DE102007006679A1

DE102007006679A1 - Verfahren zum Betreiben einer Kreuzspulen herstellenden Textilmaschine

Info

Publication number: DE102007006679A1
Application number: DE102007006679A
Authority: DE
Inventors: Bodo Hansen
Original assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Current assignee: Saurer Spinning Solutions GmbH and Co KG
Priority date: 2007-02-10
Filing date: 2007-02-10
Publication date: 2008-08-14
Anticipated expiration: 2027-02-11
Also published as: BRPI0807094A2; CN101600828B; WO2008095611A1; CN101600828A; DE102007006679B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Optimierung der Anzahl gleichzeitig aufgrund von Schaltungen mit zusätzlichem Unterdruck versorgbarer Arbeitsstellen einer eine Vielzahl von Arbeitsstellen aufweisenden Textilmaschine, wobei die Textilmaschine eine Saugluftanlage mit wenigstens einem Saugluftaggregat aufweist, dessen Saugleistung über die Drehzahl seines Antriebsmotors, geregelt durch Überwachung des Unterdruckniveaus, bis zum Erreichen einer Maximaldrehzahl gesteigert werden kann. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass aus der bekannten Maximaldrehzahl des Antriebsmotors des Saugluftaggregates, die die maximale Saugleistung der Saugluftanlage der Textilmaschine definiert, sowie aus einer vorliegenden Ist-Drehzahl des Antriebsmotors des Saugluftaggregates, die sich aus dem augenblicklichen Unterdruckbedarf der Textilmaschine ergibt, ein Wert für eine Drehzahlreserve berechnet wird, anhand dessen die Anzahl der noch mit zusätzlichem Unterdruck versorgbaren Arbeitsstellen bestimmt wird. Aus dieser Anzahl wird, erhöht um die Anzahl der mit zusätzlichem Unterdruck auf der Basis der Ist-Drehzahl des Antriebsmotors momentan bereits versorgten Arbeitsstellen, eine Höchstanzahl von Arbeitsstellen ermittelt, die gleichzeitig mit zusätzlichem Unterdruck versorgt werden können, und Unterdruck-Anforderungen, die diese Höchstzahl von Schaltungen überschreiten werden, abgewiesen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Optimierung der Anzahl gleichzeitig mit zusätzlichem Unterdruck versorgbarer Arbeitsstellen einer eine Vielzahl von Arbeitsstellen aufweisenden Kreuzspulen herstellenden Textilmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Im Zusammenhang mit Kreuzspulen herstellenden Textilmaschinen mit einer Vielzahl von Arbeitsstellen, beispielsweise Kreuzspulautomaten oder Offenend-Rotorspinnmaschinen, ist es bekannt, dass die Arbeitsstellen derartiger Textilmaschinen, um ordnungsgemäß arbeiten zu können, während ihres Betriebes ständig mit Saugluft versorgt werden müssen.
An den Arbeitstellen von Kreuzspulautomaten wird zum Beispiel ständig Saugluft benötigt, um eine Kopsentstaubung zu betreiben, das heißt, eine Einrichtung, die während des Umspulprozesses dafür sorgt, dass der beim Ablaufen des Fadens vom Spinnkops entstehende Schmutz und Staub entsorgt wird.
Des Weiteren verfügen diese Arbeitsstellen über eine Fadenfangdüse, die während des Umspulprozesses ebenfalls ständig mit Saugluft beaufschlagt ist.
An den Arbeitsstellen solcher Textilmaschinen entsteht außerdem ein nicht unerheblicher zusätzlicher Saugluftbedarf, wenn es zu einem Fadenbruch gekommen ist oder wenn der Faden durch einen kontrollierten Reinigerschnitt getrennt wurde.
In diesen Fällen kommen arbeitsstelleneigene, unterdruckbeaufschlagbare Fadenhandhabungseinrichtungen zum Einsatz, die dafür sorgen, dass der Spulprozess an der betreffenden Arbeitsstelle möglichst rasch wieder aufgenommen werden kann.
Das heißt, im Falle eines Fadenbruches oder eines Reinigerschnittes wird mittels einer mit Unterdruck beaufschlagbaren Saugdüse zunächst das Fadenende des auf die Kreuzspule aufgelaufenen Oberfadens gesucht, aufgenommen und an eine Fadenspleißvorrichtung überführt.
Gleichzeitig wird durch ein Greiferrohr, das ebenfalls mit Unterdruck beaufschlagbar ist, das Fadenende des so genannten Unterfadens aufgenommen und ebenfalls zur Fadenspleißvorrichtung befördert.
Nach dem pneumatischen Vorbereiten werden die Fadenenden von Ober- und Unterfaden in der Fadenspleißvorrichtung per Druckluft verbunden.
Um den Saugluftbedarf ihrer Arbeitsstellen, der, wie vorstehend angedeutet, recht unterschiedlich sein kann, decken zu können, verfügen derartige Textilmaschinen, wie beispielsweise in der DE 44 46 379 A oder in der DE 195 11 960 A1 beschrieben, über eine maschineneigene Saugluftanlage mit einem Saugluftaggregat, dessen Antriebsmotor an einen Frequenzumrichter angeschlossen und bezüglich seiner Drehzahl definiert einstellbar ist. Das heißt, die Drehzahl des Antriebsmotors kann entsprechend des Saugluftbedarfs der Textilmaschine innerhalb bestimmter Grenzen angepasst werden.
Während des "normalen" Spulprozesses läuft der Antriebsmotor vorzugsweise mit einer Drehzahl, bei der der Unterdruck in der Saugluftanlage ein bestimmtes Mindestniveau, nicht unterschreitet, das heißt, bei der der so genannte Saugluft-Grundbedarf der Textilmaschine gedeckt ist.
Bei der Meldung eines Ereignisses, das in der Folge zu einem erhöhten Saugluftbedarf führt, wird die Drehzahl des Antriebsmotors des Saugluftaggregats gesteigert, um einen vorgebbaren erhöhten Unterdruck bereitzustellen, mit dem dann der erhöhte Saugluftbedarf gedeckt werden kann.
Das heißt, die Drehzahl des Antriebsmotors des Saugluftaggregats wird so angepasst, dass bei der Abarbeitung des ersten zusätzliche Saugluft benötigenden Ereignisses sowie weiterer zwischenzeitlich eintretender ähnlicher Ereignisse das Druckniveau in der Saugluftanlage stets auf einem Mindestwert gehalten wird.
Nach Abarbeitung des letzten dieser Ereignisse wird die Drehzahl des Antriebsmotors des Saugluftaggregats dann wieder auf die Drehzahl zur Deckung des Unterdruck-Grundbedarfs zurückgeregelt.
Die in der DE 44 46 379 A oder in der DE 195 11 960 A beschriebenen Verfahren gehen dabei vom so genannten Minimalprinzip aus, bei dem versucht wird, mit geringstem Mitteleinsatz ein bestimmtes Ziel zu erreichen. Beispielsweise soll jeweils mit möglichst niedriger Drehzahl des Antriebsmotors des Saugluftaggregates ein bestimmtes Unterdruckniveau realisiert werden, das sich aus der Anzahl der zu bearbeitenden Ereignisse ergibt.
Das vorbeschriebene Verfahren ist allerdings nur dann erfolgreich einzusetzen, wenn das Angebot an Saugluft stets über der Nachfrage nach Saugluft liegt.
Auch beim Betreiben der Arbeitsstellen von Offenend-Rotorspinnmaschinen wird ständig Unterdruck benötigt.
Der im Rotorgehäuse der Offenend-Spinnvorrichtungen derartiger Textilmaschinen benötigte, so genannte Spinnunterdruck sorgt beispielsweise während des Spinnbetriebes dafür, dass die von einer Auflösewalze aus einem Vorlagefaserband ausgekämmten Einzelfasern über einen Faserleitkanal pneumatisch in einen Spinnrotor eingespeist werden, wo sie von dem mit hoher Drehzahl umlaufenden Spinnrotor zu einem Faden gedreht werden. Das heißt, auch die Arbeitsstellen von Offenend-Rotorspinnmaschinen weisen während des "normalen" Spinnbetriebes einen bestimmten, nahezu konstanten Grundbedarf an Unterdruck auf.
Der Unterdruckbedarf einer einzelnen Arbeitsstelle kann sich allerdings, insbesondere wenn die Arbeitsstellen, wie beispielsweise aus der DE 101 39 075 A1 bekannt, als im wesentlichen autark arbeitende Arbeitsstellen ausgebildet sind, zeitweise deutlich erhöhen.
Einen solchen erhöhten zusätzlichen Unterdruckbedarf weist eine autarke Arbeitsstelle beispielsweise immer dann auf, wenn an der betreffenden Arbeitsstelle neu angesponnen werden muss.
Das heißt, wenn das Fadenende durch eine arbeitsstelleneigene, unterdruckbeaufschlagbare Saugdüse auf der Oberfläche der Kreuzspule gesucht, aufgenommen, zu einer Fadenanspinnvorrichtung transportiert und dort für den Anspinnvorgang vorbereitet werden muss.
Obwohl Offenend-Rotorspinnmaschinen ebenfalls mit einer Saugluftanlage ausgestattet sind, bei der bei Bedarf zur Erhöhung des Unterdruckniveaus die Drehzahl des Antriebsmotors des Saugluftaggregates bis auf eine Maximaldrehzahl gesteigert werden kann, ergeben sich bei diesen bekannten Textilmaschinen erhebliche Schwierigkeiten, wenn der Saugluftbedarf der Textilmaschine über dem maximalen Saugluftangebot der betreffenden Saugluftanlage liegt.
Das heißt, es treten massive Probleme auf, wenn die Saugluftanlage der Textilmaschine, obwohl der Antriebsmotor des Saugluftaggregates bereits mit Maximaldrehzahl läuft, nicht genügend Unterdruck bereitstellen kann, um alle Arbeitsstellen, die zusätzlichen Unterdruck anfordern, gleichzeitig mit der nötigen Saugluft zu versorgen.
Eine solche Situation ist zum Beispiel nach einem Partiewechsel gegeben, wenn alle der 360 und mehr Arbeitsstellen der Offenend-Spinnmaschine gleichzeitig anspinnen wollen und entsprechend zusätzliche Saugluft anfordern.
Ausgehend von Textilmaschinen der vorstehend beschriebenen Gattung liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das sicherstellt, dass im Bedarfsfall stets die maximal mögliche Anzahl von Arbeitsstellen der Textilmaschine mit dem benötigten zusätzlichen Unterdruck versorgt wird, wobei gewährleistet bleibt, dass der Unterdruck in der Saugluftanlage der Textilmaschine nicht unter einen den Grundbedarf der Textilmaschine darstellenden Grenzwert absinkt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, wie es in Anspruch 1 beschrieben ist.
Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße Verfahren, das nach dem so genannten Maximalprinzip arbeitet, hat insbesondere den Vorteil, dass im Bedarfsfall stets das gesamte, augenblicklich zur Verfügung stehende Potential der Saugluftanlage der Textilmaschine ausgenutzt wird.
Das heißt, aus der vorliegenden Ist-Drehzahl des Antriebsmotors des Saugluftaggregates, die sich aus dem augenblicklichen Unterdruckbedarf der Textilmaschine unter Berücksichtigung einer Vielzahl von Parametern ergibt, sowie der vorgegebenen Maximaldrehzahl des Antriebsmotors wird auf einfache Weise der Wert für die Drehzahlreserve ermittelt, anhand dessen dann leicht die Anzahl der noch gleichzeitig mit zusätzlichem Unterdruck versorgbaren Arbeitsstellen bestimmbar ist.
Die Höchstanzahl dieser jeweils noch gleichzeitig mit zusätzlichem Unterdruck versorgbaren Arbeitsstellen ist variabel und wird ermittelt aus der, wie vorstehend ermittelten Anzahl, erhöht um die Anzahl der mit zusätzlichem Unterdruck auf der Basis der Ist-Drehzahl des Antriebsmotors momentan bereits versorgten Arbeitsstellen.
Diese Höchstzahl von Schaltungen überschreitende Unterdruck-Anforderungen werden abgewiesen.
Die Höchstanzahl der noch gleichzeitig mit zusätzlichem Unterdruck versorgbaren Arbeitsstellen hängt, wie aus der Ist-Drehzahl des Antriebsmotors ersichtlich, beispielsweise von der Länge der Textilmaschine, dem Verschmutzungsgrad der Schmutzkammer, der Aufstellhöhe der Textilmaschine und ähnlichen Parametern ab.
Wie in Anspruch 2 beschrieben, errechnet sich die Anzahl der noch gleichzeitig mit zusätzlichem Unterdruck versorgbaren Arbeitsstellen jeweils unter anderem aus dem Unterdruckbedarf einer einzelnen Arbeitsstelle bzw. aus der zur Deckung dieses Unterdruckbedarfs notwendigen Drehzahlerhöhung des Antriebsmotors des Saugluftaggregates.
Die Höhe eines zusätzlichen Unterdruckbedarfs einer Arbeitsstelle ergibt sich dabei auch nach den jeweiligen Garnparametern.
Gröbere Garne und haarigere Garne fordern beispielsweise einen höheren Unterdruck, um ein Fadenende von einer Ablaufspule abzusaugen und das Fadenende in Vorbereitungsröhrchen für einen Fadenspleiß vorbereiten und spleißen zu können, als feine, glattere Garne.
Im Ergebnis bedeutet dies, je geringer der Unterdruckbedarf einer einzelnen Arbeitstelle ist, um so mehr Arbeitstellen können von dem mit maximaler Drehzahl rotierenden Saugluftaggregat gleichzeitig mit zusätzlichem Unterdruck versorgt werden.
Da sich die Unterdruckverhältnisse in der Saugluftanlage einer Textilmaschine, beispielsweise aufgrund zunehmender Verschmutzung der Schmutzkammern laufend ändern, ist in vorteilhafter Ausbildung außerdem vorgesehen, dass das Druckniveau in der Saugluftanlage ständig überwacht wird und dass in einer Steuereinheit der Textilmaschine die Anzahl der jeweils noch gleichzeitig mit zusätzlichem Unterdruck versorgbaren Arbeitsstellen fortlaufend neu berechnet wird.
Durch die vorbeschriebenen Verfahrensschritte wird sichergestellt, dass einerseits das Unterdruckniveau in der Saugluftanlage nicht unter einen vorgebbaren Grenzwert sinkt und dass anderseits alle Arbeitsstellen, die mit zusätzlicher Druckluft versorgt werden, auch stets ausreichend Saugluft erhalten.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch angedeuteten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Die Figur zeigt anhand eines Diagramms den durch eine Kurve 1 schematisch angedeuteten Drehzahlverlauf des Antriebsmotors des Saugluftaggregates der Textilmaschine sowie den durch die Kurve 2 schematisch angedeuteten Unterdruckverlauf in der Saugluftanlage der Textilmaschine beim Wiederanlauf der Textilmaschine nach einem Partiewechsel.
Die Abszisse zeigt dabei den zeitlichen Verlauf des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei die verschiedenen, nachfolgend näher beschriebenen Zeitpunkte mit A, B, C etc. gekennzeichnet sind.
Auf der Ordinate sind das in der Saugluftanlage der Textilmaschine herrschende Unterdruckniveau p sowie das Drehzahlniveau d des Antriebsmotors des Saugluftaggregates der Textilmaschine dargestellt.
Beim Wiederanlauf der Offenend-Spinnmaschine nach einem Partiewechsel stellt sich in der Saugluftanlage der Textilmaschine zunächst ein vorgebbarer Unterdruck p_G ein, der so ausgelegt ist, dass während des "normalen" Spinn-/Spulbetriebes der Offenend-Spinnmaschine der Saugluft-Grundbedarf der Arbeitsstellen abgedeckt ist.
Zur Abdeckung dieses vorgebbaren Saugluft-Grundbedarfs läuft der Antriebsmotor des Saugluftaggregates mit einer Drehzahl d_ist um, die sich aus verschiedenen Parametern, beispielsweise dem Verschmutzungsgrad der Schmutzkammern, der Länge der Textilmaschine, der Höhe des Aufstellungsortes der Textilmaschine etc. ergibt.
Wenn es zum Zeitpunkt A zu zusätzlichen Saugluftanforderungen der Arbeitsstellen kommt, insbesondere weil die autarken Arbeitstellen nach dem Partiewechsel wieder anspinnen wollen, sorgt die Steuereinrichtung der Textilmaschine dafür, dass der Antriebsmotor des Saugluftaggregates auf seine Maximaldrehzahl d_max. beschleunigt wird.
Diese Maximaldrehzahl d_max. ist beispielsweise zum Zeitpunkt B erreicht. In der Saugluftanlage herrscht zum Zeitpunkt B dann ein Unterdruck d.
Gleichzeitig wird in der Steuereinrichtung der Textilmaschine der Wert für die Drehzahlreserve d_res., der sich aus der Differenz zwischen d_max. und d_ist ergibt, sowie der jeweilige zusätzliche Unterdruckverbrauch einer einzelnen Arbeitsstelle berechnet bzw. die Drehzahlerhöhung, die notwendig ist, um den zusätzlichen Unterdruckbedarf einer einzelnen Arbeitsstelle zu decken.
Aus dem Wert für die Drehzahlreserve d_res und dem Wert für die Drehzahlerhöhung, die je Arbeitsstelle notwendig ist, wird dann exakt die Anzahl von Arbeitsstellen festgelegt, die noch gleichzeitig mit zusätzlicher Saugluft versorgt werden kann, ohne dass dabei die Gefahr besteht, dass der Unterdruck in der Saugluftanlage der Textilmaschine unter das vorgegebene Unterdruckniveau p_G sinkt, das, wie vorstehend erläutert zwingend benötigt ist, um den Grundbedarf der Arbeitsstellen der Textilmaschine zu decken.
Mit der zum Zeitpunkt C einsetzenden Versorgung von Arbeitsstellen mit zusätzlicher Saugluft entsprechend der vorher berechneten Anzahl, beginnt der Unterdruck p in der Saugluftanlage zu sinken und erreicht zum Zeitpunkt D das Unterdruckniveau p_G, das zur Deckung des Grundbedarfs der Textilmaschine notwendig ist.
Vom Zeitpunkt D an wird dann fortlaufend jeweils die maximal mögliche Anzahl von Arbeitsstellen gleichzeitig mit zusätzlicher Saugluft versorgt, wobei sicher gestellt wird, dass der Unterdruck in der Saugluftanlage nicht unter das Unterdruckniveau p_G absinkt.
Nach einer bestimmten Zeit haben bis auf einen kleinen Rest alle Arbeitstellen der Textilmaschine ihren "normalen" Betrieb aufgenommen, das heißt, diese Arbeitsstellen benötigen keine zusätzliche Saugluft mehr.
Es tritt dann, die zum Zeitpunkt X dargestellte Situation ein, dass das Saugluftangebot des Saugluftaggregates mit dem nach wie vor mit Maximaldrehzahl d_max. rotierenden Antriebsmotor die Saugluftnachfrage übersteigt, mit der Folge, dass auch das Unterdruckniveau in der Saugluftanlage steigt und beispielsweise zum Zeitpunkt Y, wenn kein Bedarf irgendeiner Arbeitsstelle an zusätzlicher Saugluft mehr vorliegt, wieder den maximal Wert p erreicht.
Spätestens zum Zeitpunkt Y wird begonnen, die Drehzahl d_max. des Antriebsmotors des Saugluftaggregates zurück zu nehmen, die dann ab dem Zeitpunkt Z wieder das Drehzahlniveau d_ist aufweist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 4446379 A [0010, 0015]
- DE 19511960 A1 [0010]
- DE 19511960 A [0015]
- DE 10139075 A1 [0019]

Claims

Verfahren zur Optimierung der Anzahl gleichzeitig aufgrund von Schaltungen mit zusätzlichem Unterdruck versorgbarer Arbeitsstellen einer eine Vielzahl von Arbeitsstellen aufweisenden Textilmaschine, wobei die Textilmaschine eine Saugluftanlage mit wenigstens einem Saugluftaggregat aufweist, dessen Saugleistung über die Drehzahl seines Antriebsmotors, geregelt durch Überwachung des Unterdruckniveaus, bis zum Erreichen einer Maximaldrehzahl gesteigert werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass aus der bekannten Maximaldrehzahl des Antriebsmotors des Saugluftaggregates, die die maximale Saugleistung der Saugluftanlage der Textilmaschine definiert, sowie aus einer vorliegenden Ist-Drehzahl des Antriebsmotors des Saugluftaggregates, die sich aus dem augenblicklichen Unterdruckbedarf der Textilmaschine ergibt, ein Wert für eine Drehzahlreserve berechnet wird, anhand dessen die Anzahl der noch mit zusätzlichem Unterdruck versorgbaren Arbeitsstellen bestimmt wird und dass aus dieser Anzahl, erhöht um die Anzahl der mit zusätzlichem Unterdruck auf der Basis der Ist-Drehzahl des Antriebsmotors momentan bereits versorgten Arbeitsstellen, eine Höchstanzahl von Arbeitsstellen ermittelt wird, die gleichzeitig mit zusätzlichem Unterdruck versorgt werden können und dass diese Höchstzahl von Schaltungen überschreitende Unterdruck-Anforderungen abgewiesen werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erfassung der aktuellen Drehzahldifferenz je zusätzlichem Unterdruckbedarf, die sich mittels Regeleingriff ergibt, nacheinander verschiedene Drehzahlen ermittelt und der jeweiligen Anzahl der momentanen Schaltungen zugeordnet werden und die Differenz zwischen den verschiedenen Drehzahlen durch die Differenz der momentanen Schaltungen geteilt wird.