsdrehzahl hochlaufen,
d.h. je steiler die Steigung der Kurven A und B ist. Dadurch verkürzen sich die Zeitspannen t^ zwischen dem Beginn
der Zuspeisung Tg und dem gewünschten AnspinnZeitpunkt T^ noch
mehr. Die Steigung der Kurven A und B ist wesentlich von der Masse der Spinnrotoren 7 und der Auslegung der Antriebsleistung
abhängig. Insbesondere Spinnrotoren mit geringen Durchmessern führen zu steilen Anlaufkurven, insbesondere wenn davon ausgegangen
wird, daß die Spinnmaschine und insbesondere der Rotorantrieb so ausgelegt sind, daß in das gleiche Spinnaggregat
Spinnrotoren mit größeren Durchmessern und größeren Massen eingebaut werden können. Die Antriebsleistung muß daher entsprechend
auf diese Spinnrotoren ausgelegt werden.
Um den vorstehend geschilderten Schwierigkeiten zu begegnen,
wird das Anlaufverhalten der Spinnrotoren 7 derart beeinflußt, daß eine größere Zeitspanne zwischen dem Zeitpunkt T^ der Zuspeisung
und dem eigentlichen An spinn Zeitpunkt T^. erhalten wird.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 geschieht dies dadurch, daß die Steigung der Anlaufkurven C und D der Spinnrotoren beeinflußt
wird, die mit ihrer Drehzahl η über der Zeit T aufgetragen sind. Wenn die Programmsteuerung 53 das Startsignal zum
Lösen der Rotorbremse zum Zeitpunkt Tq gibt, so kann davon ausgegangen
werden, daß das tatsächliche Lösen zwischen den Zeitpunkten Tj1^ und Tjj2 erfolgt. Die Spinnrotoren 7 der einzelnen
Spinnaggregate, laufen danach zu ihrer Betriebsdrehzahl entsprechend
einer Kurve hoch, die in dem zwischen den Kurven C und D begrenzten Bereich liegen. Aufgrund der wesentlich flacheren
Steigung ist der vorher ermittelten günstigsten Anspinndrehzehl n^.
ein durch den Mittelwert zwischen den beiden Kurven C und D be-
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stimmter Anspinnzeitpunkt T^ zugeordnet, der in einem wesentlich größeren Zeitabstand zu dem StartZeitpunkt T^ liegt.
Auch in diesem Fall muß mit der Faserzuspeisung vor dem eigentlichen Anspinnen, der sogenannten Vorausspeisung, so lange gewartet werden, bis eine Mindestdrehzahl nz erhalten wird. Der
Zeitpunkt T^ für die Zuspeisung bestimmt sich daher aus der
Kurve D, die die größte Abweichung darstellt. Es wird ersichtlich, daß dann die Zeitspanne t* zwischen dem Zuspeisungspunkt
Tg und dem gewünschten AnspinnZeitpunkt ΤΛ wesentlich größer
ist und durch die Neigung der Kurven C und D beeinflußt werden kann. Die Neigung kann dann so ausgelegt werden, daß eine für
das Durchführen der Vorausspeisung ausreichende Zeitspanne ti
erhalten wird.
Die flache Neigung der Anlaufkurven C und D hat dann auch noch den Vorteil, daß die möglichen Abweichungen der Rotordrehzahlen
von der günstigsten Anspinndrehzahl r* geringer sind, wie n^.
und n£ der Fig. 3 zeigen, da die Drehzahländerung pro Zeit geringer ist.
Die Verminderung der Steigung der Anlaufkurven auf einen geeigneten Wert läßt sich in der Praxis dadurch realisieren, daß
entweder der Antrieb beeinflußt oder der Anfahrwiderstand der einzelnen Spinnrotoren erhöht wird. Bei Offenendspinnmaschinen
mit einem gemeinsamen Antrieb für die Spinnrotoren aller Spinnaggregate 2 empfiehlt sich die letztere Maßnahme. In diesem
Fall kann das Massenträgheitsmoment der einzelnen Spinnrotoren vergrößert werden, so daß sich die Anlaufszeit verlängert und
damit die Steigung der Anlaufkurven C und D in einem gewünschten Maß verändert· In vorteilhafter Weise kann unter Zugrundelegung
dieses Gedankens vorgesehen werden, daß alle Spinnrotoren unabhängig von ihrem Durchmesser oder sonstigen Gestaltungen das
gleiche entsprechend Fig. 3 ausgelegte Massenträgheitsmoment erhalten, so daß sich für das Wartungsgerät 52 keine Schwierigkeiten bei einer Umstellung der Offenend-Spinnmaschine ergeben.
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Des Wartungsgerät kann dann auch ohne weiteres bei benachbarten
Offenend-Spinnmaschinen eingesetzt werden, die beispielsweise
mit anderen Spinnrotoren arbeiten. Das Anlaufverhalten und die
Steigung der Anlaufkurven C und D lassen sich auch in der gewünschten Weise dadurch beeinflussen, daß während des Anlaufens
ein Bremsmoment auf den Botor 7 bzw. auf seinen Rotorschaft 8 ausgeübt wird, das kleiner ist, als das gleichzeitig wirkende
Antriebsdrehmoment.
In Fig. 4 ist eine weitere Möglichkeit dargestellt, wie das
Anlaufverhalten der Spinnrotoren 7 derart beeinflußt werden kann, daß eine ausreichende Zeitspanne zwischen dem Beginn
der Vorausspeisung und dem Anspinnzeitpunkt erhalten wird, wenn der Anspinnzeitpunkt einer günstigen Anspinndrehzahl n^ zugeordnet
werden soll, selbst wenn die Steigung des AnlaufVerhaltens
nicht beeinflußt wird. Hierzu wird vorgesehen, daß eine dem Spinnrotor 7 oder seinem Schaft 8 zugeordnete Bremse betätigt
wird, und zwar während eines ganz bestimmten Zeitpunktes während der Anlaufphase. Auch hier sei angenommen, daß die
Spinnrotoren in einem Bereich hochlaufen, der von parallelen Kurven A und B entsprechend Fig. 2 begrenzt wird. Um genügend
Zeit für das Durchführen der Vorausspeisung zu haben, d.h. zwischen dem StartZeitpunkt Tl der Zuspeisung und dem eigentlichen
Anspinnzeitpunkt T^ wird vorgesehen, daß eine dem Spinnrotor
7 zugeordnete Bremse kurzzeitig nach dem Zeitpunkt TZ betätigt wird, beispielsweise zu einem Zeitpunkt T^.
Das Einschalten der Bremse erfolgt zu einem Zeitpunkt T^, der an
sich in beliebigem Abstand nach dem Zeitpunkt T£ gewählt werden
kann. Dabei kann auch vorgesehen werden, daß der Brems Zeitpunkt Τι in den Bereich gelegt wird, der dem in Fig. 2 dargestellten
Anspinnzeitpunkt Ti entspräche, d.h. wenn der Spinnrotor etwa
die gewünschte Anspinndrehzahl erreicht hat. Dann wird zweckmäßigerweise vorgesehen, daß die Bremse in dem nun frei wählbaren
Anspinnzeitpunkt T^ oder später gelöst wird. Die Zeitspanne
t^ zwischen dem Zeitpunkt Tg des Beginns der Vorauseinspeisüng
und dem eigentlichen AnspinnZeitpunkt T£ ist somit
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durch die Dauer der Betätigung der Bremse frei wählbar. Es ist
zweckmäßig, wenn in ihrer Bremswirkung sehr genau dosierbare
Bremsen vorgesehen werden, insbesondere berührungslos arbeitende magnetische oder elektrische Bremsen. Biese Bremsen haben
den Vorteil, daß nicht nur ihre Wirkung sehr genau dosierbar ist, sondern auch ihre Einschalt- und AusschaltZeitpunkte. Bei
dieser Art der Verlängerung der Anlaufphase durch eine Unstetigkeitsstelle
in den Kurven A und B wird nur die Zeitspanne tjf nicht jedoch der Toleranzbereich zwischen den Drehzahlen n;.
und n£ beeinflußt. Das Einschalten der Bremse kann daher zu
einem beliebigen Zeitpunkt Tg zwischen dem Beginn der Faserzuspeisung
und dem eigentlichen Ansetzpunkt erfolgen, ohne daß sich dann etwas Grundsätzliches ändert.
Die in Fig. 5 dargestellte Möglichkeit, bei der ebenfalls die
Rotordrehzahl η über der Zeit T aufgetragen ist, unterscheidet sich von den vorausgegangen Ausführungsformen dadurch, daß vor
dem eigentlichen AnspinnZeitpunkt T\ der Spinnrotor bereits
seine Betriebsdrehzahl nb erreicht hat und daß er zu einer
günstigen Anspinndrehzahl mi abgebremst wird. In diesem Fall
ist die Zeitspanne tc% zwischen dem Beginn Tg der Faserzuspeisung
und dem eigentlichen AnspinnZeitpunkt T£ beliebig wählbar, da
der Spinnrotor immer eine Drehzahl besitzt, die für ein Erzeugen eines einwandfreien Faserringes ausreicht. Nur beispielsweise
ist der Zeitpunkt T„ in Fig. 5 mit dem Zeitpunkt T_ zusammenfallend
dargestellt, zu dem der Bremsvorgang eingeleitet wird. Bei dieser Arbeitsweise ist es möglich, die Anspinndrehzahl n^
sehr genau anzufahren, wobei die Genauigkeit nur von der genauen Wirkung der Bremse abhängig ist, da von der praktisch an allen
Spinnaggregaten als gleich anzusehenden Betriebsdrehzahl n* ausgegangen
wird. Es bereitet an sich keine Schwierigkeiten, bei den bekannten Antriebsleistungen und gegebenen Verhältnissen
eine Bremse, insbesondere eine berührungslos arbeitende magnetische oder elektrische Bremse so zu dimensionieren, daß auf
eine ganz bestimmte Drehzahl heruntergebremst wird.
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Wenn die Bremswirkung nicht übermäßig exakt eingestellt werden kann, dann kann beispielsweise auch eine Kombination der Fig. 3
und 5 von Vorteil sein, bei welcher dann aus der Betriebsdrehzahl η£ des Spinnrotors auf einen Wert heruntergebremst wird,
der deutlich unterhalb der gewünschten Anspinndrehzahl n^ jedoch
oberhalb der mindest notwendigen Drehzahl nz für die Faserzuspeisung
liegt, und wobei dann gleichzeitig vorgesehen wird, daß die Bremse vor dem eigentlichen Anspinnzeitpunkt T^ gelöst
wird, so daß wieder während des Anlaufens der Faden angesetzt wird. Dabei ist es dann zweckmäßig, wenn Anlaufkurven mit flacher
Steigung vorgesehen werden, in denen nur kleine Änderungen der Rotordrehzahl in einer Zeiteinheit auftreten»
- In Fig. 6 ist ein Spinnrotor 7 mit verhältnismäßig kleinem Aussendurchmesser
dargestellt, dessen Anlaufkurve, sofern keine besonderen Maßnahmen getroffen würden, einen Verlauf gemäß der Anlaufkurven
A, B der Fig. 2 hätte. Um den Spinnrotor 7 der Fig. 6 ein Anlaufverhalten zu geben, so daß die Anlaufkurve C, D der
Fig. 3 enthalten wird, ist die Rückwand 83 deutlich über das
normale aus Festigkeitsgründen notwendige Maß verstärkt. Dies erhöht nicht nur die Masse des Spinnrotors 7t sondern in vorteilhafter
Weise sein Massenträgheitsmoment, welches für das Anlaufverhalten ausschlaggebend ist. Der Materialverbrauch für
einen Spinnrotor 7 mit verstärkter Rückwand 83 ist nicht größer,
da der Spinnrotor 7 überlicherweise aus dem Vollen gedreht wird. Da weiterhin der Außendurchmesser des Spinnrotors 7 nicht verändert
wurde, bleibt auch sein Luftwiderstand nach Erreichen der Betriebsdrehzahl ng im wesentlichen konstant, wodurch der Kraftverbrauch
im Betriebszustand praktisch nicht erhöht wird.
In Fig. 7 ist ein Spinnrotor 7a dargestellt, der gegenüber dem
in Fig. 6 dargestellten Spinnrotor 7 einen größeren Durchmesser aufweist. Es ist vorteilhaft, das Massenträgheitsmoment des
Spinnrotors 7a dem Massenträgheitsmoment des Spinnrotors 7 anzugleichen, weil dann die Programmsteuerung des Wartungsgerätes 5?
vom Durchmesser der einzelnen Spinnrotoren unabhängig ist. Dies
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bedeutet, daß die Bückwand 84 des Spinnrotors 7a wesentlich
dünner ausgeführt ist als die Rückwand 83 des Spinnrotors 7·
In den Ausführungsformen gemäß Fig. 8 und 9 sind weitere Maßnahmen
dargestellt, wie bei Spinnrotoren 7b und 7c mit kleinem
Durchmesser das Massenträgheitsmoment vergrößert werden kann. Bei der Ausführung nach Fig. 8 ist die an sich dünne Rückwand
85 des Spinnrotors 7b in seinem für das Trägheitsmoment wirksamen
Außenbereich mit einem aufgepreßten Stahlring 86 versehen. Auch hierbei wird der Luftwiderstand des Spinnrotors 7b praktisch
nicht erhöht. Die Abmessungen des Singes 86 können je
nach dem Durchmesser des Spinnrotors so gewählt werden, daß die Gesamtträgheitsmomente im wesentlichen gleich bleiben. Sofern
eis Drehen aus dem Vollen vorgesehen ist, kann gemäß Fig. 9 der Spinnrotor 7c auch dadurch in seinem Trägheitsmoment vergrößert
werden, daß bei an sich dünner Bückwand 87 im äußeren Durchmesserbereich ein Materialring 88 übrig gelassen wird, der
mit dem übrigen Spinnrotor 7c einstückig ist.
In Fig. 10 und 11 ist dargestellt, wie das Anlaufverhalten eines
Spinnrotors 7 beeinflußt werden kann, ohne das Massenträgheitsmoment selbst zu verändern. In beiden Ausführungsbeispielen ist
der Schaft 8 des Spinnrotors 7 im Keilspalt von Führungsrollenpaaren
89a« b gelagert und von einem Tangentialriemen 9 direkt
angetrieben. Die Führungsrollenpaare 89a, b wiederum werden von Lagerungen 90 aufgenommen, die an einer Halterung 91 angebracht
sind. Bei der Ausführungsform nach Fig. 10 ist im Bereich des Rotorschaftes 8 ein Elektromagnet 92 angeordnet, der, vorzugsweise
geschaltet durch das verfahrbare Wartungsgerät 52, nur während der Anlaufphase des Spinnrotors 7 zugeschaltet wird.
Auf diese Weise wirkt der Elektromagnet 92 als Bremse, die zu einer flachen Anlaufkurve C, D gemäß Fig. 3 zur Folge hat. Wie
in Fig. 11 dargestellt ist, ist es möglich, einen derartigen Elektromagnet 93 auch im Bereich des Spinnrotors 7 anzubringen
und diesen zu beeinflussen.
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Von dem Offenend-Spinnaggregat 2 der Fig. 12 sind das Gehäuse
3 und das Gehäuse 5 nur schematisch dargestellt. Um die Anlaufkurve
des Spinnrotors 7 zu beeinflussen, sind in jedem einzelnen Spinnaggregat Polschuhe 96 im Bereich des Rotorschaftes 8 angebracht.
Wie aus dem in Fig. 13 dargestellten Schnitt hervorgeht, sind hierfür zwei Polschuhe 96a und 96b vorgesehen, von denen
einer ein Nordpol und der andere ein Südpol ist. Aus Fig. 12 erkennt man, daß die Polschuhe 96 an einer mit einer Isolation
95 versehenen Halterung 9^ angebracht sind. Mit 52 ist strichpunktiert
die Kontur eines verfahrbaren Wartungsgerätes dargestellt, das einen um eine Achse 101 schwenkbaren Hebel 100 aufweist,
der einen Elektromagneten 97 trägt. Dieser Elektromagnet
97 weist ebenfalls Polschuhe 98 auf, die den Polschuhen 96 infolge
der Schwenkbewegung um den Punkt 101 zustellbar sind. Während des Hochlaufens des Spinnrotors 7 bilden die Polschuhe
96 des Spinnaggregates 2 gleichsam Verlängerung der Polschuh*
98 der Wartungsvorrichtung 52. Die Polschuhe 96 sind vorzugsweise
leicht federnd gehaltert, damit an der Berührungsstelle
99 kein Luftspalt entsteht. Der Elektromagnet 97 wird nur beim Anlaufen des Spinnrotors 7 betätigt, während seine Polschuhe
in der übrigen Zeit mit den Polschuhen 96 nicht in Berührung sind. Auf diese Weise kann die Anlaufzeit des Spinnrotors 7
gezielt verlängert werden. Selbstverständlich lassen sich auch bei entsprechenden Betätigung die Abläufe nach Fig. 4 oder 5
realisieren.
In Fig. 14 erkennt man neben dem Gehäuse 3 noch einen Teil des Gehäuses 4 für den Rotorschaft 8 sowie das schematisch dargestellte
Gehäuse 5« an dem noch der austretende Fadenabzugskanal
23 sowie das einlaufende Faserband 22 dargestellt sind. Im Bereich des Schaftes 8 des Spinnrotors 7 ist eine Wirbelstrombremse
102 vorgesehen, die von einem in Fig. 14 nicht dargestellten verfehrbaren Wartungsgerät unter Strom gesetzt werden kann.
Dies geschieht in der Anlaufphase des Spinnrotors 7 und dient
zum Zweck, die Anlaufzeit zu verlängern (Fig. 3), oder nur während eines Zeitabschnittes der Anlaufzeit (Fig. 4) oder um den
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Spinnrotor aus der Betriebsdrehzahl herunterzubrennen (Fig. 5)·
über elektrische Leitungen 104 ist die Wirbelstrombremse 102,
die an jedem Spinnaggregat angebracht ist,,mit einer Steckdose 103 verbunden, in welche ein Stecker 106 mit seinen Kontakten
107 eingesteckt werden kann. Der Stecker 106 ist Bestandteil eines Schwenkarmes 105 des nicht dargestellten Wartungsgerätes.
Es ist auch möglich, anstelle der Steckdose 103 einen Schalter vorzusehen, der von dem Schwenkarm dee Wartungsgerätes betätigt
wird. In diesem Fall muß die Wirbelstrombremse an eine Versorgungsleitung der Spinnmaschine angeschlossen sein. Ein derartiger
Schalter kann auch von Hand betätigt werden, wenn der Vorteil der relativ niedrigen Anspinndrehzahl bei einem manuellen
Anspinnen ausgenutzt werden soll.
/als Brems- oder Verzögerungs-Bei der Ausgestaltung der Fig. 15 ist zur Verlängerung der An-element
laufzeit des Spinnrotors 7 ein Permanentmagnet 108 vorgesehen,
der einem Ringbund 109 des Eotorschaftes 8 während der Anlaufphase
des Spinnrotors 7 zustellbar ist. Der Permanentmagnet 108 ist hierzu an einem um die maschinenfeste Achse 111 schwenkbaren
Doppelhebel 110 angeordnet, der nach vorn mit einem Fortsatz aus dem Gehäuse 5 herausragt. Ein entsprechender schwenkbarer
Hebel 116 des nicht dargestellten verfahrbaren Wartungsgerätes kann den Hebel aus seiner Normalposition 117 (strichpunktiert)
in seine Position 110 herunterdrücken, wodurch der Permanentmagnet
dem Ringbund 109 zugestellt wird. Diese Zustellbewegung wird durch einen stationären Anschlag 114 begrenzt, gegen den
sich eis Fortsatz 113 des doppelarmigen Hebels 110 legen kann. Sobald der Hebel 116 der Wartungseinrichtung den Hebel 115 wieder
freigibt, wird dieser unter der Wirkung der Zugfeder 112 wieder is seine Position 117 verschwenkt.
Fig. 16 zeigt eine Weiterbildung, bei welcher das Anlaufverhalten
oder überhaupt der Lauf des Spinnrotors 7 durch eine Wirbelstrombremse 129 beeinflußbar ist. Innerhalb des Gehäuses 3 sind zu
diesem Zwecke Polschuhe 128 einer Wirbelstrombremse stationär
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angebracht. Dies kann so geschehen, daß die Polschuhe 128 an der sogenannten Kanalplatte 127 angeordnet sind, die ein Teil des
schwenkbaren Gehäuses 5 bildet. Ein Bedienungsarm 130 des nicht dargestellten verfahrbaren Wartungsgerätes setzt die Wirbelstrombremse
129 unter Strom, so daß die Polschuhe 128 auf den Spinnrotor 7 wirken. Die Trennfugen zwischen der Wirbelstrombremse
und dem Schwenkarm 130 ist mit 131 gekennzeichnet.
I -
Bei der Ausführungsform gemäß Pig. 17 ist eine Spule 132 einer Wirbelstrombremse unmittelbar hinter dem Spinnrotor 7 um den
Rotorschaft 8 herum bzw. um einen !Ringbund des Spinnrotors 7 stationär angeordnet. Sie kann in das Gehäuse 3 eingefügt sein.
Die Spule 132 ist über eine elektrische Leitung 133 mit einer
Steckdose 13^ verbunden, in dessen Aufnahmen 136 die entsprechenden
Kontakte 137 eines Steckers 138 bringbar sind. Der Stecker 138 ist an einem schwenkbaren Arm 139 einer nicht dargestellten
verfahrbaren Wartungseinrichtung angeordnet. Auch hier kann ähnlich wie bei der Ausführungsform nach Fig. 14 anstelle einer
Steckdose ein von dem schwenkbaren Arm betätigbarer Schalter vorgesehen sein.
Die Möglichkeit, die Anlaufzeit des Spinnrotors 7 bzw. die Zeit zwischen der Voreinspeisung und einer günstigen Anspinndrehzahl
zu verlängern, kann auch ausgenutzt werden, wenn ein von Hand durchzuführendes Anspinnen ausgeführt wird. Außerdem ist es
möglich, dieses Vorgehen bei einem Sammelanspinnen zu verwenden, bei welchem beispielsweise bei einem Ingangsetzen der
Maschine alle Spinnaggregate gleichzeitig anlaufen sollen.
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L e e rs e i t e