Die ersten Spinnmaschinen waren sehr störanfällig, verursachten deswegen hohe Investitionskosten und versprachen wenig Gewinn. Als Arkwright 1769 sein Patent einer verbesserten Spinnmaschine anmeldete, gab es auch andere Konkurrenzmodelle. Wer die entscheidende Erfindung machte, ist nicht eindeutig zu klären, Arkwright jedenfalls konnte eine Maschine präsentieren, die funktionstüchtig war und mit der mehr und kostengünstigeres Garn als mit dem Handrad verarbeitet werden konnte. Sie war für sämtliche Garnarten verwendbar, wenn auch zunächst nur Baumwolle wegen der hohen Fadenbelastung eingesetzt wurde.
Zudem konnte als Antrieb ein Pferdegöpel eingesetzt werden. Die Entscheidung, ob Göpel oder Wasserrad, hing in der Praxis nicht von der Konstruktion der Maschine ab, sondern von der Lizenzpolitik des Patentinhabers. So verlangte Arkwright die Mindestabnahme von tausend Spindeln: „Bei einer solchen Größenordnung [...] gewährleistete [...] eine zentrale Energieversorgung mit Kraftmaschinen einen kontinuierlichen Betrieb und niedrige Kosten“. Durch den Wasserantrieb in seinem Betrieb Cromford erhielt die Maschine schließlich den Namen „Waterframe“.