CH706331B1

CH706331B1 - Coiling and twisting device of a ring spinning or ring twisting machine.

Info

Publication number: CH706331B1
Application number: CH01321/13A
Authority: CH
Inventors: Chokri Cherif; Anwar Abdkader; Ludwig Schulz; Dietmar Berger; Oliver Haas; lars Kuehn
Original assignee: Univ Dresden Tech; Leibniz Inst Für Festkörper Und Werkstoffforschung Dresden E V; Evico Gmbh Dresden
Priority date: 2011-01-28
Filing date: 2012-01-30
Publication date: 2015-09-15
Also published as: DE112012000596A5; WO2012100964A2; WO2012100964A3; DE112012000596B4

Abstract

Der Erfindung, die eine Vorrichtung zum Herstellen und Aufwickeln von Garnen in Ringspinn- und Ringzwirnmaschinen (17) betrifft, wobei das Garn (8) von einem Drallelement in Drehung versetzt und auf Grund einer sich einstellenden Geschwindigkeitsdifferenz zu Spindel und Kops auf den Kops aufgewickelt wird, liegt die Aufgabe zugrunde, deren Leistungsfähigkeit drastisch zu steigern, die Reibung zwischen Ring und Läufer zu eliminieren, die Lebensdauer massgeblich zu verlängern sowie die einwirkenden Kräfte zu reduzieren. Dies wird dadurch gelöst, dass das klassische Ring-Läufer-System (12) durch ein läuferloses supraleitendes Magnetlager-Ring-Drallelement-System ersetzt wird, wobei der Stator (1) mindestens ein supraleitendes Material (19) und eine Statorkühleinrichtung (9) umfasst.The invention relates to an apparatus for producing and winding yarns in ring spinning and ring twisting machines (17), wherein the yarn (8) is rotated by a swirl element and wound on the cop due to a self-adjusting speed difference to the spindle and Kops , The task is based on drastically increasing their performance, eliminate the friction between the ring and rotor, significantly extend the life and reduce the forces acting. This is achieved by replacing the classic ring-traveler system (12) with a rotorless superconducting magnetic bearing-ring swirl element system, the stator (1) comprising at least one superconducting material (19) and stator cooling device (9) ,

Description

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen und Aufwickeln von Garnen in Ringspinn- und Ringzwirnmaschinen, wobei das Garn von einem Drallelement in Drehung versetzt und auf Grund einer sich einstellenden Geschwindigkeitsdifferenz zu Spindel und Kops auf den Kops aufgewickelt wird. The invention relates to an apparatus for manufacturing and winding of yarns in ring spinning and ring twisting machines, wherein the yarn is rotated by a swirl element and wound up due to an adjusting speed difference to the spindle and cop on the cop.

[0002] Konventionelle Ringspinn- und Ringzwirnmaschinen sind mit einem Ring-Läufer-System zur Drehungserteilung des Fadens ausgestattet. Infolge der Drehung der Spindel wird der Läufer, in den der Faden eingehängt ist, welcher auf dem Ring beweglich befestigt ist, in Drehung versetzt. Der Läufer, der beispielsweise als einfache Drahtschlaufe ausgeführt sein kann, hat keinen eigenen Antrieb, sondern wird durch das in ihn eingehängte Garn von der Spindel mitgenommen. Durch die hohe Reibung des Läufers am Ring, durch den Luftwiderstand des Rings sowie den Luftwiderstand des Fadenballons zwischen Fadenführungsöse und Läufer bleibt der Läufer hinter der Drehzahl der Spindel zurück, was zu einem Aufwickeln des Fadens auf den Kops führt. Conventional ring spinning and ring twisting machines are equipped with a ring-rotor system for rotation of the thread. As a result of the rotation of the spindle, the rotor, in which the thread is suspended, which is movably mounted on the ring, is rotated. The runner, which may for example be designed as a simple wire loop, has no own drive, but is taken by the suspended in him yarn from the spindle. Due to the high friction of the rotor on the ring, through the air resistance of the ring and the air resistance of the yarn balloon between the yarn guide eyelet and rotor, the rotor remains behind the speed of the spindle back, resulting in a winding of the thread on the cop.

[0003] Bei der Bewegung des Läufers auf dem Ring kommt es infolge der auftretenden Fliehkraft zur Reibung zwischen Ring und Läufer. Weil es bei der kleinen Masse des Läufers nicht möglich ist, die entstehende Wärme in der zur Verfügung stehenden Zeit abzuleiten, resultiert daraus die Geschwindigkeitsbegrenzung des Läufers. Wird die Geschwindigkeit des Läufers erhöht, so wird die Erwärmung des Läufers so gross, dass dieser durchglüht und bricht. Zusätzlich führt dies zur Verschmelzung von thermoplastischen Fasermaterialien und zur Erweichung von honigtauhaltigen Baumwollen. During the movement of the rotor on the ring it comes as a result of the centrifugal force occurring for friction between the ring and rotor. Because it is not possible for the small mass of the rotor to dissipate the resulting heat in the time available, this results in the speed limit of the rotor. If the speed of the rotor is increased, the heating of the rotor becomes so great that it burns through and breaks. In addition, this leads to the fusion of thermoplastic fiber materials and the softening of honeydew cotton.

[0004] Die Produktivitätsbegrenzung des Ringspinnverfahrens liegt massgeblich beim Ring-Läufer-System und ist abhängig von Ring, Läufer und Garn. Eine Produktivitätserhöhung bedeutet eine Drehzahlerhöhung der Spindel, wodurch allerdings beim Überschreiten der Grenzen an den derzeitig zur Verfügung stehenden Ringen und Läufern der Verschleiss stark steigt. The productivity limitation of the ring spinning process is significantly in the ring-runner system and is dependent on ring, rotor and yarn. An increase in productivity means an increase in the speed of the spindle, which, however, greatly increases the wear when the limits are exceeded on the currently available rings and runners.

[0005] Die Begrenzung der Geschwindigkeit des Läufers bedeutet, dass die Liefergeschwindigkeit des Fadens nicht weiter erhöht werden kann, so dass das bestehende Ring-Läufer-System die Leistungsfähigkeit von Ringspinn- und Ringzwirnmaschinen begrenzt. The limitation of the speed of the rotor means that the delivery speed of the thread can not be further increased, so that the existing ring-traveler system limits the performance of ring spinning and ring twisting machines.

[0006] Eine nicht nennenswerte Steigerung der Geschwindigkeit des Läufers ist möglich, wenn die Materialpaarungen, die Beschichtung (US 5 313 773, US 5 086 615), die Formen (DE 1 937 475, US 6 568 164), das Läufergewicht und die Lagerung des Rings (JP 54 015 934) verändert werden. Eine weitere Erhöhung der Leistungsfähigkeit ist mittels angetriebenem Ring (US 4 305 246), durch einen in Schwingung versetzten Ring, durch das Ölen des Rings, eine läuferlose Vorrichtung sowie durch eine elektromagnetische Lagerung und Steuerung (US 7 205 692, DE 184 193) des Ring-Läufer-Systems erreichbar. Dennoch ist die Steigerung der Geschwindigkeit sehr gering. A not appreciable increase in the speed of the rotor is possible when the material pairings, the coating (US 5,313,773, US 5,086,615), the forms (DE 1,937,475, US 6,568,164), the rotor weight and the Storage of the ring (JP 54 015 934) to be changed. A further increase in performance is provided by a powered ring (US 4 305 246), by a vibrated ring, by the ringing of the ring, a runnerless device and by an electromagnetic bearing and control (US Pat. No. 7,205,692, DE 184 193) Reachable runner system. Nevertheless, the increase in speed is very low.

[0007] So offenbart US 7 205 692 ein magnetisches Lager für Ringspinnmaschinen mit läuferloser Topologie. Der drehbar gelagerte, mit einer Öse versehene Ring wird dabei axial durch Gruppen von Permanentmagneten gehalten, wobei die radiale Position der Rotationsachse des Rings über 2 Gruppen von je 4 Elektromagneten und 2 Abstandssensoren mit Hilfe eines PID-Reglers konzentrisch zur inneren Peripherie der umgebenden Lagerschale gehalten wird. Thus, US 7,205,692 discloses a magnetic bearing for ring spinning machines with runnerless topology. The rotatably mounted, provided with an eyelet ring is held axially by groups of permanent magnets, wherein the radial position of the axis of rotation of the ring via 2 groups of 4 electromagnets and 2 distance sensors held by means of a PID controller concentric with the inner periphery of the surrounding bearing shell becomes.

[0008] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Verdrillen von Fasermaterial und Aufspulen des entstehenden Garns oder Zwirns in Ringspinn- und Ringzwirnmaschinen zu schaffen, welche deren Leistungsfähigkeit drastisch steigert, die Reibung zwischen Ring und Läufer eliminiert, die Lebensdauer massgeblich verlängert sowie die einwirkenden Kräfte reduziert. The invention has for its object to provide a device for twisting fiber material and winding the resulting yarn or twine in ring spinning and ring twisting machines, which drastically increases their performance, eliminating the friction between the ring and runners, significantly prolongs the life and reduces the acting forces.

[0009] Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch eine Aufspul- und Dralleinrichtung für Ringspinn- und Ringzwirnmaschinen mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 8 gelöst. In den abhängigen Patentansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen beschrieben. The object underlying the invention is achieved by a winding and twisting device for ring spinning and ring twisting machines with the features of independent claim 1 and a method having the features of independent claim 8. In the dependent claims advantageous embodiments and developments are described.

[0010] Es wird eine Aufspul- und Dralleinrichtung für Ringspinn- und Ringzwirnmaschinen vorgeschlagen, welche mindestens einen ringförmigen Stator und mindestens einen ringförmigen, relativ zum Stator drehbaren, magnetfelderzeugenden Rotor mit mindestens einem Garnführungselement sowie einen drehbaren Kops umfasst, wobei der Rotor und der Stator koaxial zum Kops angeordnet sind, und wobei der Stator mindestens ein supraleitendes Material und eine Statorkühleinrichtung umfasst. It is proposed a winding and twisting device for ring spinning and ring twisting machines, which comprises at least one annular stator and at least one rotatable, rotatable relative to the stator, magnetic field generating rotor with at least one Garnführungselement and a rotatable cop, wherein the rotor and the stator are arranged coaxially with the cop, and wherein the stator comprises at least one superconducting material and a stator cooling device.

[0011] Der Rotor umfasst zumindest Teilbereiche aus permanentmagnetischem Material, die ein Magnetfeld erzeugen. Dies bedeutet, dass der Rotor insgesamt aus permanentmagnetischem Material gefertigt ist oder insgesamt magnetisiert ist, oder dass der Rotor bereichsweise magnetisiert ist oder Permanentmagneten aufweist. Andere Teilbereiche von Stator und Rotor können auch aus anderen, auch nichtmagnetischen Materialien bestehen. Um die einwirkenden Kräfte zu reduzieren, ist als Optimum ein Minimum des Rotorgewichtes anzustreben. The rotor comprises at least portions of permanent magnetic material which generate a magnetic field. This means that the rotor is made entirely of permanent magnetic material or is magnetized in total, or that the rotor is partially magnetized or has permanent magnets. Other sections of stator and rotor may also consist of other, non-magnetic materials. In order to reduce the acting forces, the optimum is to aim for a minimum of the rotor weight.

[0012] Damit sich ein supraleitender Zustand im Bereich des Stators einstellen kann, muss es dieser dem magnetischen Fluss des Rotors erlauben, in den Stator einzudringen, sowie eine Kühlvorrichtung zu seiner Kühlung vorhanden sein. Diese Statorkühleinrichtung zum Erzeugen tiefer Temperaturen, welche nötig sind zum Einstellen des supraleitenden Zustandes des supraleitenden Materials, muss so ausgeführt sein, dass sie die Temperatur in den supraleitenden Bereichen des Stators so weit absenken kann, dass diese unterhalb der Sprungtemperatur des verwendeten supraleitenden Materials liegt. In einer Ausgestaltung der Erfindung kann die Kühleinrichtung in Form eines Badkryostaten, welcher bei Einsatz von Hochtemperatursupraleitern mit Sprungtemperaturen oberhalb von 77K mit flüssigem Stickstoff gefüllt sein kann, ausgeführt sein, wobei in anderen Ausgestaltungen der Erfindung auch andere Kryostaten, wie Verdampfungskryostaten, bei denen eine Kühlung mit kaltem Gas erfolgt, oder eines Refrigeratorkryostates, bei dem keine Kryoflüssigkeit notwendig ist, verwendet werden. Diese können durch unterschiedliche Kombinationen von mehreren Kühleinrichtungen, welche sich durch die Ausnutzung ungleichartiger physikalischer Effekte der Kälteerzeugung unterscheiden, auch redundant verschaltet sein, um die Zuverlässigkeit des Systems zu erhöhen. In order for a superconducting state to be able to be set in the region of the stator, it must allow the magnetic flux of the rotor to penetrate into the stator and a cooling device for its cooling. This stator cooling device for generating low temperatures, which are necessary for adjusting the superconducting state of the superconducting material, must be designed so that it can lower the temperature in the superconducting regions of the stator so that it is below the transition temperature of the superconducting material used. In one embodiment of the invention, the cooling device may be in the form of a bath cryostat, which may be filled with liquid nitrogen when using high-temperature superconductors with transition temperatures above 77K, wherein in other embodiments of the invention, other cryostats, such as evaporation cryostats, in which a cooling with cold gas, or a refrigerator cryostat in which no cryogenic liquid is necessary to be used. These may also be redundantly interconnected by different combinations of multiple cooling devices, which differ in exploiting dissimilar physical effects of cooling, to increase the reliability of the system.

[0013] Das Fasermaterial wird durch ein Garnführungselement des Rotors geführt. Diese sind dabei vorzugweise so auszuführen, dass keine oder eine nur sehr kleine mechanische Unwucht des Rotors entsteht sowie die magnetische Reibung zwischen Rotor und Stator klein gehalten wird. Diese magnetische Reibung entsteht vor allem dadurch, dass das Magnetfeld eines Bereichs des Rotors durch die Anbringung von Garnführungselementen in seiner Homogenität gestört wird. Eine Ausführungsform der Erfindung ist dabei so gestaltet, dass an der inneren radialen Begrenzungsfläche des Rotors mindestens 2 sich paarweise gegenüberliegende Ösen als Garnführungselemente, die wahlweise verwendet werden können, angebracht sind. In einer anderen Ausführungsform wird der Faden durch ein Garnführungselement in Form einer axialen Bohrung in einem Bereich des Rotors geführt, wobei zum Ausgleich der mechanischen Unwucht und des magnetischen Reibungswiderstandes eine zweite oder mehrere axiale Bohrungen in den Rotor eingebracht werden können, die ebenfalls wahlweise verwendet werden können. The fiber material is guided by a yarn guide element of the rotor. These are preferably to be designed so that no or only a very small mechanical imbalance of the rotor is formed and the magnetic friction between the rotor and stator is kept small. This magnetic friction is mainly due to the fact that the magnetic field of a portion of the rotor is disturbed by the attachment of Garnführungselementen in its homogeneity. An embodiment of the invention is designed so that at least 2 pairs opposite loops are attached to the inner radial boundary surface of the rotor as Garnführungselemente that can be used optionally. In another embodiment, the yarn is passed through a yarn guide element in the form of an axial bore in a region of the rotor, wherein a second or more axial bores can be introduced into the rotor to compensate the mechanical imbalance and the magnetic frictional resistance, which are also optionally used can.

[0014] Durch die Rotation des Rotors darf die Verteilung des magnetischen Flusses im Stator nicht beeinflusst werden. Unter Einhaltung eines optimalen Abstandes der sich gegenüberliegenden Begrenzungsflächen von Rotor und Stator und der Verankerung der Flussschläuche des eindringenden inhomogenen magnetischen Feldes des Stators durch das Absenken der Temperatur des supraleitenden Materials unterhalb seiner Sprungtemperatur ist somit eine eigenstabile, passive Lagerung des Rotors von Stillstand bis Höchstdrehzahl möglich, wodurch auch Regelungs- bzw. Sensoreinheiten zur aktiven Lageregelung des Rotors entfallen. Durch diesen optimalen Abstand ist eine Verschleissfreiheit gegeben, woraus eine hohe Zuverlässigkeit und Unempfindlichkeit resultiert. Durch diese berührungsfreie Lagerung des Rotors und den Wegfall des Rings des klassischen Ring-Läufer-Systems, als massgeblich produktivitätsbegrenzendes, da Reibungswärme erzeugendes Bauteil ist von einer Steigerung der Rotationsgeschwindigkeit des Rotors auszugehen, was in Verbindung mit einer möglichen Vergrösserung des Kopsdurchmessers wiederum zu einer drastischen Produktivitätssteigerung führt. Due to the rotation of the rotor, the distribution of the magnetic flux in the stator must not be affected. By maintaining an optimal distance between the opposing boundary surfaces of the rotor and stator and the anchoring of the flow tubes of penetrating inhomogeneous magnetic field of the stator by lowering the temperature of the superconducting material below its transition temperature thus an inherently stable, passive bearing of the rotor from standstill to maximum speed is possible , Which also accounts for control or sensor units for active position control of the rotor. This optimal distance gives a freedom from wear, resulting in a high reliability and insensitivity. Through this non-contact mounting of the rotor and the elimination of the ring of the classic ring-rotor system, as a significant productivity-limiting, since frictional heat generating component is to start from an increase in the rotational speed of the rotor, which in turn with a possible increase in Kopsdurchmessers to a drastic Productivity increase leads.

[0015] Die sich einstellende eigenstabile, passive Lagerung des Rotors rührt aus dem Gleichgewicht der durch Positions- und Lageveränderung hervorgerufenen Rückstellkräfte und den Verankerungskräften der Flussschläuche im supraleitenden Material des Stators. Dadurch sind auch derartige Ausführungsformen der Erfindung realisierbar, bei denen die Rotationsachse des Rotors im Raum frei wählbar ist. Dadurch sind aber bei einer Ausführung der Erfindung abweichend von einer vertikal liegenden Rotationsachse des Rotors zusätzliche Elemente zum Führen des Garns vorzusehen. The self-adjusting, passive storage of the rotor is due to the balance of the positional and positional change caused by restoring forces and the anchoring forces of the flow tubes in the superconducting material of the stator. As a result, such embodiments of the invention can be realized, in which the axis of rotation of the rotor in the room is freely selectable. As a result, however, deviating from a vertical axis of rotation of the rotor additional elements for guiding the yarn are provided in an embodiment of the invention.

[0016] Die vorgeschlagene Aufspul- und Dralleinrichtung kann in einer Ausführungsform der Erfindung so gestaltet sein, dass Stator und Rotor mit einem axialen Abstand parallel zueinander angeordnet sind. Dabei kann der Rotor so angeordnet sein, dass er sich über, unter oder an jeder anderen Position zum Stator befindet, insoweit der axiale Abstand von Stator und Rotor klein genug ist, um es dem Magnetfeld des Rotors zu erlauben, in den supraleitenden Bereich des Stators einzudringen. In einer anderen derartigen Ausführungsform können 2 Statoren so angeordnet sein, dass ihre sich axial gegenüberliegenden Begrenzungsflächen jeweils einer axialen Begrenzungsfläche des Rotors gegenüber positioniert sind. The proposed winding and twisting device can be designed in one embodiment of the invention so that stator and rotor are arranged with an axial distance parallel to each other. In this case, the rotor may be arranged so that it is above, below or at any other position to the stator, as far as the axial distance between the stator and rotor is small enough to allow the magnetic field of the rotor, in the superconducting region of the stator penetrate. In another such embodiment, two stators may be arranged so that their axially opposed boundary surfaces are each positioned opposite an axial boundary surface of the rotor.

[0017] Die vorgeschlagene Aufspul- und Dralleinrichtung kann in einer Ausführungsform der Erfindung so angeordnet sein, dass der Stator und der Rotor koplanar angeordnet sind und der Stator den Rotor umschliesst. The proposed winding and swirling device can be arranged in one embodiment of the invention so that the stator and the rotor are arranged coplanar and the stator encloses the rotor.

[0018] Ein Bereich des Stators der vorgeschlagenen Aufspul- und Dralleinrichtung kann zur vorteilhaften Ausgestaltung einen Supraleiter Typ-II als supraleitendes Material aufweisen. In einer Ausführungsform können dies keramische Hochtemperatursupraleiter aus der Gruppe der Seltenerd-Barium-Kupferoxide (SE)BaCuO, beispielsweise Yttrium-Barium-Kupferoxide (YBaCuO) oder der Gruppe der Bismut-Strontium-Kalzium-Kupferoxide (BiStCaCuO) sein. Es sind auch Ausführungen der Erfindung möglich, die ein supraleitendes Material im Bereich des Stators aufweisen, welches eine noch höhere Sprungtemperatur besitzt als die bereits genannten Gruppen. Dadurch können die Leistungsparameter der Kühleinrichtung reduziert werden, was zu einer gesteigerten Energieeffizienz der vorgeschlagenen Aufspul- und Dralleinrichtung führt. An area of the stator of the proposed winding and swirling device can have a superconductor type II as a superconducting material for the advantageous embodiment. In one embodiment, these may be high temperature ceramic superconductors from the group of the rare earth barium copper oxides (SE) BaCuO, for example, yttrium-barium-copper oxides (YBaCuO) or the group of bismuth-strontium-calcium-copper oxides (BiStCaCuO). There are also embodiments of the invention are possible, which have a superconducting material in the region of the stator, which has an even higher transition temperature than the groups already mentioned. As a result, the performance parameters of the cooling device can be reduced, which leads to an increased energy efficiency of the proposed winding and twisting device.

[0019] Durch Anbringung von elektrisch leitfähigen Materialien, beispielsweise Aluminium, im Bereich des Rotors und einer durch eine Halteeinrichtung gehaltenen Drehzahlbeeinflussungseinrichtung, welche in einer Ausführungsform eine Spulenanordnung zum Erzeugen eines elektromagnetischen Wanderfeldes enthält, kann die Drehzahl des Rotors aktiv beeinflusst werden. Dies ist zum einen notwendig, um die Trägheitskräfte des Rotors und des Garns beim Beschleunigen der Aufspul- und Dralleinrichtung so einzustellen, dass das Garn in seiner Integrität nicht verändert wird, und zum anderen kann dadurch eine zu schnelle Rotation des Rotors und eine damit verbundene mögliche zu starke Aufheizung sowie eventuelle Zerstörung des Garns verhindert werden. Durch eine derartige Ausgestaltung der Erfindung wird es möglich, eine Verschmelzung von thermoplastischen Materialien oder eine Erweichung von honigtauhaltigen Baumwollen kontrolliert zu verhindern. Eine weitere Möglichkeit zur passiven Beeinflussung der Drehzahl des Rotors besteht in der Anpassung des Massenträgheitsmomentes des Rotors an die Erfordernisse des aufzuspulenden und zu verdrillenden Fasermaterials. By attaching electrically conductive materials, such as aluminum, in the region of the rotor and held by a holding device speed influencing device, which contains in one embodiment, a coil assembly for generating a traveling electromagnetic field, the rotational speed of the rotor can be actively influenced. This is firstly necessary to adjust the inertial forces of the rotor and the yarn when accelerating the winding and twisting device so that the yarn is not changed in its integrity, and on the other can thereby too fast rotation of the rotor and a possible associated excessive heating and possible destruction of the yarn can be prevented. Such an embodiment of the invention makes it possible to prevent a fusion of thermoplastic materials or a softening of honeydew cotton. A further possibility for the passive influencing of the rotational speed of the rotor consists in the adaptation of the mass moment of inertia of the rotor to the requirements of the fiber material to be wound up and twisted.

[0020] Der Stator wird von einer Halteeinrichtung gehalten, wobei diese in einer Ausführung der Erfindung sich so darstellt, dass ihre Position fixiert ist und sich die Spindel mit Kops relativ zum fixierten Stator axial, entlang der Spindelachse, bewegen muss, um das Garn gleichmässig auf den Kops aufzuwickeln. In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist dagegen die Spindel mit Kops fixiert, und die Statorhalteeinrichtung ist mit einer Statorverfahreinrichtung verbunden, so dass sich die Aufspul- und Dralleinrichtung für Ringspinn- und Ringzwirnmaschinen relativ zu Spindel und Kops axial, entlang der Spindelachse, bewegt. The stator is held by a holding device, which in one embodiment of the invention is such that its position is fixed and the spindle with cop relative to the fixed stator axially, along the spindle axis, must move to the yarn evenly to wrap up on the cop. In another embodiment of the invention, however, the spindle is fixed with Kops, and the Statorhalteeinrichtung is connected to a Statorverfahreinrichtung so that the winding and twisting device for ring spinning and ring twisting machines relative to the spindle and Kops axially, along the spindle axis moves.

[0021] Bei der Ausgestaltung der Statorhalteeinrichtung ist ein radialer Abstand zwischen dem Kops und der inneren radialen Begrenzungsfläche des Stators oder Rotors, je nachdem, welcher den kleineren Radius aufweist, einzuhalten. Um über den Zeitraum des Aufwickelns des Garns oder Zwirns auf den Kops den vom Fadenballon erzeugten Luftwiderstand gleich zu halten, ist es für die Ausführungsform mit bewegter Aufspul- und Dralleinrichtung möglich, den Fadenführer so gestalten, dass er ebenfalls von der Statorhalteeinrichtung gehalten wird oder direkt am Stator befestigt ist, damit sich seine Position zum Rotor nicht verändert. In the embodiment of the Statorhalteeinrichtung a radial distance between the cop and the inner radial boundary surface of the stator or rotor, whichever has the smaller radius to comply. In order to keep the air resistance generated by the yarn balloon over the period of winding the yarn or twine on the cop, it is possible for the embodiment with moving winding and swirling device, the yarn guide designed so that it is also held by the Statorhalteeinrichtung or directly attached to the stator, so that its position to the rotor does not change.

[0022] Weiterhin wird ein Ringspinn- oder Ringzwirnverfahren vorgeschlagen, bei dem Fasermaterial verdrillt und anschliessend aufgewickelt wird, wobei eine Aufspul- und Dralleinrichtung der beschriebenen Art bereitgestellt wird, der Rotor durch eine Rotorhalteeinrichtung koaxial mit einem Abstand zum Stator gehalten wird, die Temperatur des Stators unter die Sprungtemperatur des supraleitenden Materials abgesenkt wird und der Rotor durch die Rotorhalteeinrichtung freigegeben wird, bevor der eigentliche Spinn- oder Zwirnprozess beginnt, sobald der supraleitende Zustand des Stators erreicht wird. Furthermore, a ring spinning or ring twisting method is proposed in which the fiber material is twisted and then wound up, wherein a winding and swirling device of the type described is provided, the rotor is held by a rotor holding device coaxial with a distance from the stator, the temperature of Stators is lowered below the transition temperature of the superconducting material and the rotor is released by the rotor holding device before the actual spinning or twisting process begins, as soon as the superconducting state of the stator is reached.

[0023] Durch das anfängliche Halten des Rotors in einem wählbaren axialen Abstand zum Stator wird das Anfahren der Maschine bei der vorgeschlagenen Lösung wesentlich erleichtert. By initially holding the rotor at a selectable axial distance from the stator, the startup of the machine in the proposed solution is substantially facilitated.

[0024] Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen <tb>Fig. 1<SEP>ein Ausführungsbeispiel einer Aufspul- und Dralleinrichtung für Ringspinnmaschinen, bei dem der Stator und der Rotor mit einem axialen Abstand parallel zueinander angeordnet sind, <tb>Fig. 2<SEP>ein Ausführungsbeispiel einer Aufspul- und Dralleinrichtung für Ringspinnmaschinen, bei dem der Stator und der Rotor koplanar angeordnet sind und der Stator den Rotor umschliesst.The invention will be explained in more detail with reference to embodiments and accompanying drawings. Show <Tb> FIG. 1 <SEP> an embodiment of a winding and swirling device for ring spinning machines, in which the stator and the rotor are arranged with an axial distance parallel to each other, <Tb> FIG. 2 <SEP> an embodiment of a winding and swirling device for ring spinning machines, in which the stator and the rotor are arranged coplanar and the stator encloses the rotor.

[0025] Bei dem Ausführungsbeispiel, das in Fig. 1 in der Seitenansicht schematisch dargestellt ist, handelt es sich um den Ausschnitt einer Ringspinnmaschine (17), welche eine Aufspul- und Dralleinrichtung (18) zeigt. Der Stator (1), welcher mindestens ein supraleitendes Material (19) aufweist, ist, gehalten von der Statorhalteeinrichtung (10), koaxial zur Spindel/Spindelachse (7) angeordnet und wird von der Statorkühleinrichtung unter die Sprungtemperatur des supraleitenden Materials (19) abgekühlt. Der Rotor (2) und der Stator (1) sind mit einem axialen Abstand (23) und parallel zueinander angeordnet, so dass sie sich nicht berühren und das Magnetfeld des Rotors (2) in das supraleitende Material (19) des Stators (1) eindringen kann. In the embodiment which is shown schematically in Fig. 1 in the side view, it is the section of a ring spinning machine (17), which shows a winding and twisting device (18). The stator (1) having at least one superconducting material (19), held by the stator holding means (10), is arranged coaxially with the spindle / spindle axis (7) and is cooled by the stator cooling means below the transition temperature of the superconducting material (19) , The rotor (2) and the stator (1) are arranged at an axial distance (23) and parallel to each other so that they do not touch and the magnetic field of the rotor (2) in the superconducting material (19) of the stator (1). can penetrate.

[0026] Der Rotor (2) kann in einer Ausgestaltung der Erfindung ein elektrisch leitfähiges Material (14) aufweisen, in welchem von einer Drehzahlbeeinflussungseinrichtung (13) Wirbelströme erzeugt werden können, um die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors (2) aktiv zu verändern. In one embodiment of the invention, the rotor (2) may comprise an electrically conductive material (14) in which eddy currents can be generated by a speed-influencing device (13) in order to actively change the rotational speed of the rotor (2).

[0027] Zur Inbetriebnahme und Ausserbetriebnahme der Aufspul- und Dralleinrichtung (18) wird der Rotor (2) durch eine Rotorhalteeinrichtung (12) koaxial mit einem Abstand zum Stator (1) gehalten, die Temperatur des Stators (1) unter die Sprungtemperatur des supraleitenden Materials (19) abgesenkt und anschliessend der Rotor (2) durch die Rotorhalteeinrichtung (12) freigegeben. For commissioning and decommissioning of the winding and twisting device (18) of the rotor (2) by a rotor holding device (12) is held coaxially with a distance from the stator (1), the temperature of the stator (1) below the transition temperature of the superconducting Lowered material (19) and then the rotor (2) released by the rotor holding device (12).

[0028] Das Garn (8) läuft durch den Fadenführer (4), weiter durch den Balloneinengungsring (5) sowie durch ein auf der inneren radialen Begrenzungsfläche (25) des Rotors (2) angeordnetes Garnführungselement (3), um auf den Kops (6) aufgewickelt zu werden, da sich eine Relativgeschwindigkeit zwischen der von der Spindelhalteeinrichtung (15) gehaltenen und der Spindeldreheinrichtung (16) in Rotation gesetzten Spindel (7) in Bezug auf die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors (2) einstellt oder in einer Ausführungsvariante der Erfindung über die Drehzahlbeeinflussungseinrichtung (13) und ein am Rotor (2) angebrachtes elektrisch leitfähiges Material (14) durch Induktion von Wirbelströmen aktiv eingestellt werden kann. The yarn (8) passes through the yarn guide (4), further through the balloon constriction ring (5) and through a on the inner radial boundary surface (25) of the rotor (2) arranged yarn guide element (3) to the cop ( 6), since a relative speed between the spindle held by the spindle holding device (15) and the spindle turning device (16) set in rotation spindle (7) with respect to the rotational speed of the rotor (2) or in a variant of the invention over the speed-influencing device (13) and an electrically conductive material (14) attached to the rotor (2) can be actively set by induction of eddy currents.

[0029] Zum Aufwickeln des Garns (8) auf den Kops (6) wird in einer Ausführung der Erfindung die Statorverfahreinrichtung (11) in Richtung der Spindel/Spindelachse (7) bewegt werden, wobei die Fadenführung (4) über eine optionale starre Verbindung (20) mitbewegt werden kann, die Spindel/Spindelachse (7) aber ihre Position relativ zur Ringspinnmaschine (17) nicht verändert, während in einer anderen Ausführung der Erfindung sich die Position der Aufspul- und Dralleinrichtung (18) relativ zur Ringspinnmaschine (17) nicht verändert, sich dafür aber die Spindel/Spindelachse (7) mit Kops (6) durch die Spindelverfahreinrichtung (26) in Richtung der Spindel/Spindelachse (7) bewegt. For winding up the yarn (8) on the cop (6) in one embodiment of the invention, the Statorverfahreinrichtung (11) in the direction of the spindle / spindle axis (7) are moved, wherein the thread guide (4) via an optional rigid connection (20) can be moved, the spindle / spindle axis (7) but does not change its position relative to the ring spinning machine (17), while in another embodiment of the invention, the position of the winding and swirling device (18) relative to the ring spinning machine (17) not changed, but for the spindle / spindle axis (7) with cop (6) by the Spindelverfahreinrichtung (26) in the direction of the spindle / spindle axis (7) moves.

[0030] Bei einem anderen Ausführungsbeispiel, das in Fig. 2 in der Seitenansicht schematisch dargestellt ist, handelt es sich um den Ausschnitt einer Ringspinnmaschine (17), welche eine Aufspul- und Dralleinrichtung (18) zeigt. Der Stator (1), welcher mindestens ein supraleitendes Material (19) aufweist, ist, gehalten von der Statorhalteeinrichtung (10), koaxial zur Spindel/Spindelachse (7) angeordnet und wird von der Statorkühleinrichtung unter die Sprungtemperatur des supraleitenden Materials (19) abgekühlt. Der Rotor (2) und der Stator (1) sind koplanar angeordnet, wobei der Stator den Rotor umschliesst, so dass sie sich nicht berühren und das Magnetfeld des Rotors (2) in das supraleitende Material (19) des Stators (1) eindringen kann. In another embodiment, which is shown schematically in the side view in Fig. 2, it is the section of a ring spinning machine (17), which shows a winding and twisting device (18). The stator (1) having at least one superconducting material (19), held by the stator holding means (10), is arranged coaxially with the spindle / spindle axis (7) and is cooled by the stator cooling means below the transition temperature of the superconducting material (19) , The rotor (2) and the stator (1) are arranged coplanar, wherein the stator encloses the rotor, so that they do not touch and the magnetic field of the rotor (2) can penetrate into the superconducting material (19) of the stator (1) ,

[0031] Der Rotor (2) kann in einer Ausgestaltung der Erfindung ein elektrisch leitfähiges Material (14) aufweisen, in welchem von einer Drehzahlbeeinflussungseinrichtung (13) Wirbelströme erzeugt werden können, um die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors (2) aktiv zu verändern. In one embodiment of the invention, the rotor (2) may comprise an electrically conductive material (14) in which eddy currents can be generated by a speed influencing device (13) in order to actively change the rotational speed of the rotor (2).

[0032] Zur Inbetriebnahme und Ausserbetriebnahme der Aufspul- und Dralleinrichtung (18) wird der Rotor (2) durch eine Rotorhalteeinrichtung (12) koaxial mit einem Abstand zum Stator (1) gehalten, die Temperatur des Stators (1) unter die Sprungtemperatur des supraleitenden Materials (19) abgesenkt und anschliessend der Rotor (2) durch die Rotorhalteeinrichtung (12) freigegeben. For commissioning and decommissioning of the winding and twisting device (18), the rotor (2) by a rotor holding device (12) is held coaxially with a distance from the stator (1), the temperature of the stator (1) below the transition temperature of the superconducting Lowered material (19) and then the rotor (2) released by the rotor holding device (12).

[0033] Das Garn (8) läuft durch den Fadenführer (4), weiter durch den Balloneinengungsring (5) sowie durch ein auf der inneren radialen Begrenzungsfläche (25) des Rotors (2) angeordnetes Garnführungselement (3), um auf den Kops (6) aufgewickelt zu werden, da sich eine Relativgeschwindigkeit zwischen der von der Spindelhalteeinrichtung (15) gehaltenen und der Spindeldreheinrichtung (16) in Rotation gesetzten Spindel (7) in Bezug auf die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors (2) einstellt oder in einer Ausführungsvariante der Erfindung über die Drehzahlbeeinflussungseinrichtung (13) und ein am Rotor (2) angebrachtes elektrisch leitfähiges Material (14) durch Induktion von Wirbelströmen aktiv eingestellt werden kann. The yarn (8) passes through the yarn guide (4), further through the balloon constriction ring (5) and by a on the inner radial boundary surface (25) of the rotor (2) arranged yarn guide element (3) to the cop ( 6), since a relative speed between the spindle held by the spindle holding device (15) and the spindle turning device (16) set in rotation spindle (7) with respect to the rotational speed of the rotor (2) or in a variant of the invention over the speed-influencing device (13) and an electrically conductive material (14) attached to the rotor (2) can be actively set by induction of eddy currents.

[0034] Zum Aufwickeln des Garns (8) auf den Kops (6) wird in einer Ausführung der Erfindung die Statorverfahreinrichtung (11) in Richtung der Spindel/Spindelachse (7) bewegt, wobei die Fadenführung (4) über eine optionale starre Verbindung (20) mitbewegt werden kann, die Spindel/Spindelachse (7) aber ihre Position relativ zur Ringspinnmaschine (17) nicht verändert, während in einer anderen Ausführung der Erfindung sich die Position der Aufspul- und Dralleinrichtung (18) relativ zur Ringspinnmaschine (17) nicht verändert, sich dafür aber die Spindel/Spindelachse (7) mit Kops (6) durch die Spindelverfahreinrichtung (26) in Richtung der Spindel/Spindelachse (7) bewegt. For winding up the yarn (8) on the cop (6) in one embodiment of the invention, the Statorverfahreinrichtung (11) in the direction of the spindle / spindle axis (7) moves, wherein the thread guide (4) via an optional rigid connection ( 20) can be moved, the spindle / spindle axis (7) but does not change their position relative to the ring spinning machine (17), while in another embodiment of the invention, the position of the winding and twisting device (18) relative to the ring spinning machine (17) not changed, but for the spindle / spindle axis (7) with cop (6) by the Spindelverfahreinrichtung (26) in the direction of the spindle / spindle axis (7) moves.

Claims

1. Winding and twisting device of a ring spinning or ring twisting machine (17), comprising at least one annular stator (1) and at least one annular, relative to the stator (1) rotatable, magnetic field generating rotor (2) with at least one yarn guide element (3), as well a rotatable cop (6), wherein the rotor (2) and the stator (1) are arranged coaxially to the cop (6), characterized in that the stator (1) comprises at least one superconducting material (19) and stator cooling device (9) includes.

Second winding and twisting device according to claim 1, characterized in that the stator (1) and the rotor (2) with an axial distance (23) are arranged parallel to each other.

3. Winding and twisting device according to claim 1, characterized in that the stator (1) and the rotor (2) are arranged coplanar and the stator (1) enclosing the rotor (2).

4. Winding and twisting device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the superconducting material (19) is a type II superconductor.

5. Winding and swirling device according to one of claims 1 to 4, characterized in that there is further provided a device for actively influencing the rotational speed (13) of the rotor (2).

6. Winding and swirling device according to claim 5, characterized in that the speed influencing device (13) comprises a coil arrangement.

7. Winding and swirling device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the stator (1) by means of a Statorverfahreinrichtung (11) is movable in the axial direction.

8. A method for producing and winding a ring spun yarn or ring twist, wherein the fiber material is twisted and then wound, characterized in that a winding and swirling device according to one of claims 1 to 6 is provided, the rotor (2) by a rotor holding means (12 ) is held coaxially with a distance (23, 29) to the stator (1), the temperature of the stator (1) is lowered below the transition temperature of the superconducting material (19) and the rotor (2) is released by the rotor holding means (12) ,

9. The method according to claim 8, characterized in that the rotational speed of the rotor (2) is actively influenced.

10. The method according to claim 9, characterized in that the rotational speed of the rotor (2) by generating an on the rotor (2) acting electromagnetic traveling field is influenced.