DE10015564C1 - Regel-, Steuer- und Energieversorgungseinrichtung für Textilmaschinen - Google Patents

Abstract

Bei einer Spinn- oder sonstigen Textilmaschine ist eine gemeinsame Regel-, Steuer- und Energieversorgungseinrichtung für jede der Fadenbehandlungspositionen (Pos.) modular aufgebaut. Die den in Fadenlaufrichtung hintereinander angeordneten Fadenbehandlungsstationen (SP, AP, R1, R2, WT/WS) zugeordneten Funktionsmodule (Mod) sind auf einer gemeinsamen Kühlschiene (KK) befestigt, welche in einem zur entsprechenden Fadenbehandlungsposition gehörigen, allseits abgedichteten Anschluß- und Steuerkasten (ASK) untergebracht ist. Jeder Fadenbehandlungsposition ist ein weiteres, als Kopfstation ausgebildetes Funktionsmodul (ModK) zugeordnet und ebenfalls auf der Kühlschiene befestigt. Es stellt eine Datenbusverbindung der Funktionsmodule mit einem Leitrechner (LR) her. Mit Hilfe eines in jedem Anschluß- und Steuerkasten vorgesehenen Hauptstromschalters (PLS) kann jede Fadenbehandlungsposition für sich stromlos geschaltet werden. Der bei solchen Anlagen bisher übliche, klimatisierte Schalttafelbereich (STB) entfällt.

Description

Die Erfindung befaßt sich mit Regel-, Steuer- und Energieversorgungs- Einrichtungen für Anlagen zum Herstellen synthetischer Endlosfäden, insbesondere für Spinnmaschinen.

Textilmaschinen weisen zumeist eine Vielzahl parallel arbeitender Fadenerzeugungs- und Fadenbearbeitungspositionen auf, so daß gleichzeitig mehrere Fäden gesponnen, gestreckt, wärmebehandelt, gekräuselt oder anderweit behandelt und aufgespult werden. So zeigt DE 39 28 831 A1 eine Vielstellen-Textilmaschine mit einem Zentralrechner, an den die Steuerrechner der einzelnen Produktionsstellen über einen Datenbus angeschlossen sind. Der Zentralrechner überträgt über den Datenbus sowohl die Soll-Betriebsdaten der einzelnen Produktionsstellen als auch das vollständige Arbeitsprogramm für die Steuerrechner. Ferner wird in DE 42 38 600 A1 eine elektronische Steuereinheit für Maschinen mit einer Vielzahl von Einzelantrieben beschrieben, welche untereinander synchronisiert werden müssen, obwohl sie ganz unterschiedliche Bewegungsabläufe der von ihnen angetriebenen Arbeitselemente bewirken.

Eine Spinnanlage oder Spinnmaschine umfaßt üblicherweise eine Vielzahl parallel arbeitender und jeweils einen Faden oder eine Fadenschar herstellender sogenannter Spinn- oder Fadenpositionen, welche ihrerseits beispielsweise einen Extruder bzw. eine Extrudersektion, einen Spinnkopf mit Spinnpumpe, hieran anschließend im Zuge des Fadenlaufwegs hintereinander mehrere Fadenbehandlungsstationen, wie eine Vorrichtung zum Avivageauftrag mit Avivagepumpe, dann mehrere beheizte sowie unbeheizte Rollen zum Fördern, thermischen Behandeln und Strecken des Fadens und schließlich einen Fadenwickler umfassen. Durch unterschiedliche Geschwindigkeiten der Rollen wird der Faden verstreckt, wodurch er gewünschte Eigenschaften, wie Dicke, Zugfestigkeit, Schrumpfung und dergl. erhält. Gelegentlich werden die Fäden im gleichen Zuge texturiert. Jede Spinnposition ist ferner mit Steuerungs- und Überwachungseinrichtungen, wie Fadenwächter, Fadenschneider, Absaugvorrichtungen und Start/Stopp-Tasten ausgestattet, welche zumindest teilweise logisch miteinander verknüpft sind. Je nach Art des herzustellenden Fadens umfassen die einzelnen Spinnpositionen (Fadenbehandlungskolonnen) unterschiedliche Fadenbehandlungsvorrichtungen. Allen Varianten gemeinsam ist, daß auf seiten der Regel- und Energieversorgungseinrichtungen jede Spinnposition druckgeregelte Fadenbehandlungsstationen, z. B. einen Extruder, geschwindigkeits- oder drehzahlgeregelte Stationen, z. B. Umrichterantriebe für Galetten, sowie temperaturgeregelte Fadenbehandlungsstationen, z. B. Rollen- oder Plattenheizer, aufweist. Den heute üblichen Aufbau einer Spinnanlage zeigen schematisch die Fig. 1 und 2. Dabei gibt

Fig. 1 eine Vorderansicht des Spinnbereichs SPB mit den nebeneinander angeordneten Spinnpositionen Pos. 1 bis Pos. n sowie den Schalttafelbereich STB und

Fig. 2 eine seitliche Ansicht einer der Spinnpositionen dem (in Fig. 1) vorn liegenden Spinnbereich SPB und dem dahinter befindlichen Schalttafelbereich STB wieder.

In jeder Spinnposition sind die elektrischen Meßfühler sowie die Anschlüsse der Heizer, Pumpen und Motoren an die Klemmen KL eines an der Maschine befindlichen Anschlußkastens AK1 . . . AKn geführt, von wo aus eine Vielzahl mehradriger Kabel L1, L2, . . . Ln die Verbindung zum Schalttafelbereich STB herstellt. Dieser ist klimatisiert und enthält in umfangreichen Schaltschränken die Heizungsregler mit zugehörigen Leistungsstellern, die Pumpenregler, die Drehzahlregler und Frequenzumrichter für die Motoren sowie weitere Steuer- und Überwachungseinrichtungen. Dabei versorgen die verschiedenen Umrichter oft gleichartige Antriebe in den einzelnen Spinnpositionen gemeinsam. Im einzelnen läßt Fig. 1 einen für alle Spinnpositionen gemeinsamen Extruder EXT sowie in jeder Spinnposition im Zuge des Fadenlaufwegs hintereinander eine Spinnpumpe SP1 . . . SPn, einen Spinnkopf SK1 . . . SKn, eine Avivagepumpe AP1 . . . APn, einen Fadenschneider FS1 . . . FSn, einen ersten Rollensatz R1.1 . . . Rn.1, einen zweiten Rollensatz R1.2 . . . Rn.2 und einen Wickler W1 . . . Wn erkennen. Der Motor MEX für die Extruderschnecke, die Anschlüsse der Spinnpumpe SP1 . . . SPn und die Anschlüsse der Extruderheizung sind an einen gemeinsamen ersten Anschlußkasten AK0 mit mehreren Anschlußklemmen KL0 geführt. Von dort führen eine Leitung LX zum Umrichter UEX für den Extruderschnecken-Antriebsmotor, eine Leitung LXS zum Umrichter USP für die Spinnpumpen SP und eine Leitung LXH zum Heizungsregler RHEX für den Extruder EXT. Ferner weist jede der Spinnpositionen Pos. 1 bis Pos. n an der Rückseite der Maschine einen eigenen Anschlußkasten AK1 . . . AKn mit einer Vielzahl von Anschlußklemmen KL1 . . . KLn auf. Diese sind auf der Maschinenseite in jeder Spinnposition mit der Avivagepumpe AP, dem Heizrollensatz R1, dem Heizrollensatz R2, dem Traversierantrieb WT des Wicklers und dem Spulenantrieb WS des Wicklers verbunden. Die meisten dieser Leitungen sind mehradrig. Sie sind in einer der Anzahl der Spinnpositionen der Maschine entsprechen Anzahl erforderlich. Je nach Aufbau und Umfang der Maschine können weitere Aggregate mit den Anschlußkästen AK verbunden sein. Im gezeigten Beispiel erstreckt sich in jeder Spinnposition eine erste Verbindungsleitung LAP zwischen dem Anschlußkasten AK1 und dem Umrichter UAP für die Avivagepumpe, eine zweite Leitung LR1A führt zum Frequenzumrichter UR1 für den Antrieb des ersten Heizrollensatzes R1, eine dritte Leitung LR1H zum Heizungsregler HR1 dieses ersten Rollensatzes, eine vierte Leitung LR2A zum Umrichter UR2 des zweiten Rollensatzes R2, eine fünfte Leitung LR2H zum Heizungsregler HR2 des zweiten Rollensatzes, eine sechste Leitung LTW zum Umrichter UTW für den Traversierantrieb des Wicklers und eine siebente Leitung LSW zu dessen Umrichter USW für den Spulenantrieb. Die meisten Leitungen sind in einer der Anzahl der Spinnpositionen der Maschine entsprechenden Anzahl vorhanden. Alle Umrichter und Heizungsregler jeder Spinnposition sind in einem Schaltschrank SKT untergebracht und stehen über eine Busleitung BL mit einem übergeordnetem Leitrechner LR in Verbindung, der die Führungsgrößen für die einzelnen Umrichter und Regler bereitstellt.

Wie man sieht, ist die Steuerung der einzelnen Aggregate in den verschiedenen Spinnpositionen der Spinnmaschine horizontal, d. h. quer zur Fadenlaufrichtung, ausgerichtet. Fällt einer der Regler oder Umrichter aus, so sind hiervon alle Spinnpositionen betroffen. Zwischen den Aggregaten der Maschine bzw. deren Anschlußkästen AK und dem Schalttafelbereich STB wird eine große Anzahl von Leitungen benötigt.

Für Heizrollenaggregate beschreibt DE 198 43 990 C1 eine Integration von Antriebsmotor, Galette, Umrichter, Temperaturregler und Überwachungselektronik zu einem integrierten Galettenaggregat, bei dessen Einsatz die übrigen Aggregate jeder Spinnposition, z. B. Spinnpumpe, Avivagepumpe, Wickler, weiterhin wie zuvor beschrieben mit den betreffenden Reglern und Umrichtern im Schaltschrank verbunden werden müssen. Vom Galettenaggregat abgesehen besteht also nach wie vor eine horizontale Struktur der der Aggregatesteuerung.

Aufgabe der Erfindung ist es, Aufbau und Anordnung der Regel-, Energieversorgungs- und Überwachungseinrichtungen für eine Textilmaschine, insbesondere eine Spinnmaschine, weiter zu verbessern und bei Gewährleistung hoher Zuverlässigkeit zu vereinfachen. Dies gelingt mit der im Anspruch 1 gekennzeichneten Erfindung. Durch die modernen elektronischen Bausteine wird es möglich, die Heizungsregler und Umrichter unmittelbar in einem Anschluß- und Steuerkasten unterzubringen, der kaum größer ist als der bisherige reine Klemmkasten. Dabei bleiben die Anschlußklemmen wie bei der bisherigen Verwendung von Reihenklemmen leicht zugängig und übersichtlich angeordnet. Der Anschluß- und Steuerkasten ist staub- und spritzwasserdicht. Da moderne elektronische Baugruppen und Bausteine entweder flexibel programmierbar oder leicht austauschbar und kombinierbar sind, können die Regler und Umrichter leicht unterschiedlichen Anforderungen angepaßt werden. Aufgrund der nunmehr durchgängig vertikalen Ausrichtung der Baugruppen der Steuer- und Energiezufuhreinrichtung für jede Spinnpostion braucht für eine Wartung einer Spinnposition nur die betreffende Position mittels eines Schalters spannungsfrei geschaltet zu werden, ohne daß hierdurch die übrigen Spinnpositionen beeinträchtigt werden. Der klimatisierte Schalttafelbereich bisheriger Anlagen und seine zeitaufwendige Verkabelung entfallen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung sieht mehrere als Module ausgestaltete Funktionsbaugruppen vor, wie Einzelumrichter verschiedener Leistung, Mehrkanal-Temperaturregler mit Eingängen für unterschiedliche Temperaturfühler, Leistungssteller für Heizer unterschiedlicher Leistung, digitale Steuereingänge und -ausgänge. Das Kopfstations-Modul kann zugleich als Mehrkanalregeler ausgebildet und mit mehreren Eingängen zum Anschluß von Temperaturfühlern sowie mehreren Stellsignal-Ausgängen ausgestattet sein. Über diese kann es beispielsweise bis zu 16 Thyristor- oder Optokoppler-Leistungssteller unterschiedlicher Leistungsklassen ansteuern. Außer durch ihre eigentliche elektrische Funktion zeichnen sich diese Module durch geringen Platzbedarf und übersichtliche Klemmenanschlüsse aus. Die Kabel werden über dichte Durchführungen aus dem Klemmkasten herausgeführt. Wenn der Kühlkörper, z. B. eine Kühlschiene, für die Leistungsmodule, wie Thyristoren, Optokoppler und IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) mit Kühlwasser beschickt werden kann, wird eine besonders enge Bauweise möglich, zumal Kühlwasser in einer Spinnanlage immer verfügbar ist. Der Kühlkörper kann aber auch mit Luft zwangsgekühlt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Fig. 3 bis 5 schematisch wiedergegebenen Ausführungsbeispiels in Form einer Spinnmaschine erläutert. Darin zeigt

Fig. 3 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung der Vorderansicht der Spinnmaschine;

Fig. 4 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung der Spinnpositionen in seitlicher Ansicht;

Fig. 5 die modulare Anordnung der Funktionsbaugruppen längs des Kühlkörpers sowie einen Schnitt durch den Kühlkörper für die Module längs der Linie A-B in Fig. 5c.

Die neue modulare Struktur der Regel- und Stromversorgungseinrichtung für eine Spinnanlage wird aus dem Blockdiagramm von Fig. 3 und der seitlichen Ansicht einer Spinnposition gemäß Fig. 4 im Vergleich mit der bisherigen Anordnung nach Fig. 1 und 2 ersichtlich. Übereinstimmende Baugruppen sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der bisher für jede Spinnposition Pos. 1 bis Pos. n übliche Anschlußkasten AK ist durch einen Anschluß- und Steuerkasten ASK1 bis ASKn ersetzt, der außer den Anschlußklemmen KL1 . . . KLn nunmehr auch die Elektronikmodule Mod für die Steuerung der Avivagepumpe AP1 . . . APn, des Fadenschneiders FS1 . . . FSn, der Motor- und Heizersteuerung sowie der Leistungsumrichter für die Rollensätze R1.1 . . . Rn.1 und R1.2, . . . Rn.2 und schließlich des Wicklers WT1/WS1 . . . WTn/WSn aufnimmt. Damit entfällt im Vergleich zum Stand der Technik gemäß Fig. 1 und 2 ein besonderer, klimatisierter Schalttafelbereich und eine zu diesem führende umfangreiche Verkabelung. Außer den genannten Komponenten sowie den Anschlußklemmen für die Stellglieder, wie Pumpen, Motoren und Heizer, enthält jeder Anschluß- und Steuerkasten einen Positions-Leistungsschalter PLS1 . . . PLSn, mit dem die gesamte Spinnposition einschließlich ihrer Regel- und Stromversorgungseinrichtungen spannungsfrei geschaltet werden kann. Damit ist es möglich, eine fehlerhafte oder zu wartende Spinnposition stillzulegen, ohne daß dabei die übrigen Spinnpositionen der Maschine beeinträchtigt werden. Die Steuer- und Stromversorgungseinrichtung jeder Spinnposition weist ferner ein als Kopfstation ausgebildetes Modul ModK1 . . . ModKn auf, das eine Schnittstelle zum Anschluß an eine Busleitung BL, z. B. einen sog. CAN-Bus oder Ethernet-Bus, umfaßt. Über diesen sind die Kopfstationsmodule ModK der einzelnen Spinnpositionen mit einem übergeordneten Leitrechner LR verbunden, welcher die einzelnen Steuer- und Regeleinrichtungen mit prozeßabhängigen Führungsgrößen versorgt. Jede Spinnposition ist also mit einer autarken Steuer-, Regel- und Stromversorgungseinrichtung ausgestattet, die von der Arbeitsweise der Regler in den übrigen Spinnpositionen unabhängig ist. Sollte das Kopfstationsmodul ausfallen, so arbeiten die übrigen Funktionsmodule der betreffenden Spinnposition eigenständige Regler, Umrichter und dergl. mit der zuletzt vorgegebenen Führungsgröße weiter.

Dem alle Spinnpositionen versorgenden gemeinsamen Extruder EXT ist ebenfalls ein Anschluß- und Steuerkasten ASK0 mit einem von Hand betätigbaren Leistungsschalter PLS0, einer Kopfstation ModK, Funktionsmodulen ModO, Anschlußklemmen KL0 sowie einem Kühlkörper KK0 zugeordnet. Der Anschluß- und Steuerkasten ASK ist vorzugsweise ein dichtes Blechgehäuse, in das die mit den Funktionsmodulen Mod und Abdeckhauben SH bestückte Kühlschiene KK eingebaut ist. Je nach Länge der Kühlschiene ist der Anschluß- und Steuerkasten verschieden groß.

Im Vergleich zu der bisher üblichen, im wesentlichen horizontalen Struktur der Steuer- und Energieversorgungseinrichtung einer Spinnanlage, hat die neue Einrichtung eine im wesentlichen vertikale, d. h. in Fadenlaufrichtung orientierte, Struktur und ist in sich modular aufgebaut. Damit kann man, je nach Anwendungszweck, unterschiedliche Module, z. B. Umrichter oder Thyristoren unterschiedlicher Leistung, ohne zusätzlichen Verkabelungsaufwand zu einer Steuer- und Stromversorgungseinrichtung für eine Spinnposition kombinieren. Die neue modulare Struktur zeichnet sich durch hohe Flexibilität aus. Sie kann nicht nur bei Spinnmaschinen sondern auch bei anderen der Faden- oder Garnerzeugung und -behandlung dienenden Anlagen, z. B. Spinnstreckmaschinen, Strecktexturiermaschinen usw., mit Vorteil eingesetzt werden, insbesondere wenn in mehreren parallel arbeitenden Fadenbehandlungseinrichtungen (Fadenpositionen) gleichzeitig eine Vielzahl von Fäden erzeugt und/oder behandelt wird.

Fig. 5, bestehend aus den Teilfiguren 5a bis 5c, zeigt eine Draufsicht auf die von einem gemeinsamen Kühlkörper KK getragenen Leiterplatten LP der einzelnen Module Mod bei abgenommener Abdeckung. Dargestellt sind nur acht solcher Module, obwohl der Anschluß- und Steuerkasten ASK einer Spinnposition meistens noch weitere Module umfaßt. Von oben nach unten gesehen sind dies ein Modul ModK "Kopfstation", ein digitaler Ein/Ausgabe-Modul ModI/O, ein 8-Kanal Tyristormodul ModTH8 zum Ansteuern eines Mehrzonenheizers einer Heizgalette im ersten Rollensatz R1, ein Temperaturregler-Modul ModTR, ein 4-Kanal Thyristormodul ModTH4 als Stromversorgungseinheit für den Heizer im zweiten Rollensatz R2, ein 1-Kanal Thyristormodul ModTH1 für Leistungen bis zu 220-400 V/90 A, ein Gleichrichtermodul ModGL sowie ein Umrichtermodul ModU zum Ansteuerndes Atriebsmotors einer Galette. Auf die beiden Thyristormodule folgen gegebenenfalls weitere - hier nicht eingezeichnete - Thyristormodule, und auf den Umrichtermodul folgen weitere Umrichtermodule.

Das Kopfstationsmodul ModK trägt am linken Rand seiner mit gedruckter Schaltung versehenen Leiterplatte LP Eingangs-Schraubklemmen 1 bis 16 zum Anschluß von Temperaturfühlern, beispielsweise über einen Mehrfach-Meßwertübertrager gemäß DE 38 30 384 C2. An der oberen Kante der Leiterplatte ist ein Anschlußstecker für die Busleitung BL zum Leitrechner LR vorgesehen. An der unteren Kante befinden sich 8 Stellsignalanschlüsse SKA, welche über die Leiterplatte des Ein/Ausgabe-Moduls ModI/O mit den Stellsignaleingängen SKE des sich anschließenden Leistungsstufen-Moduls ModTH8 verbunden sind. Das I/O-Modul kann bis zu 32 digitale Ein- und Ausgänge erfassen. Die Eingangssignale weren über einen internen Bus SB an die Kopfstation ModK geleitet und dort logisch verknüpft und dann als Ausgangssignale wieder an das I/O-Modul zurückübertragen. Die logische Verknüpfung erfolgt mittels eines genormten Programms, z. B. nach IEC 1131. Damit bildet die Kopfstation gleichzeitig einen Progammlogikrechner PLC, der über den Ethernet- oder CAN-Bus BL mit dem Leitrechner LR kommunizieren und programmiert weren kann. Ferner ist an der unteren Kante ein Steckanschluß SB für den internen Bus vorgesehen, der einem entsprechenden Steckanschluß SB an der oberen Kante des ModI/O sowie des 8-Kanal-Thyristormoduls ModTH8 gegenübersteht.

Am linken Rand des Moduls ModTH8 befinden sich nach Art von Reihenklemmen im vorliegenden Beispiel acht Heizleistungs-Ausgangsklemmpaare 1 bis 8 für beispielsweise 220 V/10 A. An die Stellsignalausgänge SKA können die Stellsignaleingänge nicht dargestellter weiterer Thyristormodule angeschlossen werden. Der interne Busleitungsanschluß SB ist mit dem entsprechenden Busanschluß SB an der oberen Kante des nachfolgenden Temperaturreglermoduls ModTR verbunden (s. Fig. 5b).

Dieses weist an seiner linken Kante Temperaturfühler-Eingänge 1 bis 16 auf, an welche beispielsweise Pt 100-Temperaturfühler, Thermoelemente bzw. die Ausgänge von Meßwertübertragern angeschlossen werden. Über seine Stellsignalausgänge SKA und den Internbusanschluß SB steht das Temperaturregler-Modul ModTR mit dem nachfolgenden 4-Kanal- Thyristormodul ModTH4 sowie einem 1-Kanal-Thyristormodul ModTH1 in Verbindung. Auf der Leiterplattenoberseite des ModTH4 sind Sicherungen Si sichtbar, während an der linken Kante der Leiterplatte vier Paare 1 . . . 4 von Heizleistungs-Ausgangsklemmen angebracht sind. Über 16 Stellsignalausgänge SKA an der unteren Leiterplattenkante von ModTR können weitere Thyristormodule angeschlossen sein. Der Internbusstecker SB verbindet die Thyristormodule ModTh4 und ModTH1 mit dem aus Fig. 5c ersichtlichen Gleichrichtermodul ModGL sowie mit einem sich anschließenden Umrichtermodul ModU. Das Gleichrichtermodul ModGL erzeugt aus dem Drehstromnetz eine Gleichspannung (beispielsweise 500 VG) für die Leistungsausgänge der Umrichtermodule ModU sowie Versorgungsspannungen (z. B. 24 V und 15 VG) für den Betrieb der Elektronik auf den einzelnen Modulen. Die Niederspannungen werden im Kabel des internen Busses SB mitgeführt. Weiterhin befindet sich auf dem Umrichtermodul ModU die sogenannte Bremselektronik zur Leistungsabfuhr beim Abbremsen der von den Umrichtern angetriebenen drehenden Massen (z. B. Motor + Galette) sowie eine dynamische Netzausfall-Überbrückung.

Das Umrichtermodul ModU trägt an seiner linken Kante das Ausganksklemmen-Tripel R, S, T zweier Frequenzausgänge, mit denen die Motorwicklungen von zwei Galetten-Antriebsmotoren angesteuert und in ihrer Drehzahl geregelt werden. Auf der Platinenoberseite sind Sicherungen Si sowie die Anschlußschrauben (+), (-) für die Gleichstrom-Sammelschienen erkennbar. Über den Internbusanschluß SB können weitere Umrichtermodule angeschlossen werden. Es ist ersichtlich, daß je nach Anwendungszweck und Aufbau der Maschine weitere oder andere Module in dem gemeinsamen Anschluß- und Steuerkasten ASK untergebracht werden können. Bei allen Modulen liegen die Stellsignal-Ein- und -Ausgänge, die Internbusanschlüsse SB sowie die Sammelschienenanschlüsse (+) und (-) fluchtend auf der gleichen vertikalen Linie, so daß der Austausch eines Moduls durch einen anderen ohne zusätzlichen Verdrahtungsaufwand leicht und schnell möglich ist. Auch lassen sich auf diese Weise abhängig vom Anwendungsfall Module unterschiedlicher Funktion kombinieren. Die seitlichen Anschlußklemmen sind als Reihen- Schraubklemmen gut zugängig und übersichtlich angeordnet. Aufgrund der geringen Abmessungen heutiger Leistungshalbleiter-Baugruppen und sonstiger Elektronik-Bausteine benötigt ein Anschluß- und Steuerkasten der hier vorgeschlagenen Art kaum mehr Platz als ein herkömmlicher Anschlußklemmkasten. Die gedrängte Bauweise ermöglicht eine verlustarme Luft- oder Flüssigkeitskühlung, zumal Kühlwasser an Spinnmaschinen stets zur Verfügung steht. Dagegen entfällt der bisher übliche klimatisierte Schalttafelbereich STB.

In der schematischen Schnittzeichnung im unteren Teil von Fig. 5c ist ein Querschnitt des Anschluß- und Steuerkastens AKS in Höhe der Linie A-B durch das Umrichtermodul ModU wiedergegeben. Ein mit einer Vielzahl von Kühlrippen KR versehener langgestreckter Kühlkörper KK aus gut wärmeleitendem Werkstoff, z. B. eine Aluminium-Strangguß-Profilschiene, hat ein im wesentlichen doppel-U-förmiges Profil, dessen Mittelsteg MSt auf seiner in der Schnittzeichnung nach unten weisenden Oberseite die am meisten wärmeabgebenden Leistungsbauteile, z. B. Leistungsmodule IGBT trägt. Bei einem Thyristormodul werden dies die Thyristoren und im Falle eines Gleichrichtermoduls die Gleichrichter sein. Die in der Zeichnung nach unten ragenden Seitenstege St2 halten zwischen sich die Leiterplatte LP mit ihren Bauelementen und gedruckten Leiterbahnen. Auf der Leiterplatte LP sitzen die Sicherungen Si und am linken Rand die Anschluß- Schraubklemmen KL. Nach außen hin ist die Leiterplatte LP durch eine in Fig. 5a-c weggelassene Schutzhaube SH abgedeckt. Der linke Teil des Mittelstegs MSt trägt die EMV-Drosseln EMV. Ein im mittleren Bereich des Kühlkörpers KK in der Zeichnung nach oben gerichteter Ansatz A größerer Wandstärke nimmt ein von Kühlwasser durchflossenes Kupferrohr CuR auf, welches großflächig in diesen Ansatz A eingepaßt ist und durch eine sich federnd abstützende Halteschiene HS gegen den Mittelsteg MSt gedrückt wird. Auf den in der Schnittzeichnung nach oben gerichteten Seitenstegen St1 ruht eine isolierende Abdeckplatte AP, welche sich zugleich am Ansatz A abstützt. Im Raum zwischen dieser Abdeckplatte AP und dem Mittelsteg MSt erstrecken sich parallel zum Kühlrohr CuR die Stromsammelschienen SL und SN. Sie sind auf isolierende, den Mittelsteg MSt durchsetzende Pfosten P aufgeschraubt, die an der Leiterplatte LP befestigt sind. Im gezeigten Fall eines Umrichtermoduls handelt es sich um Gleichstrom-Sammelschienen. Der als Kühlkörper KK ausgebildete Modulträger ist bevorzugt ein sich über mehrere oder alle Module erstreckendes Stranggußprofil. In Abhängigkeit von der Bestückung des Moduls mit elektronischen Baugruppen kann man auch unterschiedliche Profilstücke verwenden, die auf einem gemeinsamen Kühlrohr CuR sitzen. Die Schutzhauben SH und die Abdeckplatten AP schließen jeden Funktionsmodul staub- und spritzwasserdicht ab. Alle Kabelanschlüsse werden abgedichtet nach außen geführt. Dank der zahlreichen Kühlrippen KR kann der Kühlkörper KK im Bedarfsfall wahlweise mit Luft oder Wasser gekühlt werden. In ähnlicher Weise wie die Gleichstrom- Sammelschienen sind Wechsel- oder Drehstrom-Sammelschienen in den einzelnen Modulen angeordnet. Je nach Anzahl der zu kühlenden Funktionsmodule einer Fadenbehandlungsposition sowie abhängig vom im Anschluß- und Steuerkasten ASK verfügbaren Platz kann es zweckmäßig sein, als Träger für die Module zwei oder mehr Kühlkörper, z. B. Profilschienen, vorzusehen und diese nebeneinander oder im Winkel zueinander anzuordnen und aus einer gemeinsamen Kühlmittelquelle, z. B. durch ein gemeinsames Kühlrohr CuR, oder mit einem gemeinsamen Kühlgebläse zu kühlen.

Claims (20)

1. Regel-, Steuer- und Energieversorgungseinrichtung für Anlagen zum Herstellen synthetischer Endlosfäden, inbesondere für Spinnmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) die elektrischen Regel-, Steuer- und Energieversorgungseinrichtungen für die einzelnen, im Fadenlaufweg hintereinander angeordneten Fadenerzeugungs-, Fadenbehandlungs-, Fadenüberwachungs- und Steuervorrichtungen jeder Fadenbehandlungsposition (Pos) als einzelne, kombinier- und austauschbare, elektronische Funktionsmodule (Mod) ausgebildet sind;
• b) alle einer bestimmten Fadenbehandlungsposition (Pos) zugeordneten Funktionsmodule auf einem benachbart zu den Regel-, Steuer- und Energieversorgungsvorrichtungen dieser Fadenbehandlungsposition vorgesehenen, als Kühlkörper (KK) ausgebildeten Modulträger angeordnet sind; und
• c) ein weiteres, der jeweiligen Fadenbehandlungsposition zugeordnetes und auf deren Kühlkörper angebrachtes Elektronikmodul als Kopfstation (ModK) eine Datenbusverbindung der Funktionsmodule mit einem entfernt von der Fadenbehandlungsposition vorgesehenen Leitrechner (LR) herstellt, welcher mehrere oder alle Fadenbehandlungspositionen einer Textilmaschine steuert bzw. überwacht.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkörper (KK) unmittelbar die Leistungsbaugruppen (EMV, IGBT, TH, GL) und über seitliche Stützen (St2) eine Leiterplatte (LP) mit den elektronischen Schaltungsbaugruppen des Funktionsmoduls trägt.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Stützen (St2) für jedes Modul eine die Leiterplatte (LP) abdeckende Schutzhaube (SH) tragen.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kühlkörper (KK) ein an eine Kühlmittelquelle anschließbares, gut wärmeleitendes Rohr (CuR) eingepaßt ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlrohr (CuR) federnd gegen den Kühlkörper (KK) gedrückt wird.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkörper (KK) auf seiner der Leiterplatte (LP) abgewandten Seite auf weiteren Stützen (St1) eine Abdeckplatte (AP) trägt.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkörper (KK) gleichzeitig als Berührungsschutz für die Strom-Sammelschienen (SL, SN) der Funktionsmodule (Mod) ausgebildet ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Strom-Sammelschienen (SL, SN) für die Funktionsmodule (Mod) im Raum zwischen Kühlkörper (KK) und Abdeckplatte (AP) angeordnet sind.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine solche Ausgestaltung des Kühlkörpers (KK), daß er wahlweise mit Luft oder Wasser gekühlt werden kann.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkörper (KK) eine Vielzahl von Kühlrippen (KR) aufweist.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionsmodule (Mod) jeweils auf der gleichen Seite Anschlußklemmen (KL) für äußere Stromkreise, wie Meßfühler, Motoren, Heizer, Stellglieder, digitale Ein- und Ausgänge, tragen.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Kanten der Leiterplatten (LP) benachbarter Funktionsmodule (Mod) mit Stellsignalanschlüssen (SKA, SKE) sowie Anschlüssen (SB) für einen gemeinsamen internen Bus der Funktionsmodule versehen sind.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß alle Stellsignalanschlüsse (SKA, SKE) und Internbusanschlüsse (SB) jeweils auf allen Leiterplatten (LP) fluchtend angeordnet sind.

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkörper (KK), die Funktionsmodule (Mod) und das Kopfstationsmodul (ModK) in einem gemeinsamen Anschluß- und Steuerkasten (ASK) angeordnet sind.

15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß alle Funktionsmodule (Mod) und das Kopfstationsmodul (ModK) auf einem gemeinsamen Modulträger, insbesondere einer Strangguß-Profilschiene (KK) befestigt sind.

16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionsmodule (Mod) und das Kopfstationsmodul (ModK) auf mehrerer Modulträgern (KK) befestigt sind, welche von einer gemeinsamen Kühlvorrichtung gekühlt werden.

17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß- und Steuerkasten (AKS) einen Hauptstromschalter (PLS) aufweist, mit dem die gesamte Fadenbehandlungsposition (SP) spannungsfrei geschaltet werden kann.

18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfstationsmodul (ModK) zugleich als Mehrkanalregler ausgebildet ist und mehrere Temperaturfühlereingänge sowie Stellsignalausgänge aufweist.

19. Einrichtung nach Anspruch 12 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß die digitalen Eingänge eines Ein/Ausgabemoduls (ModIO) über den internen Bus (SB) mit dem Kopfstationsmodul (ModK) verbunden sind, die erfaßten Eingangssignale dort mittels eines Standardprogramms (z. B. nach IEC 1131) logisch verknüpft und anschließend als digitale Ausgangssignale an das Ein/Ausgabemodul zurückgeführt werden.

20. Einrichtung nach einen der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionsmodule (Mod) als Regler, Leistungssteller, Frequenzumrichter, Gleichrichter oder digitale Ein/Ausgänge ausgebildet sind.