DD244576A1 - Anlaufsteuerung zum anspinnen von spinnduesen - Google Patents

Abstract

Die erfindungsgemaesse Anlaufsteuerung dient zum Anspinnen von Spinnduesen in Direkt- und Extrusionsspinnmaschinen der Chemiefaserindustrie. Das Ziel und die Aufgabe der Erfindung bestehen in der Verringerung der Druckbelastung der Spinnduesen sowie der Verkuerzung des Anlaufvorganges und der Einsparung von Plastmaterial. Durch eine besondere Schaltung des Spinnpumpenantriebsmotors soll eine Reduzierung der Druckspitzen im Spinnduesenpaket und eine leichtere Bauausfuehrung der Einbauteile im Duesenpaket ermoeglicht werden. Die Aufgabe wird erfindungsgemaess dadurch geloest, dass ein frequenzsteuerbarer Antriebsmotor der Spinnpumpe an eine erste frequenz- und spannungsvariable Anlaufbetriebsspannung fuer eine reduzierte Anlaufdrehzahl geschaltet wird und nach einem bestimmten Zeitablauf an eine zweite Soll-Betriebsspannung zur Erreichung der Soll-Drehzahl umgeschaltet wird. Fig. 2

Description

-2- 244 576 Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlaufsteuerung zum Anspinnen von Spinndüsen zu schaffen, die durch eine besondere Schaltung des Spinnpumpenantriebs eine Reduzierung der Druckspitzen im Düsensystem und dadurch eine leichtere Ausführung der Einbauteile im Düsenpaket ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein frequenzgesteuerter Spinnpumpenantriebsmotor durch den Einschaltvorgang nacheinander mittels eines Zeitgliedes an zwei verschiedene Betriebsspannungen, die sich in der Frequenz und der Spannung voneinander unterscheiden, angelegt wird. Durch die beim Einschaltvorgang anliegende Spannung mit niedriger Frequenz wird erreicht, daß innerhalb einer Spinnmaschine alle neu einzuschaltenden Spinnpumpen durch eine reduzierte Drehzahl ihrer Antriebsmotoren entsprechend einer am Zeitglied vorgewählten Zeitdauer langsamer laufen als alle übrigen Spinnpumpen. Diese Maßnahme verhindert beim Anspinnprozeß, daß das Spinndüsenpaket sofort nach dem Einschalten des Antriebsmotors mit der Schmelzemenge beaufschlagt wird, die für die technologisch bedingten Spinnbedingungen (Titer, Abzugsgeschwindigkeit) notwendig ist. Der sogenannte „Sauberspülprozeß" für eine Spinndüse erfolgt demzufolge mit einer wesentlich kleineren Spinnpumpendrehzahl als im Normalfall. Folglich werden sowohl die verfahrensbedingten Druckspitzen im Düsenpaket als auch der beim Anspinnen entstehende Abfall an Fadenwirren entscheidend verringert. Die für den Spülvorgang mit geringerer Drehzahl ausschlaggebende Zeitdauer wird am Zeitglied so vorgewählt, daß jeweils nur eine begrenzte Anzahl Spinnpumpenmotore gleichzeitig an der niederfrequenten Spannung anliegen können. Dadurch kann die niederfrequente Anlaufspannung erheblich leistungsärmer sein als die Soll-Betriebsspannung.

Die niederfrequente Spannung kann sowohl fest als auch variabel sein. Als Erzeuger derartiger Spannungen kommen das jeweilige Ortsnetz oder statische sowie rotierende Umrichter infrage.

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird es möglich, Spinndüsenpakete mit erheblich verminderten Druckspitzen, also schonender anzuspinnen, wodurch die Einbauteile im Düsenpaket in leichterer Bauweise ausführbar sind.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel nachstehend näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigt:

Fig. 1: den Druckverlauf beim Anspinnprozeß im Spinndüsenpaket

Fig. 2: die Schaltungsanordnung der Anlaufsteuerung des Antriebsmotors der. Spinnpumpe

Aus Fig. 1 ist der Druckverlauf im Spinndüsenpaket der erfindungsgemäßen Anlaufsteuerung ersichtlich. Die relativ große Druckspitze 1 entsteht im Normalfall beim Einschalten der Spinnpumpe mit Solldrehzahl. Am Spinnpumpenantriebsmotor liegt dabei die Soll-Betriebsspannung an, das heißt, eine frequenzvariable Soll-Betriebsspannung vom Umrichter. Das Düsenpaket wird hierbei schlagartig mit der Sollschmelzmenge beaufschlagt. Der absolute Wert der Druckspitze 1 wird beim Anspinnen sehr stark vom Fließverhalten der Schmelze, vom Verunreinigungsgrad und vom Temperaturgradienten zwischen Düsenpaket und Schmelze beeinflußt. Der Druckverlauf bei Soll-Spinnbedingungen wird durch die Gerade 2 dargestellt. Da die genannten Parameter im Moment des Anspinnens nicht beeinflußbar sind, kommt die erfindungsgemäße Anlaufsteuerung zur Anwendung. Diese sieht vor, die Spinnpumpe zunächst mit einer zur Soll-Drehzahl wesentlich reduzierten Anlaufdrehzahl einzuschalten, wobei der Spinnpumpenantriebsmotor mit der Anlauf-Betriebsspannung anläuft. Die sich dabei ausbildende Druckspitze 3 ist je nach der gewählten reduzierten Drehzahl wesentlich kleiner als die unter Sollbedingungen entstehende. Der Anspinnvorgang erfolgt dabei sehr schonend, der durch die Gerade 4 dargestellt ist. Nach erfolgtem Spülvorgang wird der Antriebsmotor nach Ablauf einer am Zeitglied vorgewählten Zeit von der Anlauf-Betriebsspannung auf die Soll-Betriebsspannung umgeschaltet. Als Ergebnis entsteht nur noch die kleine Druckspitze 5, die aber in ihrer Ausprägung unbedeutend ist und guf die Soll-Spinnbedingungen 2 überleitet.

In Fig. 2 ist die Schaltungsanordnung der Anlaufsteuerung des Antriebsmotors der Spinnpumpe dargestellt. Die Steuerung des Spinnpumpenantriebsmotors 6 erfolt so, daß beim Einschaltbefehl durch den Drucktaster 7 zunächst Schütz 8 den Motor 6 zum Anfahren an die niederfrequente Anlauf-Betriebsspannung 9 anlegt und nach Ablauf einer Zeitstufe, eingestellt am Zeitglied 10, automatisch Schütz 8 abschaltet und Schütz 11 den Motor 6 an die betriebsmäßig vorgesehene Soll-Betriebsspannung 12 anlegt. Das Zeitglied 10 ist so ausgelegt, daß jeweils nur eine begrenzte Anzahl Spinnpumpenmotoren gleichzeitig an der niederfrequenten Anlauf-Betriebsspannung 9 anliegen können. Dadurch kann die niederfrequente Anlauf-Betriebsspannung 9 erheblich leistungsärmer als die Soll-Betriebsspannung 12 sein. Die niederfrequente Spannung 9 kann sowohl als auch variabel sein

Als Erzeuger kommen das Ortsnetz, statische oder rotierende Umrichter infrage.

Claims (2)

1. Patentanspruch:

   Anlaufsteuerung zum Anspinnen von Spinndüsen in Direkt- oder Extrusionsspinnmaschinen, umfassend einen Antriebsmotor für die Spinnpumpenantrieb und eine Schaltungsanordnung zur Inbetriebnahme des Antriebsmotors, gekennzeichnet dadurch, daß ein frequenzsteuerbarer Antriebsmotor (6) an eine feste frequenz- und spannungsvariable Anlaufbetriebsspannung (9) zur Anlaufdrehzahl schaltbar und nach Ablauf eines vorbestimmbaren Zeitraumes an eine zweite Soll-Betriebsspannung (12) zur Soll-Drehzahl umschaltbar ist.

   Hierzu
2. 2 Seiten Zeichnungen

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung betrifft eine Anlaufsteuerung zum Anspinnen von Spinndüsen in Direkt- und Extrusionsspinnmaschinen der Chemiefaserindustrie.

   Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

   Aus der Literatur sind nach DD-WP 118827 und DD-WP 201 034 sowie aus der Praxis Verfahrensweisen und Vorrichtungen bekannt, um das Anspinnen von Spinndüsen möglichst schonungsvoll und in kürzester Zeit zu vollziehen. Die am häufigsten praktizierte Verfahrensweise des Anspinnens erfolgt gegenwärtig so, daß montierte Düsenpakete in einem Vorwärmofen auf eine Temperatur aufgeheizt werden, die etwas über der Spannbalkentemperatur liegt. Die heißen Düsenpakete werden danach sofort in den Spinnbalken eingesetzt und nach einer kurzen Angleichzeit für das unterschiedliche Temperatumiveau zwischen Düsenpaket und Spinnbalken erfolgt die Zuschaltung der Spinnpumpe, die durch eine dosierte Zuführung des Schmelzstromes zum Düsenpaket den Fadenbildungsprozeß ermöglicht. Nachteilig wirkt sich bei dieser Verfahrensweise für die Inbetriebnahme der Düsenpakete der Umstand aus, daß die tatsächliche Temperatur der Düsenpakete beim Herausnehmen aus dem Wärmeofen nicht bekannt ist, da die Aufheizzeiten empirisch festgelegt werden. Hinzu kommt, daß je nach der Anzahl der dem Wärmeofen entnommenen Düsenpakete und der Geschwindigkeit des Einsetzens in den Spinnbalken die Düsenpakete mehr oder weniger stark abkühlen. Für den Anspinnprozeß bedeutet ein zu heißes Düsenpaket eine örtlich begrenzte thermische Zersetzung des Polymeren, wodurch Spaltprodukte (Oligomere) gebildet werden, die zu Spinnschwierigkeiten innerhalb der Düsenkapillaren führen. Häufig ist der Fadenriß die Folge. Zu kalte Düsenpakete führen zu schlechteren Fließeigenschaften der Plastschmelze und verzögern somit den ordnungsgemäßen Fadenlauf. Ein nicht gewollter Druckanstieg im Düsenpaket geht mit dieser Erscheinung einher. Eine andere praktizierte Verfahrensweise zum Anspinnen von Spinndüsen ist die Verwendung sogenannter Vorwärmbalken. Diese Verfahrensweise unterscheidet sich von der vorbekannten dadurch, daß die Düsenpakete mit den Spinndüsen in einem Vorwärmbalken aufgewärmt werden, der am gleichen zentralgespeisten Heizungssystem angeschlossen ist wie die eigentlichen Spinnbalken der Spinnmaschine. Eine solche Verfahrensweise hat den Vorteil, daß die Spinndüsenpakete in einer systemeigenen Wärmequelle aufgeheizt werden. Wird die Aufheizzeit groß genug gewählt, dann sind beim Umsetzen der Düsenpakete vom Aufwärmbalken in den Spinnbalken kaum Temperaturdifferenzen vorhanden, so daß nach kurzer Zeit angesponnen werden kann. Dies setzt aber einen schnellen verzögerungsfreien Düsenwechsel voraus. Größere Verzögerungen führen zu einer raschen Abkühlung der Düsenpakete, wodurch sich eine erneute Aufwärmphase im Spinnbalken notwendig macht, oder wenn der Temperaturabfall zu hoch ist, ist ein Wiedereinsetzen in den Vorwärmbalken erforderlich. Das Anspinnen von Spinndüsen kann sich auch nach Stillstandsperioden notwendig machen. Die Düsenpakete verbleiben dabei meist in dem Spinnbalken der Spinnmaschine. Die gesamte Spinneinrichtung wird auf Spinntemperatur gehalten, aber der Schmelzstrom durch Ausschalten der Spinnpumpen und Ausschalten der Extruder unterbrochen. Bei Stillstandsphasen kommt es im Plast selbst zu vielschichtigen Reaktionen, abhängig von der Zeitdauer der Unterbrechung. Die Schmelze innerhalb des Düsenpaketes unterliegt bei längerer Wärmebelastung einer Nachpolymerisation freier Radikalkettenenden. Die Folge davon ist ein Anstieg der Lösungsviskosität auf Grund des Kettenwachstums. Beim Anspinnprozeß werden durch die Viskositätszunahme Druckspitzen hervorgerufen, die nachteilig sind bezüglich der Abdichtung des Düsenpaketes, der Titerkonstanz und der Verweilzeit der Schmelze. Um diese Nachteile weitgehendst auszuschalten, werden in der Praxis die Spinndüsen längere Zeit im sogenannten Spülgang gefahren, ohne daß Fäden aufgespult werden. Die anfallenden Faserwirren stellen Abfall dar und beeinträchtigen die Ökonomie des Spinnprozesses zwischen der Menge des eingesetzten Rohmaterials und der Ausbeute an qualitätsgerechter aufgespulter Seide in sehr hohem Maße.

   Allen genannten Verfahrensweisen haftet der Nachteil an, daß die Düsenpakete nach dem Einsetzen in den Spinnbalken entweder zu heiß oder zu kalt sind, oder daß auf Grund längeren Stillstandes die Viskosität der Schmelze im gesamten Leitungssystem ansteigt, wodurch Druckspitzen entstehen und durch die höhere Verweilzeit verlängerte Spülzeiten vor dem Anspinnen nötig sind. Bei allen beschriebenen Verfahrensweisen entsteht Abfallmaterial, das in den Chemiefaserbetrieben entweder verlustig geht oder nur mit erheblichem Aufwand wieder zu Sekundärgranulat aufbereitet werden kann.

   Ziel der Erfindung

   Das Ziel der Erfindung besteht darin, das Anspinnen von Spinndüsen derartig zu steuern, daß die hohe Druckbelastung der Einbauteile im Düsenpaket verringert und der prozeßbedingte Zeitraum des Anlaufvorganges verkürzt sowie der Verlust an Plastmaterial gesenkt werden kann.