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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Aufwickeln
einer Vielzahl von Fäden
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Vorrichtung
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 16.
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Eine
gattungsgemäße Vorrichtung
sowie ein gattungsgemäßes Verfahren
ist aus der
DE 100
45 473 A1 bekannt.
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Die
bekannte Vorrichtung weist mehrere Spinnstellen auf, um eine Vielzahl
von Fäden
aus einer Kunststoffschmelze zu extrudieren. Jede der Spinnstellen
enthält
hierzu mehrere vorzugsweise in einer Reihenanordnung nebeneinander
angeordnete Spinndüse,
die auf einer Unterseite eine Vielzahl von Düsenbohrungen aufweisen. Die
Spinndüsen
sind mit einer Schmelzequelle verbunden, wobei die Polymerschmelze
gleichzeitig durch die Düsenbohrungen der
Spinndüsen
extrudiert werden. Die durch eine Spinndüse extrudierten Filamentstränge werden nach
einer Abkühlung
zu einem Faden zusammengeführt,
so dass innerhalb einer Spinnstelle mehrere Fäden als eine Fadengruppe gleichzeitig
gesponnen werden. Die Fäden
der Fadengruppe werden nach der Abkühlung und eventueller Zwischenbehandlungen
zu Spulen aufgewickelt. Hierzu ist jeder der Spinnstelle eine Aufwickeleinheit
zugeordnet. Die Aufwickeleinheit besitzt eine angetriebene Spulspindel,
an welcher die Spulen der Fäden
einer Spulstelle als Fadengruppe gleichzeitig gewickelt werden.
Zum Verlegen der Fäden
während
des Aufwickelns ist jeder Spule ein Changierfadenführer zugeordnet,
der innerhalb eines Changierhubes den Faden hin- und herführt. Die
Changierfadenführer,
die die Fäden
einer Fadengruppe hin- und herführen
werden dabei gemeinsam als eine Gruppenchangierung angetrieben.
Die Ablage des Fadens auf die Spulenoberfläche erfolgt mit Hilfe einer
Andrückwalze,
die am Umfang der gewickelten Spulen anliegt.
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Die
Spinnstelle und die zugeordnete Aufwickeleinheit bildet somit eine
Einheit zum Schmelzspinnen und Aufwickeln einer Fadengruppe. Hierbei kann
die Anzahl der Fäden
innerhalb der Spinnstelle 8, 10, 12, 16 oder
noch mehr Fäden
betragen. Bei einer größeren Anzahl
von Fäden
pro Spinnstelle wird die Aufwickeleinheit bevorzugt durch zwei parallel nebeneinander
angetriebene Spulspindeln in Form von sogenannten Doppelwicklern
gebildet. Hierbei ist es üblich,
die innerhalb der Aufwickeleinheit den beiden Spulspindeln zugeordneten
Andrückwalzen
und Gruppenchangierungen gemeinsam anzutreiben.
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In
Praxis werden zur Herstellung synthetischer Fäden eine Mehrzahl von Spinnstellen
zu einer Gesamtanlage kombiniert. Hierbei sind mehrere Spinnstellen
mit zugeordneten Aufwickeleinheiten nebeneinander angeordnet. Jede
Aufwickeleinheit wird separat gesteuert, um innerhalb einer Spinnstelle
die Fäden
der Fadengruppe kontinuierlich aufzuwickeln. In Abhängigkeit
von der Anzahl der Spinnstellen innerhalb der Vorrichtung stellt
sich somit ein hoher Steuer- und Überwachungsaufwand ein.
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Aus
der
DE 100 39 093
A1 geht beispielsweise die Steuereinrichtung einer Spinnanlage
hervor, wobei jeder Aufwickeleinheit eine Steuereinrichtung zugeordnet
ist.
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Es
ist nun Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung zum Schmelzspinnen
und Aufwickeln einer Vielzahl von Fäden der gattungsgemäßen Art
sowie ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Vorrichtung zu
schaffen, bei welcher bzw. bei welchem die Vielzahl von Fäden mit
möglichst
geringem Steuerungsaufwand herstellbar sind.
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Ein
weiteres Ziel der Erfindung ist es, die Vorrichtung der eingangs
genannten Art möglichst
effizient und kostengünstig
auszubilden.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren
zum Betreiben einer derartigen Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch
16 gelöst.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen
der jeweiligen Unteransprüche
definiert.
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Die
Erfindung löst
sich von dem Vorbehalt, dass die in einer Spinnstelle hergestellten
Fäden individuell
als eine Fadengruppe zu behandeln ist. Die Erfindung verlässt dieses
Prinzip und kombiniert das Aufwickeln mehrerer Fadengruppen steuerungsmäßig miteinander.
Hierzu wird eine Gruppe von Antrieben mehrerer Aufwickeleinheiten
elektrisch zu einer Antriebsgruppe verbunden und innerhalb der Antriebsgruppe
den Antrieben der Aufwickeleinheiten ein gemeinsames Steuergerät zugeordnet.
Damit werden die Fäden
mehrerer Fadengruppen aus mehreren benachbarten Spinnstellen gleichzeitig
gesponnen und zu Spulen gewickelt. Die innerhalb der Antriebsgruppe
dem Steuergerät
zugeordneten Antriebe der Aufwickeleinheiten werden mit gleicher Frequenz
gesteuert, so dass die Antriebe mehrerer benachbarter Aufwickeleinheiten
mit gleichen Drehzahlen betrieben werden.
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Damit
wird eine hohe Integration in der Herstellung der einzelnen Fadengruppen
erreicht. Hierbei ist die Anzahl der gleichzeitig gewickelten Fadengruppen
beliebig.
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Um
den Vernetzungsaufwand innerhalb einer gesamten Anlage möglichst
effizient zu gestalten, hat sich die Weiterbildung der Erfindung
besonders bewährt,
bei welchen die Gruppen von Antrieben aller Aufwickeleinheiten der
Vorrichtung in mehrere Antriebsgruppen aufgeteilt werden, wobei
innerhalb jeder der Antriebsgruppen den Antrieben der Aufwickeleinheit
jeweils einem von mehreren Steuergeräten zugeordnet sind. Damit
ergeben sich in einer Vorrichtung mit einer Mehrzahl von Spinnstellen
jeweils mehrere Antriebsgruppen von Aufwickelein heiten. So könnte beispielsweise
in einer Vorrichtung mit insgesamt 48 Spinnstellen jeweils die Antriebe
von sechs benachbarten Aufspuleinheiten zu einer Antriebsgruppe
verbunden werden, so dass innerhalb der gesamten Vorrichtung acht
Antriebsgruppen gebildet wären.
Jede der Antriebsgruppen führt
zur Aufwicklung von jeweils sechs Fadengruppen, wobei jede Fadengruppe 4, 6, 8 oder 10 oder
noch mehr Fäden
enthält.
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Zur
Erhöhung
der Integration und zur weiteren Verbesserung der Steuerbarkeit
wird gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, mehrere Gruppen
von Antrieben mehrerer Aufwickeleinheiten jeweils zu einer Antriebsgruppe zu
verbinden, wobei jeder der Antriebsgruppe ein Steuergerät zur Ansteuerung
der Antriebe zugeordnet ist. Damit können innerhalb einer Aufwickeleinheit
mehrere Antriebe gleichzeitig über
eine kollektive Steuerung synchron zu den Antrieben benachbarter
Aufwickeleinheiten gesteuert werden.
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Da
bei der Herstellung von einer Vielzahl von Fäden einzelne Fadenbrüche innerhalb
einzelner Spinnstellen nicht gänzlich
auszuschließen
sind, ist die Weiterbildung der Erfindung besonders vorteilhaft,
bei welcher innerhalb der Arbeitsgruppe zwischen dem Steuergerät und den
zugeordneten Antrieben jeweils ein Schaltgerät angeordnet ist, durch welchen
die Verbindung zwischen dem zugeordneten Antrieb und dem Steuergerät trennbar
ist. Damit können
einzelne Antriebe einzelner Aufspuleinheiten unabhängig von
den benachbarten Aufspuleinheiten aus dem Antriebsstrang getrennt
werden, um beispielsweise einen Spulenwechsel aufgrund eines Fadenbruches
an der betreffenden Aufspuleinheit ausführen zu können.
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Die
Ansteuerung der Schaltgeräte
erfolgt dabei bevorzugt über
eine Koordinationssteuereinheit, welcher die Zustandsinformationen
der einzelnen Spinnstellen aufgeben sind.
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Um
die mit ihren Antrieben einer Antriebsgruppe zugeordneten Aufspuleinheiten
als eine Steuereinheit zu steuern, ist die Weiterbildung der Erfindung
gemäß den Ansprüchen 6 und
7 bevorzugt ausgeführt.
Hierbei ist dem Steuergerät
eine Antriebsgruppe oder den Steuergeräten mehrerer Antriebsgruppen
eine Gruppensteuereinrichtung zugeordnet, die sowohl mit den Sensoreinrichtungen
der Aufwickeleinheiten als auch mit den Einzelsteuergeräten zu Ansteuerung
der Einzelantriebe innerhalb der Aufwickeleinheiten verbunden ist.
Damit lassen sich die einer Antriebsgruppe zugeordneten Aufspuleinheiten gemeinsam
steuern.
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Um
alle der Antriebsgruppe betreffenden Steuerungsaufgaben zentral
ausführen
zu können, wird
des weiteren vorgeschlagen, die in Gruppensteuereinrichtungen mit
der Koordinationssteuereinrichtung zu kombinieren, wobei die Sensoreinrichtung
innerhalb der Aufwickeleinheiten zumindest einen Sensor aufweist,
durch welchen ein dem Antrieb der Antriebsgruppe zugeordneter Betriebsparameter erfassbar
ist. Damit lässt
sich beim Erkennen kritischer Zustände in einer der Aufspuleinheiten
die Information innerhalb der Gruppensteuereinrichtung unmittelbar
in einer Steuersignal umwandeln, das zur Ansteuerung des betreffenden
Schaltgerätes
führt, so
dass der oder die Antriebe der im kritischen Zustand befindlichen
Aufwickeleinheit von dem Antriebsstrang getrennt wird.
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Um
bei der Wahl der Antriebe möglichst
flexibel zu sein, so dass sowohl Synchron- als auch Asynchronelektromotoren
eingesetzt werden könnten,
ist die Weiterbildung der Erfindung besorders vorteilhaft, bei welcher
pro Antriebsgruppe und Steuergerät
eine Anlaufhilfseinrichtung vorgesehen ist, welcher über die
Schaltgeräte
wahlweise mit den Antrieben der Antriebsgruppe koppelbar ist. Als
Anfahrhilfen können
beispielsweise Anfahrumrichter eingesetzt werden.
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Da
die Fäden
in den Aufspuleinheiten in der Regel mit gleichen Aufwickelgeschwindigkeiten
zu Spulen gewickelt werden und somit die Umfangsgeschwindigkeiten
der Spulen im wesentlichen konstant gehalten werden, ist die Ausbildung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
gemäß Anspruch
10 besonders vorteilhaft. Hierbei werden die Antriebe der Andrückwalzen
mehrerer Aufwickeleinheiten zu einer der Antriebsgruppe verbunden.
Unabhängig
von individuellen Ab schaltungen und Zuschaltungen werden somit alle
Andrückwalzen
benachbarter Aufwickeleinheiten, die zu einer Antriebsgruppe verbunden sind,
mit identischen Betriebsdrehzahlen betrieben.
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Bei
einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, die
Antriebe der Gruppenchangierungen in mehrere Aufwickeleinrichtungen
zu einer Antriebsgruppe zu verbinden. Damit lassen sich im wesentlichen
gleichmäßig Spulen
in den zu einer Antriebsgruppe zusammengefassten Aufspuleinheiten
erzeugen. Hierbei werden die Fäden
bei Ablage auf den Spulen in sämtlichen
zugeordneten Aufspuleinheiten mit gleicher Frequenz hin- und hergeführt.
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In
den Fällen,
bei welchen an den Fäden
vor dem Aufwickeln zusätzliche
Behandlungen ausgeführt
werden, ist die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 12 besonders geeignet,
um die Vorteile der Steuerung gegenüber herkömmlichen Vorrichtungen zu verbessern.
In diesem Fall werden die Galettenantriebe mehrerer den Aufwickeleinheiten
zugeordneten Behandlungseinrichtungen zu einer Behandlungsgruppe
verbunden und durch ein Steuergerät gesteuert.
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Hierbei
ist es besonders günstig,
wenn die einer Behandlungsgruppe zugeordneten Behandlungseinrichtung
und die einer Antriebsgruppe zugeordneten Aufwickeleinheit gemeinsam
durch die Gruppensteuereinrichtung steuerbar sind. Damit lassen
sich in der Vorrichtung kompakte Arbeitsgruppen schaffen, durch
welche mehrere Fadengruppen gleichzeitig herstellbar sind.
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Die
Verknüpfung
der Behandlungseinrichtungen und der Aufwickeleinheiten erfolgt
dabei bevorzugt stellenbezogen, so dass die Anzahl der in einer
Behandlungsgruppe zugeordneten Behandlungseinrichtungen und die
Anzahl der in der Antriebsgruppe verbundenen Aufspuleinheiten gleich ist.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zum Betreiben der Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass mehrere
Fadengruppen unter im wesentlichen gleichmäßigen Bedingungen zu Spulen
aufgewickelt werden können.
Hierzu ist eine Anzahl von Fadengruppen einer Gruppe von Aufwickeleinheiten
zugeordnet, die zum gleichzeitigen Aufwickeln der Fadengruppen gemeinsam
gesteuert werden.
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Trotz
der Vielzahl der innerhalb einer Anlage erzeugten Fäden und
Fadengruppen eine Flexibilität in
der Herstellung zu gewährleisten,
lassen sich die Gruppen von Aufwickeleinheiten vorteilhaft unabhängig von
benachbarten Gruppen von Aufwickeleinheiten steuern. Somit besteht
auch die Möglichkeit,
dass innerhalb einer Vorrichtung mit einer Vielzahl von Spinnstellen
unterschiedliche Fadenprodukte herstellbar sind.
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Um
Störungen
in einzelnen Spinnstellen und Aufwickeleinheiten möglichst
schnell zu beseitigen, ist die Verfahrensvariante bevorzugt verwendet,
bei welcher innerhalb der Gruppe von Aufwickeleinheiten während des
Aufwickelns der Fadengruppe jede einzelne Aufwickeleinheit zur vorzeitigen
Unterbrechung des Wickelvorgangs separat gesteuert wird.
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Für den Fall
einer vorherigen Behandlung der Fäden in den Spinnstellen lassen
sich die der Anzahl von Fadengruppen zugeordneten Behandlungseinrichtungen
vorteilhaft als eine Behandlungsgruppe gemeinsam steuern.
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Im
folgenden werden einige Ausführungsbeispiele
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sowie das erfindungsgemäße Verfahren
anhand von Zeichnungen näher
erläutert.
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Es
stellen dar:
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1 schematisch
eine Vorderansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Spinnvorrichtung
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2 schematisch
eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels
aus 1
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3 schematisch
eine Vorderansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
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4 schematisch
eine Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels
von mehreren Aufspuleinheiten einer Antriebsgruppe
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5 schematisch
eine Vorderansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
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6 schematisch
eine Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels
mehrerer Behandlungseinrichtung einer Behandlungsgruppe
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In 1 und 2 ist
ein erstes Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch
gezeigt. In 1 ist die Vorrichtung in einer
Vorderansicht und in 2 in einer Seitenansicht dargestellt.
Die nachfolgende Beschreibung gilt für beide Figuren insoweit kein
ausdrücklicher
Bezug zu einer der Figuren gemacht ist.
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Die
Vorrichtung weist zum Schmelzspinnen und Aufwickeln einer Vielzahl
von Fäden
eine Mehrzahl von Spinnstellen auf die zu einer Maschinenlängsseite
nebeneinander angeordnet sind. In 1 sind insgesamt
acht Spinnstellen mit den Bezugszeichen 1.1 bis 1.8 dargestellt.
Die Anzahl der Spinnstellen ist beispielhaft. Ublicherweises weisen
derartige Spinnvorrichtung eine größere Anzahl von Spinnstellen
auf Es ist jedoch auch möglich,
bei sogenannten Kleinanlagen weniger Spinnstellen zur Herstellung von
synthetischen Fäden
zu verwenden.
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Jeder
Spinnstelle ist zur Aufnahme und Speicherung der jeweils hergestellten
Fäden eine
Aufwickeleinheit zugeordnet. Die Aufwickeleinheiten sind mit den
Bezugszeichen 3.1 bis 3.8 gekennzeichnet, wobei
der Spinnstelle 1.1 die Aufwickeleinheit 3.1, der
Spinnstelle 1.2 die Aufwickeleinheit 3.2 usw.
zugeordnet ist. In jede der Spinnstellen 1.1 bis 1.8 und Aufwickeleinheiten 3.1 bis 3.8 wird
jeweils eine Fadengruppe hergestellt. Die Fadengruppen sind hierbei
durch die Bezugszeichen 2.1 bis 2.8 gekennzeichnet.
Zur Herstellung der Fadengruppen 2.1 bis 2.8 sind
die Spinnstellen 1.1 bis 1.8 und die Aufwickeleinheiten 3.1 bis 3.8 identisch ausgebildet,
so dass der Aufbau der Spinnstellen 1.1 bis 1.8 und
der Aufbau der Aufwickeleinheiten 3.1 bis 3.8 am
Beispiel der ersten Spinnstelle 1.1 und der ersten Aufwickeleinheit 3.1 nachfolgend
erläutert
wird, wobei insbesondere auf 2 Bezug
genommen wird.
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Die
Spinnstelle 1.1 weist einen Spinnbalken 5 auf,
an dessen Unterseite mehrere Spinndüsen 6.1, 6.2, 6.3 und 6.4 gehalten
sind. Innerhalb des Spinnbalkens 5 sind weitere hier nicht
näher dargestellte Schmelzführungseinrichtungen
vorgesehen, wobei der Spinnbalken beheizbar ausgebildet ist. Der Spinnbalken 5 ist
mit einer Schmelzezuführung 4 verbunden,
durch welche eine Polymerschmelze von einer hier nicht dargestellten
Schmelzequelle zugeführt und
auf die Spinndüsen 6.1 bis 6.4 verteilt
wird. Jede der Spinndüsen 6.1 bis 6.4 enthält an einer
Unterseite eine Vielzahl von Düsenbohrungen,
durch welche die zugeführte
Polymerschmelze extrudiert wird. Jede der Düsenbohrungen der Spinndüsen 6.1 bis 6.4 führt zu einem
Filamentstrang, so dass pro Spinndüse 6.1 bis 6.4 jeweils
eine Filamentschar 7.1 bis 7.4 extrudiert wird.
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Als
Schmelzequelle könnte
beispielsweise der Spinnstelle ein Extruder oder unmittelbar eine Polymerisationsanlage
vorgeschaltet sein, wobei alle Spinnstellen oder eine Gruppe von
Spinnstellen an einer Schmelzequelle angeschlossen sind.
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Die
durch die Spinndüsen 6.1 bis 6.4 extrudierten
Filamentscharen 7.1 bis 7.4 werden in einer unterhalb
des Spinnbalkens 5 angeordneten Kühleinrichtung 9 abgekühlt und über einen
Fadenführer 10 jeweils
zu einem Faden zusammengeführt.
Der Fadenführer 10 ist
vorzugsweise mit einer Präparationseinrichtung
gekoppelt, um einen Zusammenhalt der Filamente innerhalb des Fadens
zu gewährleisten.
In der Spinnstelle 1 werden somit insgesamt die vier Fäden 8.1 bis 8.4 als
eine Fadengruppe 2.1 gleichzeitig hergestellt. Die Anzahl
der pro Spinnstelle als eine Fadengruppe hergestellten Fäden ist ebenfalls
beispielhaft. Grundsätzlich
können
auch eine größere Anzahl
von Fäden
in einer Spinnstelle erzeugt werden. So lassen sich vorzugsweise
zehn, zwölf
oder sechzehn Fäden
in einer Spinnstelle gleichzeitig herstellen. Zur Speicherung der
kontinuierlich gesponnenen Fäden 8.1 bis 8.4 wird
die Fadengruppe 2.1 der Aufwickeleinheit 3.1 zugeführt. Die
Aufwickeleinheit 3.1 weist hierzu eine Gruppenchangierung 15,
eine Andrückwalze 16 sowie
eine Spulspindel 17.1 auf. An der Spulspindel 17.1 werden
die Fäden 8.1 bis 8.4 parallel
gleichzeitig zu den Spulen 29.1 bis 29.4 gewickelt.
Dabei wird die Spulspindel 17.1 durch einen Spindelantrieb 21.1 derart angetrieben,
dass die Fäden 8.1 bis 8.4 mit
jeweils konstanter Umfangsgeschwindigkeit der Spulen 29.1 bis 29.4 aufgewickelt
werden.
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Zur
Bildung von Kreuzspulen enthält
die Gruppenchangierung 15 jeweils pro Faden eine Changiereinheit,
durch welchen die Fäden 8.1 bis 8.4 innerhalb
eines Changierhubes hin- und hergeführt werden. Die Führungsmittel
der Gruppenchangierung 15 werden mit einem Changierantrieb 19.1 angetrieben,
so dass jeder der Fäden 8.1 bis 8.4 mit gleicher
Changierfrequeuz geführt
wird. Zur Ablage werden die Fäden 8.1 bis 8.4 vor
Auflauf auf die Spule 29.1 bis 29.4 am Umfang
der Andrückwalze 16 geführt, wobei
die Andrückwalze 16 mit
Kontakt an den Spulen 29.1 bis 29.4 anliegt. Der
Andrückwalze 16 ist der
Walzenantrieb 20.1 zugeordnet, wobei der Walzenantrieb 20.1 insbesondere
in den Spulwechselphasen die Andrückwalze 16 mit konstanter
Umfangsgeschwindigkeit antreibt.
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Zum
kontinuierlichen Aufwickeln der Fadengruppe 2.1 ist an
der Auspuleinheit 3.1 ein Spulrevolver 13 vorgesehen,
welcher eine zweite Spulspindel 17.2 trägt. Dem Spulrevolver 18 ist
ein Drehantrieb 30 zugeordnet, durch welchen der Spulrevolver
während
des Aufwickelns der Fäden 8.1 bis 8.4 oder
zum Spulenwechsel angetrieben wird. Der Spulspindel 17.2 ist
der Spindelantrieb 21.2 zugeordnet.
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Zur
Steuerung der Antriebe der Aufwickeleinheit 3.1 sind dem
Walzenantrieb 19.1 und den Spindelantrieben 21.1 und 21.2 sowie
dem Drehantrieb 30 jeweils Einzelsteuergeräte zugeordnet.
Die Einzelsteuergeräte 31.1 bis 31.4 sind
mit einer Gruppensteuereinrichtung 25.1 gekoppelt.
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Der
Changierantrieb 19.1 der Aufwickeleinheit 3.1 ist
demgegenüber
mit mehreren Changierantrieben benachbarter Aufwickeleinheiten zu
einer Antriebsgruppe verbunden und einem Steuergerät 22.1 zugeordnet.
Das Steuergerät 22.1 wirkt
als Gruppenummrichter somit gleichzeitig zur Ansteuerung mehrerer
Changierantriebe.
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Wie
aus 1 hervorgeht, sind der Changierantrieb 19.1 der
Aufwickeleinheit 3.1, der Changierantrieb 19.2 der
Aufwickeleinheit 3.2, der Changierantrieb 19.3 der
Aufwickeleinheit 3.3 und der Changierantrieb 19.4 der
Aufwickeleinheit 3.4 zu einer Antriebsgruppe elektrisch
miteinander verbunden. Den Changierantrieben 19.1 bis 19.4 ist
das Steuergerät 22.1 zugeordnet,
so dass jeder der Changierantriebe 19.1 bis 19.4 mit
identischer Changierfrequenz betrieben wird. Das Steuergerät 22.1 wird über die
Gruppensteuereinrichtung 25.1 gesteuert.
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Die
Changierantriebe 19.5 bis 19.8 der Aufwickeleinheiten 3.5 bis 3.8 sind
zu einer zweiten Antriebsgruppe elektrisch miteinander verbunden
und dem Steuergerät 22.2 zugeordnet.
Zur Steuerung der zweiten Antriebsgruppe ist eine zweite Gruppensteuereinrichtung 25.2 vorgesehen,
die mit dem Steuergerät 22.2 sowie
die hier nicht näher
dargestellten Einzelsteuergeräte
der Aufwickeleinheiten 3.5 bis 3.8 verbunden.
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Bei
dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung
werden die Fadengruppen 2.1 bis 2.4 sowie die
Fadengruppen 2.5 bis 2.8 gleichzeitig durch die
Antriebsgruppen zu Spulen gewickelt.
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Bei
dem in 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel
er erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist pro Spinnstelle der Aufwickeleinheit jeweils eine Behandlungseinrichtung
vorgeordnet. Die Behandlungseinrichtung sind durch die Bezugszeichen 11.1 bis 11.8 gekennzeichnet,
wobei die Behandlungseinrichtung 11.1 der Aufwickeleinheit 3.1 die Behandlungseinrichtung 11.2 der
Aufwickeleinheit 3.2 usw. vorgeordnet ist. Jede der Behandlungseinrichtungen 11.1 bis 11.8 ist
identisch ausgebildet, so dass die Beschreibung der Behandlungseinrichtungen
am Beispiel der Behandlungseinrichtung 11.1 erfolgt. Die
Behandlungseinrichtung 11.1 weist zwei angetriebene Galetten 12.1 und 12.2 auf.
Die Galetten 12.1 wird dabei durch den Galettenantrieb 13.1 und
die Galette 12.2 durch den Galettenantrieb 14.1 angetrieben.
Dabei werden die Fäden 8.1 bis 8.4 der Fadengruppe 2.1 parallel
am Umfang der Galetten 12.1 und 12.2 geführt und
gemeinsam aus der Spinnstelle 1.1 abgezogen.
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Zur
Steuerung der Galettenantriebe 13.1 und 14.1 sind
diese mit mehreren benachbarten Galettenantrieben jeweils zu einer
Behandlungsgruppe elektrisch miteinander verbunden. Wie aus der 1 hervorgeht,
bilden die Galettenantriebe 13.1 bis 13.4 der
Behandlungseinrichtungen 11.1 bis 11.4 eine erste
Behandlungsgruppe, die über
das Steuergerät 22.3 gesteuert
werden. Die Galettenantriebe 14.1 bis 14.4 bilden
eine zweite Behandlungsgruppe, die durch das Steuergerät 22.4 gesteuert
werden. Die Steuergeräte 22.3 und 22.4 sind
der Gruppensteuereinrichtung 25.1 zugeordnet, so dass die
Einrichtungen zum Abziehen und Aufwickeln der Fadengruppen 2.1 bis 2.4 gemeinsam
durch die Gruppensteuereinrichtung 25.1 gesteuert werden.
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Die
Galettenantriebe 13.5 bis 13.8 sowie die Galettenantriebe 14.5 bis 14.8 sind
ebenfalls zu Behandlungsgruppen elektrisch miteinander verbunden und
werden durch die Steuergeräte 22.5 und 22.6 gesteuert.
Die Steuergeräte 22.5 und 22.6 sind
mit der Gruppensteuereinrichtung 25.2 gekoppelt. Somit
lassen sich innerhalb der gesamten Vorrichtung Steuergruppen bilden,
durch welche jeweils das Behandeln und Wickeln mehrerer Fadengruppen überwacht
und gesteuert wird. Damit entfällt
eine pro Spinnstelle ausgebildete Einzelsteuerung der Behandlungseinrichtungen
und Aufwickeleinheiten. Somit sind völlig neue Steuerungsund Überwachungskonzepte
zur Ausbildung von Schmelzspinnvorrichtungen möglich, die insbesondere zu
Kosteneinsparungen führen.
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Bei
dem in 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen
besteht auch die Möglichkeit, dass
die Fäden
der Fadengruppen ohne Zwischenschaltung einer Behandlung unmittelbar
durch die Aufwickeleinheiten aus den Spinnstellen abgezogen und
aufgewickelt werden. Alternativ könnten die zwischen den Spinnstellen
und den Aufwickeleinheiten ausgebildeten Behandlungseinrichtungen
zusätzlich Einrichtungen
wie beispielsweise Streckgaletten, Verwirbelungseinrichtungen, Temperiereinrichtungen,
Kräuseleinrichtungen
usw. aufweisen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist somit geeignet,
um jede Art von synthetischen Fäden
herzustellen.
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In 3 ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung
in einer Vorderansicht dargestellt. Bei dem in 3 gezeigten Vorrichtung
sind nur vier Spinnstellen 1.1 bis 1.4 gezeigt,
deren zugeordneten Aufwickeleinheiten 3.1 bis 3.4 Antriebe
aufweisen, die zu einer Antriebsgruppe elektrisch verbunden sind.
Der Aufbau der Spinnstellen 1.1 bis 1.4 sowie
der Aufwickeleinheiten 3.1 bis 3.4 sind identisch
zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel,
so dass zu der vorhergehenden Beschreibung Bezug genommen wird und
an dieser Stelle nur die Unterschiede erläutert werden.
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Bei
dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Walzenantriebe 20.1 bis 20.4 der Aufwickeleinheiten 3.1 bis 3.4 zu
einer Antriebsgruppe elektrisch miteinander verbunden. Den Walzenantrieben 20.1 bis 20.4 ist
hierzu das Steuergerät 22.1 zugeordnet.
Zwischen dem Steuergerät 22.1 und
den Walzenantrieben 20.1 bis 20.4 ist jeweils
ein Schaltgerät
zwischengeschaltet, durch welches jeder der Walzenantriebe 20.1 bis 20.4 unabhängig voneinander
von dem Antriebsstrang getrennt werden kann. So ist das Schaltgerät 23.1 zwischen
dem Walzenantrieb 20.1 und dem Steuergerät 22.1 angeordnet. Dementsprechend
ist das Schaltgerät 23.2 dem
Walzenantrieb 20.2, das Schaltgerät 23.3 dem Walzenantrieb 20.3 und
das Schaltgerät 23.4 dem
Walzenantrieb 20.4 zugeordnet. Die Schaltgeräte 23.1 bis 23.4 sind über eine
Steuerleitung mit einer Koordinationseinheit 24 gekoppelt.
Die Koordinationssteuereinheit 24 ist mit der Gruppensteuereinrichtung 25.1 verbunden.
Der Gruppensteuereinrichtung 25.1 sind mehrere Sensoreinrichtungen 26.1 bis 26.4 zugeordnet,
die jeweils einer der Aufwickeleinheiten 3.1 bis 3.4 zugeordnet
sind. Innerhalb der Aufwickeleinheiten 3.1 bis 3.4 weisen
die Sensoreinrichtungen 26.1 bis 26.4 jeweils
einen Drehzahlsensor (nicht dargestellt) auf, welcher den Andrückwalzen 16 innerhalb der
Aufwickeleinheiten 3.1 bis 3.4 zugeordnet ist. Über die
Drehzahlsensoren werden die jeweiligen Betriebszustände der
Andrückwalzen 16 innerhalb der
Aufwickeleinheiten 3.1 bis 3.4 der Gruppensteuereinrichtung 25.1 aufgegeben.
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Die
Gruppensteuereinrichtung 25.1 ist mit einer Anlaufhilfseinrichtung 26 verbunden,
die elektrisch mit den Schaltgeräten 23.1 bis 23.4 gekoppelt ist.
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Den
Aufwickeleinheiten 3.1 bis 3.4 sind die Behandlungseinrichtungen 11.1 bis 11.4 vorgeordnet.
Die Ausführung
und Ausgestaltung der Behandlungseinrichtungen 11.1 bis 11.4 ist
hierbei nicht näher
dargestellt, da diese im wesentlichen vom jeweils herzustellenden
Fadentyp abhängig
ist. Hierbei lassen sich jedoch alle bekannten an synthetischen
Fäden durchführbare Behandlungen
ausbilden.
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Während des
Aufwickelns der Fadengruppen 2.1 bis 2.4 durch
die zugeordneten Aufwickeleinheiten 3.1 bis 3.4 werden
die Andrückwalzen 16 über die
Walzenantriebe 20.1 bis 20.4 angetrieben. Die Steuerung
der Walzenantriebe 20.1 bis 20.4 erfolgt dabei
kollektiv durch das Steuergerät 22.1.
Hierbei können
die Andrückwalzen
im Verhältnis
zu der Umfangsgeschwindigkeit der Spulen mit einem Vor- oder einem Nachlauf
beaufschlagt werden.
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Im
Falle eines Fadenbruchs oder einer Prozessunterbrechung in einem
der Aufwickeleinheiten 3.1 bis 3.4 wird über die
Gruppensteuereinrichtung 25.1 und Koordinationssteuereinheit 24 der
Walzenantrieb der betreffenden Aufwickeleinheit durch das zugeordnete
Schaltgerät
von dem Steuergerät
trennen. So lässt
sich beispielsweise bei einer Störung
in der Aufwickeleinheit 3.1 das Schaltgerät 23.1 aktivieren,
damit die Verbindung zwischen dem Walzenantrieb 20.1 zu
dem Steuergerät 22.1 getrennt
wird. Um bei Prozessbeginn oder nach einer Unterbrechung den Walzenantrieb 20.1 erneut
auf eine durch das Steuergerät 22.1 vordefinierte Betriebsdrehzahl hochzufahren,
wird über
die Koordinationssteuereinheit das Schaltgerät 23.1 derart gesteuert,
dass der Walzenantrieb 20.1 zunächst mit der Anlaufhilfseinrichtung 25 gekoppelt
wird. Bei der Anlaufshilfseinrichtung 23 kann es sich beispielsweise
um einen Anlaufumrichter handeln, der den Walzenantrieb, der beispielsweise
als Synchronmotor ausgebildet sein könnte, verbunden wird und diesen
mit einer vorgegebenen Rampe anfährt.
In Abhängigkeit
von dem Drehzahlsignal des Drehzahlsensors wird über die Gruppensteuereinrichtung 25.1 der
Koordinationssteuereinheit 24 signalisiert, dass das Schaltgerät 23.1 die
Verbindung zwischen dem Steuergerät 22.1 und dem Walzenantrieb 20.1 zur
Einstellung der Betriebsdrehzahl wieder hergestellt werden kann.
Nun befindet sich der Walzenantrieb 20.1 mit den übrigen Walzenantrieben 20.2 bis 20.4 im
Betriebszustand.
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Die
dargestellte Anordnung und Verbindung der Antriebsgruppe in 3 ist
ebenfalls nur beispielhaft vorgenommen. So könnte die Koordinationssteuereinheit 24 unmittelbar
mit den Sensoreinrichtungen 26.1 bis 26.4 verbunden
sein. Ebenso besteht die Möglichkeit,
die Koordinationssteuereinheit 24 innerhalb der Gruppensteuereinrichtung 25.1 zu
integrieren, so dass sämtliche
Verknüpfungen
von Sensorsignalen und Steuersignalen sowie Bedienbefehlen zentral
ausführbar
sind.
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Eine
derartige Anordnung ist beispielsweise in dem Ausführungsbeispiel
nach 4 dargestellt. Hierbei sind nur die Aufwickeleinheiten 3.1 bis 3.4 gezeigt,
die eine Antriebsgruppe bilden. Dabei sind die Changierantriebe 19.1 bis 19.4 zu
einer Antriebsgruppe elektrisch verbunden. Zur wahlweisen Abschaltung
der Changierantriebe sind den Changierantrieben 19.1 bis 19.4 die
Schaltgeräte 23.1 bis 23.4 zugeordnet.
Hierbei werden die Schaltgeräte 23.1 bis 23.4 unmittelbar
durch die Gruppensteuereinrichtung 25.1 angesteuert. Die
Gruppensteuereinrichtung 25.1 ist mit den Sensoreinrichtungen 26.1 bis 26.4 gekoppelt,
wobei jede der Sensoreinrichtungen 26.1 bis 26.4 jeweils
einen Drehzahlsensor (nicht dargestellt) aufweisen, der jeweils
der zu wickelnden Spulspindel zugeordnet ist. Das Ab- und Zuschalten
der Changierantriebe 19.1 bis 19.4 zu den Steuergeräten 22.1 kann somit
in Abhängigkeit
von der Betriebsdrehzahl der Spulspindel verändert werden. Diese Ausbildung
ist insbesondere zur Vermeidung von kritischen Spulzuständen in
einer der Aufwickeleinheiten 3.1 bis 3.4 geeignet.
Als kritisches Spulverhältnis sind
hierbei bestimmte Verhältnisse
zwischen der Changierfrequenz und der Spindeldrehzahl anzusehen,
die zu sogenannten Bildwicklungen (Spiegel) führen. Sollte der Spulvorgang
bei einer der Aufwickeleinheiten 3.1 bis 3.4 unmittelbar
vor einem kritischen Spulenverhältnis
stehen, erfolgt in der Gruppensteuereinrichtung 25.1 eine Änderung
der durch das Steuergerät 22.1 aufgeprägten Frequenz.
Damit werden die Changierantriebe 19.1 bis 19.4 kollektiv mit
einer Frequenzänderung
beaufschlagt, so dass an der betreffenden Aufwickeleinheit das kritische Spulverhältnis vermieden
wird.
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In 5 ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
dargestellt. Hierbei sind ebenfalls nur vier Spinnstellen 1.1 bis 1.4 gezeigt,
deren zugeordneten Aufwickeleinheiten 3.1 bis 3.4 zu
einer Antriebsgruppe verbunden sind. Das Ausführungsbeispiel ist im wesentlichen
identisch zu den vorgenannten Ausführungsbeispielen, so dass an
dieser Stelle nur die Unterschiede erläutert werden.
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Bei
dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel werden die durch
eine Spinnstelle gesponnenen Fäden
einer Fadengruppe an zwei Spulstellen der Aufwickeleinheit zu Spulen
gewickelt. Hierzu sind die Aufwickeleinheiten 3.1 bis 3.4 jeweils
als Doppelwickler ausgebildet. Jede Spulstelle innerhalb des Doppelwicklers
weist eine angetriebene Andrückwalze
sowie zwei an einem Spulrevolver angeordnete Spulspindeln auf. Zur
Changierung der Fäden
ist eine Gruppenchangierung vorgesehen, die zu jeder Spulstelle
Changierführungsmittel
aufweist. Die Gruppenchangierung wird über einen Changierantrieb und
die beiden Andrückwalzen über einen
Walzenantrieb angetrieben. Bei den dargestellten Aufwickeleinheiten 3.1 bis 3.4 sind
die Changierantriebe mit den Bezugszeichen 19.1 bis 19.4 und
die Walzenantriebe mit dem Bezugszeichen 20.1 bis 20.4 gekennzeichnet. Zur
Ansteuerung der Gruppenchangierung sind die Changierantriebe 19.1 bis 19.4 mit
dem Steuergerät 22.1 und
die Walzenantriebe 20.1 bis 20.4 mit dem Steuergerät 22.2 gekoppelt.
Die Steuergeräte 22.1 und 22.2 werden über die
Gruppensteuereinrichtung gesteuert. Zum Aufwickeln der Fadengruppen 2.1 bis 2.4 lassen
sich somit die Aufwickeleinheiten 3.1 bis 3.4 gemeinsam
durch die Gruppensteuereinrichtung 25.1 überwachen
und steuern, wobei die Sensoreinrichtungen hier nicht dargestellt
sind.
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In 6 ist
ein Ausführungsbeispiel
einer Behandlungsgruppe von mehreren Behandlungseinrichtungen gezeigt,
wie sie beispielsweise in einer der Varianten der erfindungsgemäßen Vorrichtung einsetzbar
wären.
Die Behandlungseinrichtung 11.1 bis 11.4 sind
in ihrem Aufbau zur Führung
und Behandlung des Fadens identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach 1,
so dass auf die vorgenannte Beschreibung Bezug genommen werden kann
und nur die Unterschiede nachfolgend erläutert werden.
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Die
Galettenantriebe 13.1 bis 13.4 sind jeweils über Schaltgeräte 23.1 bis 23.4 mit
dem Steuergerät 22.3 verbunden.
Ebenso sind die Galettenantriebe 14.1 bis 14.4 über die
Schaltgeräte 23.5 bis 23.6 mit
einem zweiten Steuergerät 22.4 gekoppelt, so
dass die Gruppe der Galettenantriebe der Galetten 12.1 und
die Gruppe der Galettenantriebe der Galette 12.2 jeweils
eine Behandlungsgruppe bilden. Die Steuergeräte 22.3 und 22.4 sind
mit der Gruppensteuereinrichtung 25.1 gekoppelt.
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Durch
die in 6 dargestellte Ausbildung der Behandlungseinrichtung
können
einzelne Antriebe unabhängig
von benachbarten Antrieben abgeschaltet werden.
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Die
dargestellten Ausführungsbeispiele
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sind in ihrer Anordnung und Ausbildung der Einzelaggregate beispielhaft.
Grundsätzlich
können
die Ausführungsbeispiele in
ihren Aufbauten miteinander kombiniert oder durch Zusatzaggregate
ausgebildet sein. Wesentlich hierbei ist, dass einzelne Gruppen
von Antrieben in den Aufwickeleinheiten zu Antriebsgruppen kombi niert sind,
bei welchen die Antriebe kollektiv mit identischen Betriebsdrehzahlen
betrieben werden.
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- 1.1,
1.2 ... 1.8
- Spinnstelle
- 2.1,
2.2 ... 2.8
- Fadengruppe
- 3.1,
3.2 ... 3.8
- Aufwickeleinheit
- 4
- Schmelzeführung
- 5
- Spinnbalken
- 6.1,
6.2 ... 6.4
- Spinndüsen
- 7.1,
7.2 ... 7.4
- Filamentschar
- 8.1,
8.2 ... 8.4
- Fäden
- 9
- Kühleinrichtung
- 10
- Fadenführer
- 11.1,
11.2 ... 11.8
- Behandlungseinrichtung
- 12.1,
12.2
- Galetten
- 13.1
... 13.8
- Galettenantrieb
- 14.1
... 14.8
- Galettenantrieb
- 15
- Gruppenchangierung
- 16
- Andrückwalze
- 17.1
- Spulspindel
- 17.2
- Spulspindel
- 18
- Spulrevolver
- 19.1
... 19.8
- Changierantrieb
- 20.1,
20.2 ... 20.4
- Walzenantrieb
- 21.1,
21.2
- Spindelantrieb
- 22.1,
22.2, 22.3, 22.4
- Steuergerät
- 23.1,
23.2 ... 23.4
- Schaltgerät
- 24
- Koordinationssteuereinheit
- 25.1,
25.2
- Gruppensteuereinrichtung
- 26.1,
26.2 ... 26.8
- Sensoreinrichtung
- 27.1,
27.2 ... 27.8
- Drehzahlsensor
- 28
- Anlaufhilfseinrichtung
- 29.1,
29.2 ... 29.4
- Spulen
- 30
- Drehantrieb
- 31.1,
31.2 ... 31.4
- Einzelsteuergeräte