CN102046862B - 具有单个锭子驱动装置的纺纱机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有单个锭子驱动装置的环锭纺纱机，该环锭纺纱机包含机架，该机架容纳着工位，所述工位在控制技术上划分为多个区段，其中，每个区段包括多个工位，并且每个工位设置了具有锭子(201)和锭子驱动装置(203)的锭子单元(200)。每个锭子单元(200)设置了锭子驱动电子单元(105)。此外，所述纺纱机包含每个区段(160)一个区段电子单元(112)，所述区段电子单元(112)通过数据线(133)与机器控制单元(101)相连接，其中通过数据线(134)在每个区段电子单元(112)上连接着多个锭子驱动电子单元(105)。本发明的突出之处在于，一个控制技术上的区段(160)包含四块各具有多个锭子驱动电子单元(105)的电路板(102.1-102.4)，在所述电路板(102.1-102.4)上通过印制导线(134、141、142)来向锭子驱动电子单元(105)供应能量并进行通信，其中，一块电路板构造为区段电路板(102.1)，所述区段电路板(102.1)包含所述区段电子单元(112)以及一个或者多个通往外部的通信装置和供电系统的连接接口(135)并且所述电路板(102.1-102.4)彼此串联连接。

Description

具有单个锭子驱动装置的纺纱机

技术领域

本发明涉及一种具有单个锭子驱动装置的纺纱或者捻线机，该纺纱或者捻线机包含机架，该机架容纳着多个工位，所述工位在控制技术上划分为多个区段，其中一个区段包括多个工位，并且每个工位设置了一个具有锭子和锭子驱动装置的锭子单元，并且每个锭子单元设置了一个锭子驱动电子单元；此外，所述纺纱或者捻线机包含用于触发锭子单元的机器控制单元和每区段一个区段电子单元，所述区段电子单元通过数据线与所述机器控制单元相连接，其中通过数据线在每个区段电子单元上连接着多个锭子驱动电子单元，所述锭子驱动电子单元能够通过所述机器控制单元由为其分配的区段电子单元来触发。

背景技术

具有大量带有单个锭子驱动装置的工位的纺纱或者捻线机具有复杂的触发及布线系统。因此比如必须单个地触发锭子的驱动马达。为此每根锭子需要自己的纺纱位电子装置，所述纺纱位电子装置可以直接地或者间接地通过区段电子装置与机器控制单元进行通信。所述纺纱位电子装置与锭子马达一起处于共同的结构单元中，该结构单元又与锭子一起形成所述锭子单元。在这方面必须记住，驱动马达相应地与所属的又称为驱动器的驱动电子装置一起作为物理单元来生产、供货并且安装到纺织机中。所述驱动马达和所属的驱动电子装置被视为不可分割的物理单元，因为其单个元件如驱动马达和驱动电子装置不能单独使用。

事实表明，具有单个锭子驱动装置的、通过机器控制单元来直接触发各个锭子的纺纱机的传统的结构类型在控制技术上然而也在电缆敷设及安装开销方面是十分麻烦和昂贵的。毕竟，大型的纺纱机可能包括多达1600根锭子。因此人们转而开发一些方案，按照这些方案在控制技术上将锭子合并为区段。一个区段的锭子驱动装置的锭子驱动电子单元在此不再直接与机器控制单元进行通信，而是与具有自身的智能的区段电子装置进行通信。另一方面，所述机器控制单元现在不再直接地而是通过上级的区段电子装置来触发锭子。而后在所述区段电子装置上应该根据由所述机器控制单元接收的指令来控制分配给所述区段电子装置的锭子驱动装置。

因此EP-A-0389849说明了一种用于环锭纺纱机的控制系统，所述环锭纺纱机具有大量的纺纱位，所述纺纱位能够按区段地共同进行监控和控制。为了自主地执行运行功能的至少一部分，为所述纺纱位分配了锭子驱动电子装置。为分别包括多个纺纱位的区段分配了处于所述锭子驱动电子装置上级的具有自身智能的区段电子装置，所述区段电子装置又与另外的设置在上级的阶层中的机器控制单元相连接。所述区段电子装置也设计用于自主地执行运行功能的至少一部分，比如断纱检测。

尽管该方案至少在纺纱机的控制流程中带来了显著改善，但是这种本身有利的控制方案在结构上的实现也一如既往地带来巨大缺点。此外，相应的纺纱机的制造、安装及电缆敷设开销是很大的。

因此，高的电缆敷设开销是基于所述区段电子装置通过数据总线与机器控制单元相连接并且设置在锭子驱动装置上的纺纱位电子装置又相应单个地或者通过总线与区段电子装置相连接而引起的。除了用于数据线的电缆敷设开销之外，还加上了用于向锭子驱动装置供应电能的布线开销。另外，也必须通过供电线路向所述区段电子装置和锭子驱动电子装置供应电能。此外因为所述电子装置所具有的供电电压不同于锭子驱动装置，所以必须设置两条单独的用于供电的布线线路。

通常必须由经过培训的并且相应高价的专业人员用手来处理布线作业，除了这样的布线作业的很高的且费用巨大的开销之外，也必须提供用于作为单独的模块来制造的区段电子单元和锭子驱动电子单元以及用于布线线路的制造费用。

发明内容

因此，本发明的任务是，提出一种新颖的用于在纺纱或者捻线机中安排控制电子装置和能量供应系统的结构方案，以便克服或者至少显著减少上面提到的缺点。

该任务按本发明通过以下方式得到解决，即控制技术上的区段包含至少两块各具有多个锭子驱动电子单元的电路板，在所述电路板上与所述锭子驱动电子单元之间的通信通过印制导线来进行，其中一块电路板构造为区段电路板，该区段电路板包含所述区段电子单元以及一个或者多个用于连接外部的通信装置的连接接口，并且所述电路板彼此相连接，使得与控制技术上的区段的电路板上的各个锭子驱动电子单元之间的通信通过所述区段电路板来进行。

在本发明的改进方案中，在所述至少两块电路板上同样通过印制导线来向所述锭子驱动电子单元的功率级和/或者电子装置供应能量，其中所述区段电路板包含一个或者多个用于连接外部的供电系统的连接接口，并且所述电路板彼此相连接，从而通过所述区段电路板来向控制技术上的区段的电路板上的各个锭子驱动电子单元供应能量。

所述电路板可以串联地也就是说先后地彼此相连接。也就是说因此辅助电路板不是全部直接与区段电路板相连接，而总是间接地通过最近的相邻的电路板来连接，其中与所述区段电路板相邻的辅助电路板与所述区段电路板相连接。但是也可以规定，每块辅助电路板直接与所述区段电路板相连接。辅助电路板是指一个区段的不是区段电路板的那些电路板。

所述纺纱机可以是环锭纺纱机、毛圈纺纱机、离心罐式纺纱机或者漏斗纺纱机。所述纺纱或者捻线机可以构造为单侧的或者双侧的。双侧的意味着，在机器横截面视图中以对称的布置在两个机器侧上布置了纺纱或者捻线位。对于单侧的机器来说，则相应地仅仅在一侧布置了工位。

“区段”这个单独的概念在本申请中是指控制技术上的区段，该区段具有多个工位，也就是指纺纱或者捻线位，所述纺纱或者捻线位的锭子驱动电子单元通过共同的区段电子单元来触发或者说管理。这样的区段限制在一个机器侧上。它沿机器纵向延伸并且包括多个相邻的工位。

一个区段比如可以包括24个工位也就是锭子驱动马达。在本发明的优选的改进方案中，一个区段包含4块电路板，所述电路板各具有6个用于分配给该区段的工位或者说锭子驱动装置的锭子驱动电子单元。这4块电路板之一构造为区段电路板并且相应地包含一个区段电子单元。

电路板，也称为电路卡或者印刷电路板，应该是指由绝缘的材料尤其合成材料制成的基座，该基座具有固定或者说附着在该基座上的导电的连接也就是印制导线。印制导线以导电层的形式存在于基座上。这种由导电的材料构成的层通常比较薄。印制导线的制造可以通过蚀刻或者说印刷过程来进行。

电路板用于以机械方式固定所述区段电子单元和锭子驱动电子单元并且用于通过用于信号或者说数据交换的印制导线使这些电子构件彼此进行电连接(数据或者说信号线)。在本发明的改进方案中，不仅所述区段电子装置与锭子电子装置之间的数据或者说信号连接以印制导线的形式存在，而且用于向所述区段电子装置和/或锭子驱动电子装置供应电能的供电线路也作为印制导线存在于所述基座上。此外，优选所述通向锭子驱动电子单元的功率级的用于最终向锭子驱动装置供应电能的供电线路也作为印制导线存在于所述基座上。电子模块的机械固定比如可以通过导电的插塞连接如插脚和/或钎焊连接来进行。

所述机器控制单元优选包含中央的控制单元比如可编程逻辑控制器(SPS)，该控制单元具有主处理器(CPU)，借助于所述主处理器(CPU)来控制纺纱或者说捻线机。结合这里的了解不同阶层的控制方案，所述机器控制单元可以被视为所谓的主机。所述机器控制单元优选至少为运行功能的一部分而设计，所述运行功能则用于优选通过相关的区段电子单元和所配属的锭子驱动电子单元来对工位进行控制干预。因此比如机器的转速提高(比如起始纺纱过程)以及机器的所计划的转速下降(比如纺到满纱过程)通过所述机器控制单元来控制。

所述区段电子单元包括控制器，该控制器优选允许通过区段电子装置来自主地执行运行功能。控制器是指具有集成的开关电路的电子单元，该电子单元控制、调节或者说切换不同的过程。此外，所述控制器在某种意义上也在机器控制单元的CPU解决其任务方面向CPU提供支持。此外，该控制器用于对机器控制单元与锭子驱动电子装置之间的数据通信进行调节。该控制器优选包含处理器，也就是计算单元。该控制器优选是微型控制器。因为控制器与微型处理器之间的界限有时不清楚，所以微型处理器也属于控制器这个概念。也可以设想，所述控制器是CPLD(Complex Programmable Logic Device(复杂可编程逻辑装置))。但是，就CPLD来说，在区段电子装置这个层面上的功能是非常受限制的，因而很少考虑CPLD。

所述控制器优选通过光电耦合器与通信接口相连接。所述光电耦合器是光电子的复合结构元件，该复合结构元件在输入电路与输出电路之间进行电隔离(电绝缘)的同时用于传输电信号。

所述锭子驱动电子单元用于直接触发为其分配的锭子驱动马达。该锭子驱动电子单元包括控制器，该控制器则优选用于自主地执行运行功能，比如功率级的控制或者说切换、通过锭子驱动装置引起的电流消耗或者说功率消耗的测量或者外部指示器或者手动开关的管理。控制器是指具有集成的开关电路的电子单元，该电子单元控制、调节或者说切换不同的过程。该控制器优选包含处理器，也就是计算单元。该控制器优选是微型控制器。因为控制器与微型处理器之间的界限有时不清楚，所以微型处理器也属于控制器这个概念。也可以设想，所述控制器是CPLD(Complex Programmable Logic Device)。但是，就CPLD来说，在锭子驱动电子装置这个层面上的功能是非常受限制的，因而很少考虑CPLD。

此外，所述锭子驱动电子单元包含功率级，也称为功率驱动器或者Power Stage(功率级)，通过所述功率级来向锭子驱动装置供应功率。所述功率驱动器是连接在控制单元(控制器)与负载(锭子驱动装置)之间的结构元件，用于避免通过负载的电流直接给控制单元施加负荷并且调整电平。为此将负载的工作电压加载到功率驱动器上并且控制单元在具有能够预测的电流的输入侧上将这种工作电压转接到功率驱动器的输出侧上。因此通过所述功率级来切换所属的锭子马达的供电。

多个锭子驱动电子单元也可以以物理方法合并在共同的基座比如芯片上，但是其中每个锭子驱动电子单元保留自己的控制器以及自己的功率级和自己的接口。

按照本发明的一种优选的改进方案，分配给相应的工位的锭子驱动装置能够通过所配属的锭子驱动电子单元或者说上级的区段电子单元以电子方式并且有利地也借助于手动开关来切断。但是原则上相应的纺纱或者说捻线位也可以由主机来切断，这在出现特定的故障情况时特别有利。

为了自主地关闭或者也为了激活工位，所述锭子驱动电子单元包含接口电子装置尤其数字的I/O(输入/输出)接口，通过所述接口电子装置比如可以连接用于在现场也就是说直接在纺纱位处手动接通和切断锭子驱动装置的手动开关装置。所述具有相应的开/关输入功能的手动开关装置有利地布置在纺纱位处，比如在锭轨处布置在锭子旁边。通过这种方式，纺纱人员比如可以在消除断纱之后在现场再次手动地接通锭子或者在发现故障时断开锭子。因而通过手动开关装置来触发锭子驱动装置自主地由机器控制单元来进行，并且通过锭子驱动电子单元并且/或者必要时通过区段电子单元来执行。

此外，所述锭子驱动电子单元的接口电子装置也可以用于连接指示器，尤其是故障指示器。所述指示器比如可以是光学指示器(灯)，该指示器比如可以显示出工位上的断纱、锭子停止、锭子蠕动或者其它故障。所述指示器同样可以自主地由机器控制单元通过锭子驱动电子单元并且/或者必要时通过区段电子单元来操纵。此外，作为补充方案或者替代方案也可以设置与所述区段电子单元相连接的区段指示器，该区段指示器比如显示出在分配给该区段的工位上出现的故障。所述区段指示器相应地布置在所述区段的区域内。可以规定，所提到的指示器也可以通过所述机器控制单元来触发。

此外，纱线监视器和/或粗纺停止装置也可以连接到所属的锭子驱动电子单元或者区段电子单元上。如果由于故障而通过所述区段电子单元或者锭子驱动电子单元比如切断一个工位，那么该单元也可以通过所述粗纺停止装置使得粗纺停止。

关于与通过机器控制单元、区段控制单元和锭子驱动控制单元来执行极为不同的运行功能及其任务划分有关的进一步的解释，请参照EP-A-0389849。

所述锭子驱动装置是电动马达，尤其是BLDC马达(无刷直流马达)。但是该电动马达也可以是同步马达或者异步马达。所述功率级可以根据所使用的马达类型而包含转换器比如变频器。

数据或者说信号线从所述机器控制单元引向所述区段电子单元并且将该区段电子单元与机器控制单元连接起来。所述数据线优选是数据总线。所述区段电子单元有利地通过数据总线彼此相连接，所述机器控制单元可以访问所述数据总线。数据总线有利地沿相应的纺织机沿着两个机器侧延伸。数据总线可以分配到所述两个机器侧地具有左分支和右分支，它们比如各具有一个终端电阻。所述两条分支在所述机器控制单元中会合。但是数据总线也可以构造为环形总线或者星形总线。数据总线可以是串联的或者并联的总线。数据总线可以构造为电导体、构造为光导体或者由这二者的组合来构成。

除了数据总线连同其比如用于普通的通信的电导体之外，可以在所述机器控制单元的层面与所述区段电子单元的层面之间额外地设置用于快速地传输数字信号的光导体或者电导体。这个额外的导体可以单独地构成或者集成到数据总线中。但是所述额外的导体优选相应地通过单独的输入端(数字I/O)通向区段电子单元。这条额外的信号线优选在所述机器控制单元或者电网故障传感器系统与所述区段电子单元之间或者直接在锭子驱动电子单元之间建立直接的硬件连接。

这条额外的信号线比如用于在电网故障时为了将锭子驱动马达转换到发电机运行而直接传输控制指令。这种处理方式的基础是本身公知的构思，即在电网故障时将锭子驱动装置转换到发电机运行，以便可以借助于以发电机方式产生的功率来使更加快速地惯性运动的牵伸装置驱动装置与减速的锭子协调地受控制地降低转速。在没有这种发电机式的反馈的情况下，牵伸辊与锭子相比会较快地并且不受控制地进行惯性运动，这会导致断纱。关于在电网故障时在锭子驱动装置的发电机式的运行后面存在的方案的其它的细节，比如可以从DE-C-4312023或者EP-B-451534中获得。

原则上应该尽可能无延迟地转换到发电机运行。但是控制信号通过普通的通信线路的行程要求较多的时间，直到其到达其指定地点并且可以相应地实施控制指令。利用所说明的类型的数字的信号线，控制信号可以从机器控制单元或者甚至直接从电网故障传感器系统传递给区段电子单元，所述区段电子单元而后促使转换到锭子驱动装置再生。

鉴于最佳的信息流以及电缆敷设开销的降低，有利的是，所有来自或者传输给工位或其锭子驱动电子单元的数据都能够通过所配属的区段电子单元来控制以及集中。这也意味着，区段的电路板仅仅拥有用于与机器控制单元进行数据及信号交换的连接接口，所述连接接口布置在所述区段电路板上。

工位可以包括用于确定工位上的特定参数的传感器或其它器件。因此比如通过锭子驱动装置引起的电流消耗或者说功率消耗或者锭子转速可以通过锭子驱动电子装置必要时借助于传感器来检测。从这些测量数据中可以获取关于断纱或者纱线张力的信息。相关的锭子或者说分配给该锭子的驱动装置在断纱时可以通过所述锭子驱动电子单元或者区段电子单元自主地停止。

至少比如由工位的传感装置检测到的信号的一部分能够通过相关的锭子驱动电子单元及上级的区段电子单元为分析和/或上级的显示而输送给机器控制单元。为进行这样的分析或者说显示，比如将断纱、手动切断、锭子转速和/或其它类似的代表性的信号输送给所述机器控制单元。

在结构技术上，纺纱或者说捻线机可以根据积木式组件原理按区段地构成，其中为这样的结构技术上的区段下面简称为机器区段分配了多个纺纱或者捻线位。机器区段相应地包括处于两个机器侧上的工位。传统的机器区段比如包括48个工位，其中在左边的和右边的机器侧上分别布置了24个工位。机器的区段划分允许机器具有模块化的结构。纺纱或者说捻线机在这种情况下由彼此并列的机器区段构成。通过这种方式，可以将机器以相同的机头和机器底座但不同数目的工位装配。机架为此同样具有相应的区段式的结构。

结构上的区段结构类型与控制技术上的区段结构类型不一致，因为控制技术上的区段仅仅包括处于一个机器侧上的纺纱位。但是有利的是，在控制技术上将工位合并为区段并且相应地分配相应的区段电子单元以在结构上将机器划分为机器区段为依据。在本发明的一种优选的实施方式中，机器区段包括两个控制技术上的区段，其中第一区段布置在左边的机器侧上并且第二区段对置地布置在右边的机器侧上，其中所述两个区段关于工位的数目相互补足为一个机器区段。

但是，机器区段也可以包括两个以上的控制技术上的区段，其中一个机器区段通常总是包括偶数数目的控制技术上的区段。这样的积木式组件原理的运用实现了在制造企业中预装配机器区段，这就显著地减少了在纺纱企业中的安装时间。

按照本发明，控制技术上的区段包含至少两块电路板，其中所述电路板之一构造为区段电路板，该电路板除了锭子驱动电子单元之外还额外地包括区段电子单元和向外用于连接机器控制单元的通信接口。此外，所述区段包含至少一块另外的电路板，该电路板包括锭子驱动电子单元。所述区段也可以包含两块、三块、四块、五块或者五块以上的另外的具有锭子驱动电子单元的电路板。优选所述区段包含三块另外的这样的电路板。在这些电路板的每一块上包括区段电路板上，比如布置了6个锭子驱动电子单元。所述4块电路板由此形成了由4＊6＝24个工位构成的区段。包含在另外的电路板上的电子组件优选仅仅是锭子驱动电子单元。

区段的电路板有利地至少在通信技术上彼此串联连接。也就是说，电路板沿机器纵向先后布置并且前面的电路板通过相应的导线连接分别与相邻的电路板相连接。为此两块相邻的电路板的印制导线通过线或者说电缆彼此相连接。通信连接在所述区段电路板的区段电子单元中汇合。所述线连接或者说电缆连接可以通过插塞连接连接在电路板上。电路板也可以直接在省略处于其之间的电缆或者线的情况下借助于插塞连接器彼此相连接。

同样的连接方案也优选适用于锭子驱动电子单元和/或锭子驱动装置或其功率级的能量供应。这里所述四块电路板也在能量技术上优选彼此串联连接。也就是说，电路板沿机器纵向先后布置并且前面的电路板通过相应的比如前面提到的类型的导线连接分别与相邻的电路板相连接。能量供应连接在所述区段电路板上在共同的与外部的能量供应系统之间建立连接的连接接口处汇合。

电路板具有相应的连接接口，尤其插接接头或者钎焊连接，用于与相邻的属于同一个区段的电路板之间建立能量供应连接和/或通信连接。

插接接头在本申请的范围内应该是指插塞连接器的公部件或母部件。插接接头比如可以是插头或嵌入式插头或者说接合器或者插座。

锭子驱动装置的供电同样优选通过电路板来进行。在编号为07021866.4的欧洲专利申请中，说明了一种用于向纺纱机的锭子驱动马达供电的方案。在本发明的一种优选的实施方式中，从外面向锭子驱动马达供电以在该申请中所说明的方案为依据。

尤其在使用BLDC锭子马达时，锭子驱动装置的功率供应根据按照所提到的编号为07021866.4的欧洲专利申请所述的供应方案优选通过270V(伏特)直流电源(比如通过DC总线)来进行。所述DC总线在这里由具有电压U1(比如+270V)的第一直流轨、具有电压U2(比如-270V)的第二直流轨和第三直流轨(比如0V)构成。第一直流电网由所述第一和第三直流轨构成并且第二直流电网由所述第二和第三直流轨构成。所述第一和第二直流电网提供电压为270V的直流电。此外，由所述第一和第二直流轨可以构成具有540V电压的直流电的第三直流电网。关于所提到的直流电网的更多的解释，请再参照编号为07021866.4的欧洲专利申请。

如果现在所述锭子驱动电子单元的功率级从上面所说明的DC总线获得其能量，那么应该有利地注意，先后相随的功率级在电路板的内部、不过也在所有先后沿机器纵向布置的电路板上总是交替地由第一和第二电网来馈电。也就是说，在电路板的内部并且在所述电路板上第一功率级从第一电网中获得功率并且相邻的第二功率级从第二电网中获得功率并且接下来与第二功率级相邻的第三功率级又从第一电网中获得功率等等。

作为替代方案也可以规定，第一电路板的所有功率级从第一电网中获得功率并且相邻的第二电路板的所有功率级从第二电网中获得功率并且与第二电路板相邻的第三电路板又从第一电网中获得功率等等。也就是说，在一个区段内部的以及在所有区段上的电路板交替地从第一和第二电网中获得用于功率级的功率。通过这种方式来保证供电的对称性并且供电系统稳定地运转。所述电路板或者至少所述区段电路板为了由第一和第二直流电网向各个功率级交替地供电而相应地装备有连接接口和印制导线。

出于上面所提到的原因也优选的是，所述区段电子单元在其没有通过数据总线连接来供应电能时以及尤其所述锭子驱动电子单元通过所述540V的第三直流电网来馈电而不是通过所述270V的第一或第二直流电网来馈电。虽然也可以使用后面一种方法，但是它干扰了供电对称性并且因此会使供电系统不稳定。在由第三直流电网馈电时，必要时应该为所述转换器分配变压器。

原则上也可以依赖于所使用的锭子驱动装置来选择其它的电源比如交流电源。

所述锭子驱动电子单元的功率级通过相应的导线连接与电源相连接。馈电线如已经提到的一样优选作为印制导线构造在电路板上。所述区段优选经由所述区段电路板通过仅仅一个用于功率级或者说锭子驱动装置的功率供应的连接接口与外部的电源相连接。在按照上面的解释用交替的电源向功率级馈电时，所述区段优选经由所述区段电路板通过仅仅两个用于功率级或者说锭子驱动装置的功率供应的连接接口与两个外部的电源(第一和第二直流电网)相连接。

当然也可以为每个功率级和/或锭子驱动电子装置在电路板上设置单独的用于连接外部的电源的连接接口。此外，可以为一个区段的每块电路板设置单独的用于连接外部的电源的连接接口，用于向这块电路板的功率级和/或锭子驱动电子单元供应电功率。但是这些解决方案出于经济上的考虑并非特别优选。

同样必须向所述区段电子单元和/或锭子驱动电子单元供应电能，但是供应具有比锭子驱动装置低的电压的电能，也就是说比如供应具有5V、15V或者24V的电压的电能。用于向所提到的电子模块供电的导线同样优选作为印制导线构造在电路板上。关于电源：

a.一个区段的所有电路板或者说仅仅所述区段电路板可以通过另外的用于电子组件的功率供应的连接接口与外部的电源相连接(比如通过所述第三直流电网)；或者

b.所述电子组件的功率供应可以通过上面所说明的用于功率级的电压供应(比如第一或者第二直流电网)来进行。

在情况b中，要么在电路板上紧接在连接接口后面要么在连接接口上或者在电路板的外部在连接接口的前面分支出用于电子组件的电压供应。在所有情况下，这里电路板的电压供应都仅仅通过一个共同的外部的电源来进行。

在所述区段电路板上优选设置了转换器尤其电压转换器，该转换器比如将(比如270V或者540V的)输入直流电压转换为较低的(比如5V或者15V的)输出直流电压。按输入电压是直流电压还是交流电压，所述转换器也应该具有整流器功能。如果用于电子组件的电压从用于功率级的电压供应上取用并且必须相应地变换到较低的水平，那么转换器尤其是必要的。优选仅仅所述区段电路板具有这样的转换器。电子组件的馈电对于一个区段的所有电路板来说优选通过这一个转换器来进行。

但是也可以规定，一个区段的每块电路板包含自己的转换器，该转换器将用于电子组件的供电电压降低到所需要的水平。因此一个区段的每块电路板如已经在所述区段电路板的范围内所说明的一样可以使其供电电压比如从用于功率级的比如270V或者540V的供电电压上分支出来，并且通过所述转换器降低到所需要的水平比如5V或者15V。然后相应的印制导线从所述转换器通向负载。

也可以设想，所述区段电路板包含第一转换器，该第一转换器将供电电压从高的水平比如270V或540V置于较低的水平比如20到30V。印制导线从所述第一转换器通向设置在每块电路板上的第二转换器，所述第二转换器将供电电压置于对于电子组件的供电来说所需要的精确的水平比如5V或者15V。所述两种前面提到的在每块电路板上具有转换器的替代方案具有这样的优点，即所需要的供电电压直接在负载上也就是说在每块电路板上产生并且稳定在所需要的水平上。不会出现由于长的输送行程而产生的电压波动或者电压降。

总之，按照本发明可以直接在所述区段电路板上或者相应地在固定地安置在所述区段电路板上的电缆终端上设置：

a.共同的用于将区段电子单元连接到外部的数据或者说信号线(数据总线)上的连接接口；

b.共同的用于将锭子驱动电子单元和/或区段电子单元的电压供应连接到外部的电源上的连接接口；

c.共同的用于将锭子驱动电子单元的功率级的电压供应连接到外部的电源(DC总线)上的连接接口；

d.用于将锭子驱动装置的电压供应连接到锭子驱动电子单元也就是功率级上的连接接口；

e.用于将外部的装置比如指示器或者手动开关连接到所述锭子驱动电子单元上的连接接口。

在此强制设置了所述连接接口a、c和d。连接接口b是可选的，因为所述的能量供应也可以通过连接接口c来进行。

在一个区段的不是区段电路板的电路板上，强制设置了连接接口d并且可选地设置连接接口e。此外，也可以按照上面的列表来设置连接接口b和c。

此外，所述区段电子单元也可以在不依赖于锭子驱动电子单元的情况下通过数据总线来得到其电压供应。

所述的连接接口比如可以是固定的连接如钎焊连接，或者可以是能够松开的连接如插塞连接。所述插塞连接可以装备有能够松开的“卡扣结构(Snap in)”或者说锁扣接触结构。如果电路板的对外的连接通过电缆终端来建立，那么电缆终端优选通过固定的连接比如通过钎焊连接要么与电路板上的所属的印制导线相连接，要么直接与相应的区段电子单元或者说锭子驱动电子单元相连接。而后相应地在电缆终端的自由端部上设置上面所说明的类型的连接接口用于将电缆终端连接到外面的电源上。

锭子驱动电子单元也就是说功率级能够相应地通过设置在电路板上的第一插接接头与锭子驱动装置相连接。也就是说，锭子驱动装置的功率供应通过电路板上的第一插接接头来进行，所述第一插接接头和与锭子驱动装置进行电连接的第二插接接头达成插塞连接。优选为每个锭子驱动电子单元分配了这样的第一插接接头。第二插接接头则相应地处于纺纱或者捻线机上。第二插接接头比如可以直接安置在锭轨上或者间接地通过支架安置到锭轨上。第二插接接头也可以安置在锭子单元的构件上，比如安置在锭壳上，其中该构件固定在锭轨上，使得第二插接接头在这里即使以间接方式也处于纺纱机上。第二插接接头也可以以其它方式直接或者间接地固定在纺纱或者捻线机上。

所述插接接头的优点是，通过所述的插塞连接的建立不仅与锭子马达之间建立电连接，而且同时将电路板固定在机器上，比如固定在锭轨上。因此插接接头的功能一方面在于建立电连接，而且另一方面在于将电路板固定在纺纱或捻线机上，尤其固定在锭轨上。每个电路板相应地产生多个插塞连接，这些插塞连接使电路板相应很好地保持在机器上。

在本发明的改进方案中可以直接地在锭轨上或者通过相应的支架设置不仅用于电路板而且用于锭子单元的第二插接接头，从而一方面可以将锭子单元通过相对应的在锭子单元上的第一插接接头从上面安放到锭轨上并且导电连接，并且另一方面可以将电路板通过相对应的在电路板上的第一插接接头从下面或者从侧面安置到锭轨上并且导电连接。锭轨上的一方面用于电路板上的功率级并且另一方面用于所属的锭子单元的第二插接接头彼此相应地进行了导电连接。这一方面允许彼此独立地更换或者说独立地安装锭子单元，并且另一方面允许彼此独立地更换或者说独立地安装电路板。

电路板如提到的一样可以固定在锭轨的旁边或者下方。优选电路板直接安置在锭轨的下方并且被外壳所遮盖。该外壳可以包含集成的器件如接片和筋条用于对电路板进行支撑和/或固定。该外壳优选由合成材料制成。此外，该外壳可以具有用于固定或者说用于容纳工位指示器和/或区段指示器和/或手动开关的固定座。

按照本发明的一种特殊的实施方式可以规定，通过相应的在外壳上的固定件将电路板固定在外壳上。这比如可以通过形状配合连接如搭扣连接或者槽榫连接来进行。所述外壳与电路板一起优选形成了安装单元，该安装单元作为单元固定在锭轨的下面。与锭子单元之间的插塞连接在这里不需要实施支撑的或者说保持的功能，因为电路板由所述外壳支撑和保持，该外壳又固定在锭轨上。优选电路板与所属的外壳区段构成一个结构单元。可以如此构成所述外壳连同其用于电路板的支架，使得电路板在其固定位置中在外壳上如此定位和定向，从而在将外壳模块安置在锭轨上时电路板就已经处于正确的用于插塞连接的位置中。

与指示器和/或与手动开关之间的连接线可以构造为具有连接接口比如插塞连接器的电缆终端，所述电缆终端通过优选固定的连接连接在电路板上。将插塞连接器直接或间接地通过插接接头与指示器或者说手动开关连接起来。但是工位指示器或者区段指示器优选是安置在电路板上的灯，尤其是发光二极管。

此外，电路板的用于向功率级供应电能的馈电线可以拥有优选固定地与电路板或者说所属的印制导线相连接的电缆终端，该电缆终端具有连接接口如插塞连接器。所述电缆终端比如能够通过插塞连接器或者锁扣接触结构连接到中央的电压供应导线(DC总线)上。

在本发明的一种改动方案中也可以设想，机器控制单元与区段电子单元之间以及/或者区段电子单元与锭子驱动电子单元之间的通信能够调整到能量供应上。也就是说，所述通信通过馈电线进行。在这种情况下，比如省去了机器控制单元与区段电子单元之间的通信线路也就是数据总线。按照该实施方式，区段电子单元与锭子驱动电子单元之间的数据线按照权利要求1的特征不仅可以是数据线而且可以是馈电线。此外，机器控制单元与区段电子单元之间的数据线按照权利要求1的前序部分和特征部分不仅可以是数据线也可以是馈电线。

电路板相应地还仅仅部分地或者根本不再设有单独的通信印制导线。比如可以规定，数据通信和供电电压通过共同的线路和共同的接口来传送给电路板。数据通信和供电电压而后比如可以在连接在所述区段电子单元前面的转换器上或者在所述区段电子单元本身中彼此分开地并且在不同的印制导线上继续传送，比如传送给锭子驱动电子单元。

由于机器控制单元/区段电子单元/锭子驱动电子单元之间的分级的分布，甚至在存在大量的有待监控并且有待控制的工位的情况下都能够以微小的开销来持续地没有问题地对纺纱或捻线机实施这样的总体调节。制造成本尤其由于最小的电缆敷设开销以及装配的具有同样全自动地设置的印制导线及集成的开关电路的电路板的高度自动化的制造而可以显著降低。各个功能区域可以明确地彼此分开。为控制纺纱或者说捻线机而产生的变型方案尤其通过以下方式而显著增加，即按照本发明的一种特别优选的实施方式设置在不同的分级的层面上的区段电子单元和锭子驱动电子单元是具有自身的智能的组件。在多个阶层上存在着多个子系统，所述机器控制单元比如作为主机被分配给所述子系统。相应地，为控制和运行整个纺纱或者说捻线机所必需的智能则分配到不同的层面。此外，沿垂直于相应的阶层的方向还仅仅需要很小的电缆敷设开销。现在也可以毫无问题地比如根据成本准则将功能分配到不同的阶层上。

具有所提到的组成的电路板作为组件而存在，所述组件单独制造并且作为单元安装到纺纱或者说捻线机中。通过简单的插塞连接，电路板可以快速并且在没有很大开销的情况下固定在机器上，尤其固定在锭轨上，并且与锭子马达进行电连接。通过其它的能够松开的连接如插塞连接，电路板同样可以快速并且容易地连接到外部的电源及数据或者说信号线上。一方面锭子单元并且另一方面纺纱或者说捻线机内部的全部敷设电缆都可以单独地并且在不依赖于电路板及其控制电子装置的情况下来安装。

除了相应的锭子驱动电子单元之外，作为补充方案或者替代方案也可以将相应的区段电子单元设计用于自动地执行运行功能的至少一部分。由此除了上级的机器控制单元之外，设置在下面的阶层上的组件也可以自主地至少执行各个运行功能。

在此，相关的锭子驱动电子单元或者说区段电子单元比如可以设计用于自主地执行以下功能中的一项或者多项：断纱检测、粗纺停止、单个锭子驱动装置控制、单个锭子驱动装置的热监控、粗纺转换、锭子转速测量、纱线张力测量、与所配属的自动移位器之间的通信、纺纱位-操作者控制、故障显示、手动开关和/或其它的传感器功能。优选断纱和/或纱线张力的提高能够通过相应的锭子驱动电子单元由分配给相应的工位的电动马达驱动装置的电流消耗或者说功率消耗来确定。

比如由机器控制单元本身来进行起动控制和/或停止控制，所述起动控制和/或停止控制比如不仅在正常断开时而且在出现电网故障的情况下的紧急断开时都是有效的。

附图说明

下面借助于实施例在参照附图的情况下对本发明进行详细解释。附图示出：

图1是按本发明的具有电子组件的电路板的示意图；

图2是电路板的复合结构的示意图；

图3是纺纱位的在锭子单元的区域中的横截面视图。

具体实施方式

图1示出了区段电路板102.1的截取部分。该区段电路板102.1包含多个锭子驱动电子单元105.1-105.3以及区段电子单元112，所述锭子驱动电子单元105.1-105.3和区段电子单元112通过印制导线的形式的数据/信号线134彼此进行通信连接。所述区段电子单元112通过插塞连接135与数据总线133相连接，设置在另一个上级的阶层上的机器控制单元(未示出)可以访问数据总线133。

所述区段电子单元112具有控制器131以及接口电子装置132。所述锭子驱动电子单元105.1-105.3同样分别具有控制器151、接口电子装置153以及功率级152。所述锭子驱动电子单元105.1-105.3能够分别通过设置在电路板102.1上的插接接头113与锭子驱动装置相连接。也就是说，锭子驱动装置的功率供应通过插接接头来进行，所述插接接头则与锭轨或者锭子单元上的第二插接接头达成插塞连接。锭子马达在这里是BLDC马达(未示出)。

通过连接线108.1-108.4和插接接头110.1-110.4分别将手动开关107.1-107.4连接到所述锭子驱动电子单元上。作为手动开关107.1-107.4的替代方案或者补充方案，也可以设置(故障)指示器或者粗纺停止装置(二者均未示出)。

通过印制导线的形式的馈电线141向所述锭子驱动电子单元105.1-105.3的功率级152供应电能。具有插塞连接器144的电缆终端的形式的连接线147比如通过电路板102.1上的钎焊连接与所述馈电线141固定地相连接。所述连接线147通过插塞连接器144连接到外部的电源146上。电能、比如270V的直流电压通过连接线147和电路板102.1上的馈电线141输送给所述锭子驱动电子单元105.1-105.3的功率级152。

此外，在电路板102.1上设置了电压转换器104，用于向电路板上的电子模块也就是区段电子单元和锭子驱动电子单元供应特定电压的电能。将电压转换器104的电能通过印制导线142输送给电子组件112、105。现在所述电压转换器104比如可以通过相应的供电线路143a(印制导线)从锭子驱动装置供电线路141上接收电能并且转换为必要的更低的比如5V或者15V的电压。但是所述电压转换器104也可以由单独的通向电路板102.1的具有插塞连接器145的电缆终端的形式的馈电线143b通过另一个外部的电源来获得其电能。为此所述电缆终端143b通过插塞连接145与外部的电源(未示出)相连接。所述区段电子单元112本身可以不是通过所提到的电压转换器104而是也通过单独的供电线路借助于数据总线133来得到其电能。

控制技术上的区段160(参见图2)的未设计为区段电路板102.1的电路板102.2-102.4在原理上具有和所述区段电路板相同的构造，只是这些电路板102.2-102.4不包含区段电子单元、转换器和用于连接中央的供电系统及数据总线的连接接头。这些电路板上的电子组件仅仅是锭子驱动单元。

图2示出了一个系统复合结构的截取部分，该系统复合结构具有单侧或者双侧的纺纱或者说捻线机的多个控制技术上的区段。所述纺纱或者说捻线机划分为控制技术上的区段160并且包含四块沿机器纵向先后布置的电路板102.1-102.4；103.1-103.4等等。所有四块电路板102.1-102.4分别包含用于六个纺纱位的锭子驱动电子单元105.1-105.6。一个区段的四块电路板102.1-102.4因而在一个机器侧82上相应地总共包括24个纺纱位。所述四块电路板之一构造为区段电路板102.1并且包含区段电子单元112和转换器104。此外，在所述区段电路板102.1上也设置了用于连接到数据总线133上的通信接头和用于供电系统的接头。

辅助电路板102.2-102.4通过区段电路板102.1进行通信。也就是说它们没有自己的用于连接数据总线的通信接口。所述四块电路板102.1-102.4为此彼此串联连接，其中每两块相邻的电路板通过相应的连接比如电缆连接彼此相连接。

同样的情况适用于电子装置和锭子驱动装置的功率供应。所述辅助电路板102.2-102.4通过区段电路板102.1来获得其功率。也就是说它们没有自己的用于连接中央的功率供应系统的供应接口。所述四块电路板102.1-102.4为此同样彼此串联连接，其中每两块相邻的电路板通过相应的连接比如电缆连接彼此相连接。所述电路板102.1-102.4相应地设有插接接头或者其它的接头以进行相互的连接。

为每个锭子驱动电子单元105.1-105.6分别分配了同样布置在相应的电路板上的插接接头113。通过该插接接头将电路板直接连接到锭子单元或者说锭轨或者纺纱机的其它构件上的相对应的插接接头上。所述电路板102.1-102.4由此通过所提到的插塞连接固定到纺纱机上。插接接头113以及优选锭子驱动电子单元105.1-105.6也相应于纺纱位隔距布置在电路板上。也就是说，插接接头如此分布地布置在电路板上，使得其与纺纱位上的相对应的插接接头重合。

电路板102.1-102.4、103.1-103.4等通过数据总线133尤其CAN总线彼此相连接并且与上级的机器控制单元101相连接。在图2中示出的截取部分仅仅反映出一个机器侧81的一个控制技术上的区段160。不言而喻，机器侧82的多个分别具有四块电路板的区段先后相连接，并且以镜面对称的布置以相同的方式给第二机器侧进行装配。

因为纺纱或者说捻线机的机器区段相应地包括处于机器的两侧的工位，所以控制技术上的区段以及所述机器区段并非彼此一致。但是机器区段比如可以由两个控制技术上的区段所组成，这两个控制技术上的区段在两个机器侧各具有24个纺纱位并且总共具有48个纺纱位，其中相应地在一个机器侧上布置了一个控制技术上的区段。

图3示出了纺纱位在锭子单元200的区域中的横截面视图。所述锭子单元200包括锭子201和锭壳202，在所述锭壳202中布置了锭子马达203。锭子单元200固定在锭轨204上。在锭轨204的下方布置了所属的电路板207。电路板207或者说锭子驱动电子装置与锭子驱动装置之间的电连接通过插塞连接208进行。通过相同的插塞连接也可以以机械方式也就是以支撑或者保持的方式将电路板207固定在锭轨204的下方。电路板也可以通过外壳205得到支撑或者说固定在该外壳205上。所述插塞连接由设置在电路板207上的第一插接接头和相对应的第二插接接头构成，所述第二插接接头要么安置在锭子单元200、锭轨204上，要么安置在与前面提到的构件200、204相连接的支架上。

所述锭轨204下方的电路板207被由合成材料制成的外壳205所遮盖。该外壳205包含接片和筋条形式的集成的支撑件211、212，所述支撑件211、212将电路板207支撑并且固定在其固定位置中。设置了集成在所述外壳上或者所述外壳中的光学指示器210用于显示断纱或者其它故障。所述指示器通过钎焊连接直接与电路板207相连接。

此外，在锭轨204上设置了手动开关209用于手动断开或者说接通锭子驱动装置203。这个开关209也通过钎焊连接直接与所述电路板相连接。

在锭轨204的背面设置了电缆通道206，通过该电缆通道206来导引数据总线以及用于锭子和电子装置的功率供应的线路。

Claims (18)

1.具有单个锭子驱动装置的纺纱或者捻线机，包含机架，该机架容纳着多个工位，所述工位在控制技术上划分为多个区段，其中，一个区段包括多个工位，并且每个工位设置了具有锭子(201)和锭子驱动装置(203)的锭子单元(200)，并且每个锭子单元(200)设置了锭子驱动电子单元(105)；此外，所述纺纱或者捻线机包含用于触发所述锭子单元(200)的机器控制单元(101)以及每个区段(160)一个区段电子单元(112)，所述区段电子单元(112)通过数据线(133)与所述机器控制单元(101)相连接，其中，通过数据线(134)在每个区段电子单元(112)上连接着多个锭子驱动电子单元(105)，所述锭子驱动电子单元(105)能够通过所述机器控制单元(101)经由为其分配的区段电子单元(112)来触发，

其特征在于，

区段(160)包含至少两块各具有多个锭子驱动电子单元(105)的电路板(102.1-102.4)，在所述电路板(102.1-102.4)上与所述锭子驱动电子单元(105)之间的通信通过印制导线(134、141、142)来进行，一块电路板构造为区段电路板(102.1)，该区段电路板(102.1)包含所述区段电子单元(112)以及一个或者多个与外部的通信装置相连接的连接接口(135)，并且所述电路板(102.1-102.4)彼此相连接，使得与区段(160)的电路板(102.1-102.4)上的各个锭子驱动电子单元(105)之间的通信通过所述区段电路板(102.1)来进行。

2.按权利要求1所述的具有单个锭子驱动装置的纺纱或者捻线机，所述区段电路板(102.1)的锭子驱动电子单元(105)通过印制导线(134)的形式的数据线与所述区段电子单元(112)相连接，并且所述区段电子单元(112)通过连接接口(135)和数据线(133)与所述机器控制单元(101)相连接，并且所述锭子单元(200)彼此间以指定的间距固定在沿机器纵向(175)延伸的锭轨(204)上，并且所述电路板(207)通过固定系统在锭轨处固定在相应的区段区域中。

3.按权利要求1所述的纺纱或者捻线机，在所述至少两块电路板(102.1-102.4)上通过印制导线(134、141、142)向所述锭子驱动电子单元(105)的功率级和/或电子装置供应能量，所述区段电路板(102.1)包含一个或者多个与外部的供电系统相连接的连接接口(135)，并且所述电路板(102.1-102.4)彼此相连接，从而通过所述区段电路板(102.1)向区段(160)的电路板(102.1-102.4)上的各个锭子驱动电子单元(105)供应能量。

4.按权利要求1到3中任一项所述的纺纱或者捻线机，所述区段电子单元(112)通过连接接口(135)与数据线(133)相连接，在所述数据线上连接着其它的区段电子单元(112)和所述机器控制单元(101)。

5.按权利要求1到3中任一项所述的纺纱或者捻线机，所述区段电路板(102.1)通过另外的单独的连接接口(144)与外部的能量供应系统(146)相连接。

6.按权利要求1所述的纺纱或者捻线机，所述锭子驱动电子单元(105)能够通过固定在所述电路板(102)上的插接接头(113)在建立插塞连接的情况下与所述锭子驱动装置(203)进行电连接。

7.按权利要求1所述的纺纱或者捻线机，所述锭子驱动电子单元(105)包含用于连接指示器和/或起动/停止开关(107)的接口电子装置(153)，并且从所述锭子驱动电子单元(105)上相应地引出用于指示器和/或起动/停止开关(107)的信号及馈电线(108)。

8.按权利要求1所述的纺纱或者捻线机，沿机器纵向(175)先后布置了多个各具有至少两块电路板(102.1-102.4)的区段，所述电路板之一相应地是区段电路板(102.1)。

9.按权利要求1所述的纺纱或者捻线机，锭子驱动电子单元(105)具有控制器(151)、功率级(152)和接口电子装置(153)。

10.按权利要求1所述的纺纱或者捻线机，所述区段电子单元(112)包含控制器(131)和接口电子装置(132)。

11.按权利要求1所述的纺纱或者捻线机，用于供应所述锭子驱动装置(203)的供电电压通过连接接口(144)输送给所述区段电路板(102.1)，并且在所述电路板(102.1-102.4)上通过印制导线(141)输送给所述锭子电子单元(105)的功率级(152)。

12.按权利要求1所述的纺纱或者捻线机，用于供应所述锭子驱动电子装置和/或区段电子装置的供电电压通过另外的连接接口(145)输送给所述区段电路板(102.1)，或者从用于所述锭子驱动装置(203)的供电线路中取用所述供电电压，并且在所述电路板(102.1-102.4)上通过印制导线(141)输送给所述锭子驱动电子单元(105)和/或所述区段电子单元(112)。

13.按权利要求12所述的纺纱或者捻线机，在所述区段电路板(102.1)上安置了转换器(104)，该转换器(104)将输入电压转换为输出电压，向所述电路板(102.1-102.4)上的锭子驱动电子装置和/或区段电子装置馈送输出电压。

14.按权利要求1所述的纺纱或者捻线机，所述区段(160)相应地沿一个机器侧(82)在确定数目的先后相随的工位上沿着机器纵向延伸。

15.按权利要求1所述的纺纱或者捻线机，其中，所述锭子单元(200)彼此间以指定的间距固定在沿机器纵向(175)延伸的锭轨(204)上，并且所述电路板(207)通过固定系统在锭轨处固定在相应的区段区域中。

16.按权利要求2所述的纺纱或者捻线机，所述电路板(207)上的锭子驱动电子单元(105)通过插塞连接与所述锭子驱动装置(203)进行电连接，并且插塞连接相应地包含设置在电路板(207)上的第一插接接头(208a)和直接地或间接地与所述锭轨(204)相连接的第二插接接头(208b)，所述电路板(207)通过所述插塞连接直接地或间接地固定到所述锭轨(204)上。

17.按权利要求2所述的纺纱或者捻线机，所述电路板(207)固定在锭轨下方并且被外壳(205)所遮盖，所述外壳包含用于相对于所述锭轨(204)支撑和/或固定所述电路板(207)的器件。

18.按权利要求12所述的纺纱或者捻线机，在所述区段电路板(102.1)上安置了转换器(104)，该转换器(104)将输入频率转换为输出频率，向所述电路板(102.1-102.4)上的锭子驱动电子装置和/或区段电子装置馈送该输出频率。

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