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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anspinnen an Textilmaschinen,
insbesondere an Offenend-Spinnmaschinen mit einer Mehrzahl von Spinnstellen,
mittels einer verfahrbaren oder an der Spinnstelle jeweils vorhandenen
Wartungseinrichtung. Bei dem Verfahren wird ein loses Fadenende
von der Wartungseinrichtung aufgenommen und zwischen dieser und
einer Auflaufspule der Textilmaschine in einem Fadenspeicher eine
Fadenreserve gebildet, wobei die Auflaufspule in einer Anlaufphase aus
dem Stillstand auf eine Endgeschwindigkeit gebracht wird. Die Anlaufphase
kann eine Hilfsantriebsphase sein, während der die Auflaufspule
zeitweilig von ihrer Antriebseinrichtung entkoppelt und mittels eines
Hilfsantriebes angetrieben wird.
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Darüber hinaus
betrifft die vorliegende Erfindung eine Textilmaschine, insbesondere
eine Offenend-Spinnmaschine, mit einer Steuervorrichtung zur Steuerung
des Anspinnens an einer Spinnstelle.
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Moderne
Textilmaschinen, wie beispielsweise Offenend-Spinnmaschinen, umfassen
eine Vielzahl nebeneinander angeordneter Spinnstellen, im Folgenden
auch Arbeitsstellen genannt. Um einen reibungslosen Betrieb der
einzelnen Arbeitsstellen zu gewährleisten,
bedürfen
diese der Durchführung
regelmäßiger Wartungs-
bzw. Instandsetzungsarbeiten. Hierzu sind unter anderem drei verschiedene Möglichkeiten
der Durchführung
bekannt. Die erste Möglichkeit
besteht darin, derartige Arbeiten manuell ausführen zu lassen. Dies ist nicht
besonders effizient, fehleranfällig
und sehr personalintensiv. Die nächste
Möglichkeit
besteht darin, automatisierte Wartungseinrichtungen entlang der
Arbeitsstellen verfahren zu lassen. Diese fahren die zu wartenden Arbeitsstelle
an, um dort die erforderlichen Tätigkeiten
durchzuführen
und nach Abschluss der Arbeiten für weitere Tätigkeiten an anderen Arbeitsstellen
wieder bereitzustehen. Eine dritte Möglichkeit zur Durchführung von
Wartungsarbeiten besteht darin, jede einzelne Arbeitsstelle mit
Wartungseinrichtungen zu versehen, so dass bei Bedarf jede Arbeitsstelle
an sich selber Wartungstätigkeiten
ausführen
kann.
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Da
es eine ständige
Forderung der Betreiber von Textilmaschinen ist, die Liefergeschwindigkeiten und
damit die pro Zeiteinheit hergestellten Garnmengen zu steigern,
haben sich insbesondere in letzter Zeit die Liefergeschwindigkeiten
des produzierten Garnes, im Folgenden auch Faden genannt, drastisch
erhöht.
Hierbei können
etwa Fadenliefergeschwindigkeiten von 400 m/min. und mehr auftreten. Derartig
schnelle Fadenlieferungen sind im manuellen Wartungsbetrieb nicht
mehr beherrschbar. Aus diesem Grunde kommen bei modernen Textilmaschinen
fast ausschließlich
automatisch arbeitende Wartungseinrichtungen zum Einsatz. Zu den
Wartungsaufgaben einer derartigen Wartungseinrichtung gehört es unter
anderem, die Spinnstelle, etwa zu Produktionsbeginn oder nach einem
Fadenbruch, in Gang zusetzen. Dies wird auch als Anspinnen bezeichnet.
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Dabei
ist zu beobachten, dass unterschiedliche Probleme auftauchen. So
wird eine an jeder Arbeitsstelle vorhandene Auflaufspule für das produzierte
Garn während
des Anspinnens in einer Anlaufphase aus dem Stillstand auf eine
Endgeschwindigkeit gebracht. Während
der Durchführung
von derartigen Wartungstätigkeiten
wird die Auflaufspule in manchen Fällen von ihrem zugehörigen Hauptantrieb entkoppelt
und von der Wartungseinrichtung mittels eines Hilfsantriebes angetrieben.
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Während dieser
Anlaufphase bzw. Hilfsantriebsphase treten mit steigenden Fadenliefergeschwindigkeiten
immer häufiger
Probleme auf. Es bilden sich beispielsweise mit steigenden Fadenliefergeschwindigkeiten
größere Anzahlen
von Parallelwicklungen auf der Auflaufspule, wenn, was in vielen Fällen erforderlich
ist, der Faden während
der Anlaufphase von einer an der Spuleinrichtung der Arbeitsstelle
vorgesehenen Changiereinrichtung abgekoppelt werden muss. Darüber hinaus
kann es beim Beschleunigen bzw. Verzögern der Auflaufspulen aufgrund
von Geschwindigkeitsdifferenzen zur Ausbildung von Schlaufen kommen.
Sowohl Schlaufen als auch Parallelwicklungen können bei der nachfolgenden
Weiterverarbeitung der Auflaufspule zu Maschinenstörungen führen.
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Es
ist beispielsweise eine Textilmaschine mit einem Hilfsantrieb für die Auflaufspule
bekannt, bei der beim Anspinnen eines Fadenendes zu einem ersten
Zeitpunkt die Faserspeisung in Betrieb genommen wird, zu einem zweiten
Zeitpunkt der Fadenabwurf aktiviert wird, um anschließend zu
einem dritten Zeitpunkt einen Fadenabzug und gleichzeitig oder kurz
danach eine Fadenspulung in Gang zu setzen. Hierbei tritt das Problem
auf, dass der Fadenabzug – ohne
Störungen
des Betriebes der Arbeitsstelle wie Fadenbrüche zu bewirken – eine wesentlich
höhere Beschleunigung
erfahren kann als die Auflaufspule. In Folge dessen kommt es zu
Beginn der Anlaufphase bzw. der Hilfsantriebsphase zu einer Überlieferung
des Fadens, da die Auflaufspule nicht schnell genug folgen kann.
Die Überlieferung
des Fadens muss in einem Zwischenspeicher, im Folgenden Fadenspeicher
genannt, aufgenommen werden.
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Dabei
ist es erforderlich die Beschleunigung der Fadenabzugseinrichtung
zu reduzieren oder einzustellen, bis die Aufspulgeschwindigkeit
die Fadenabzugsgeschwindigkeit erreicht hat. In der nachfolgenden
Zeit ist es dann erst möglich,
die Aufspulgeschwindigkeit über
die Fadenabzugsgeschwindigkeit hinaus zu erhöhen, um den im Fadenspeicher
zwischengespeicherten und überlieferten
Faden auf der Auflaufspule aufzuspulen. Dies führt dann jedoch dazu, dass
gegen Ende der Wartungstätigkeit
bzw. der Anlaufphase die vom Hilfsantrieb angetriebene Auflaufspule
eine höhere
Geschwindigkeit aufweist als der Hauptantrieb der Auflaufspule an
der Arbeitsstelle, so dass eine Übergabe
vom Hilfsantriebssystem auf das Hauptantriebssystem mit einer Geschwindigkeitsdifferenz
erfolgt. Hierbei kann es zu Fadenbrüchen, Schlaufenbildungen oder
anderen Problemen kommen. Darüber
hinaus dauert die Hilfsantriebsphase relativ lang und es wird eine
Vielzahl unerwünschter
Parallelwicklungen auf der Auflaufspule aufgebaut, da diese während der
Hilfsantriebsphase nicht der Changierung unterliegt.
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Mit
einem ähnlichen
Problem beschäftigt sich
die
DE 196 36 395
A1 . Daraus ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anspinnen
einer Offenend-Spinnstelle nach einem Fadenbruch mittels eines die
Spinnstelle versorgenden Bedienaggregats bekannt. Dabei wird zunächst eine
definierte Fadenlänge
von der Auflaufspule abgewickelt und in einem Fadenspeicher zwischengespeichert.
Anschließend wird
der Beschleunigungsvorgang der Auflaufspule durch den Wickelantrieb
eines Anspinnwagens gestartet. Hierdurch wird der Fadenspeicher
wieder entleert. Wenn die Auflaufspule bereits eine vorbestimmbare
Wickelgeschwindigkeit aufweist, wird schließlich mit dem Abzug des zuvor
angesponnenen Fadens begonnen.
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Dieses
Verfahren verlegt lediglich den Beginn der Beschleunigung der Auflaufspule
vor den Beginn des Fadenabzuges, um zu erreichen, dass die Auflaufspule
beim Beginn des Fadenabzuges eine gewisse gewünschte Geschwindigkeit bereits erreicht
hat. Nachteilig ist aber auch bei diesem Verfahren, dass eine unvermindert
große
Anzahl von Parallelwicklungen erzeugt wird und es nach wie vor zu den
zuvor beschriebenen Problemen mit Fadenabbrüchen oder Schlaufenbildungen
kommen kann. Derartige Probleme treten beispielsweise auf, wenn, was
bei hohen Geschwindigkeiten nicht auszuschließen ist, der Fadenspeicher
bereits entleert ist, bevor der Fadenabzug eingeschaltet wird.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe eine Auflaufspule während einer Anlaufphase
besonders schnell und besonders schonend beschleunigt wer den kann.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Verfahren gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1 gelöst,
das sich dadurch auszeichnet, dass zu einem ersten Zeitpunkt damit
begonnen wird, ein Faserband einzuspeisen, um zu einem zweiten Zeitpunkt
das lose Fadenende zum Anspinnen in ein Spinnmittel abzugeben, wonach
zu einem dritten Zeitpunkt der angesponnene Faden aus dem Spinnmittel
abgezogen und gleichzeitig oder danach mit dem Aufspulen des Fadens
auf der Auflaufspule begonnen wird, wobei die Auflaufspule während der
Anlaufphase einer Beschleunigung unterworfen wird, welche derart
gesteuert oder geregelt wird, dass die Aufspulgeschwindigkeit in
einer Mehrzahl von Änderungsschritten
oder kontinuierlich entlang einer stetigen Verlaufskurve zunächst gesteigert
und danach vermindert wird.
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Bedingt
durch die Erhöhung
und anschließende
Verringerung der Beschleunigung der Auflaufspule kann der Wert der
Anfangs- bzw. Endbeschleunigung gering gehalten und eine besonders
schonende Beschleunigung der Auflaufspule erreicht werden. Die bekannten
plötzlichen
Beschleunigungssprünge bzw.
-änderungen
und die dabei auftretenden Probleme, wie etwa Schlaufenbildung,
Fadenabrisse oder Garnschädigungen,
werden so wirksam vermieden. Hierbei kann die Änderung des Beschleunigungswertes
vorzugsweise kontinuierlich erfolgen, so dass auch die Aufspulgeschwindigkeit
kontinuierlich entlang einer stetig verlaufenden Funktionskurve
verläuft.
Alternativ kann eine solche kontinuierlich verlaufende Verlaufskurve
des Beschleunigungswertes, aber auch durch eine treppenförmige Funktionskurve angenähert werden.
In diesem Fall ergibt sich für
die Aufspulgeschwindigkeit eine Kurve, die aus einer Mehrzahl in
etwa linear ansteigender einzelner Segmente besteht.
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Unter „steuern" wird dabei die Verwendung eines
offenen Steuerkreises (engl.: open loop control) und unter „regeln" die eines geschlossenen
Steuer kreises (engl.: closed loop control) verstanden. Insoweit
handelt es sich bei einer Regelung um eine spezielle Form der Steuerung.
In vielen Fällen
ist eine Steuerung der Beschleunigung ausreichend. Allerdings kann
durch eine Regelung besser sichergestellt werden, dass die Beschleunigungswerte
unabhängig
vom Bewicklungsgrad bzw. der Masse der Auflaufspule sind.
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Bei
den vorbekannten Verfahren traten die oben beschriebenen Probleme
wie Fadenbrüche oder
Schlaufenbildung gerade bei sehr stark gefüllten Auflaufspulen, welche
eine besonders große Massenträgheit aufweisen,
auf. Das erfindungsgemäße Verfahren
schafft gerade hier Abhilfe. Darüber hinaus
können
die Auflaufspulen während
der Anlaufphase, nach der erfolgten Anfangsbeschleunigung, zwischenzeitlich
mit besonders hohen Beschleunigungswerten betrieben werden, die
erheblich über
den im Stand der Technik bekannten Werten liegen. Damit kann die
Auflaufspule eine zu Beginn der Anlaufphase auftretende Überlieferung
bzw. Unterförderung,
bei der der produzierte Faden mit größerer Geschwindigkeit aus dem
Spinnmittel abgezogen wird als dieser auf die Auflaufspule aufgewickelt wird,
wesentlich schneller ausgleichen als dies im bekannten Stand der
Technik der Fall ist. Der wesentlich schnellere Ausgleich der Überlieferung
bzw. Unterförderung
im Vergleich zu bekannten Verfahren führt seinerseits zu einer insgesamt
verkürzten
Anlaufphase. Dies wiederum bedeutet weniger Parallelwindungen bei
einem Anspinnvorgang, da der produzierte Faden schneller an die
Changiereinrichtung der Spinnmaschine zurückgegeben werden kann.
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Vorzugsweise
ist vorgesehen, dass die Beschleunigung der Aufspulgeschwindigkeit
am Anfang und/oder Ende der Anlaufphase gegen null gesteuert oder
geregelt wird. Die erfindungsgemäße Regelung oder
Steuerung der Beschleunigung der Auflaufspule gegen null kann dabei
wahlweise nur am Beginn oder nur am Ende der Anlaufphase angewendet
werden. Idealerweise erfolgt die erfindungsgemäße Regelung bzw. Steuerung
der Beschleunigung der Auflaufspule gegen null aber sowohl am Anfang
als auch am Ende der Anlaufphase.
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In
einem Ausführungsbeispiel
ist vorgesehen, dass die Auflaufspule in einer der Anlaufphase nachfolgenden
Betriebsphase von einem die Auflaufspulen mehrerer Spinnstellen
antreibenden Antrieb angetrieben wird. Dabei kann die Auflaufspule
beispielsweise mittels einer sektionslangen oder einer maschinenlangen
Antriebswelle angetrieben werden. Auch ist es möglich, an jeder Arbeitsstelle
einen eigenen Antriebsmotor vorzusehen, jedoch mehrere Motoren über einen
gemeinsamen Umrichter zu betreiben. In diesen Fällen ergibt sich ein einfacher
Aufbau der Textilmaschine, da nicht jede einzelne Arbeitsstelle
einen eigenen Antrieb aufweisen muss.
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In
einer alternativen Ausführungsform
ist jedoch vorgesehen, dass die Auflaufspule in einer der Anlaufphase
nachfolgenden Betriebsphase von einem individuellen Antrieb angetrieben
wird. Hierdurch ist es möglich,
während
der Betriebsphase für jede
Arbeitsstelle derselben Textilmaschine unterschiedliche Betriebsparameter
vorzusehen. Der Antrieb einer Auflaufspule einer der Arbeitsstellen
kann beispielsweise einen Motor mit einem Umrichter oder einen Servomotor
umfassen.
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Wenn
die Auflaufspule während
der Anlaufphase von ihrer Antriebseinrichtung entkoppelt und mittels
eines Hilfsantriebes angetrieben wird, so kann die Beschleunigung
der Aufspulgeschwindigkeit gesteuert bzw. geregelt werden, ohne
dass es eines Steuereingriffes seitens der Wartungseinrichtung in die
Steuerung oder Regelung des für
die Betriebsphase vorgesehenen Antriebes der Auflaufspule bedürfte.
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Das
Entkoppeln der Auflaufspule von ihrem für die Betriebsphase vorgesehenen
Antrieb kann erfolgen, indem die Auflaufspule von einer Treibwalze abgehoben
wird. Ebenso kann das Entkoppeln erfolgen, indem die Auflaufspule
mittels einer Kupplung von einer Treibwelle getrennt wird. Im ersten
Fall ist es von Vorteil, dass durch das Abheben gleichzeitig der
Hilfsantrieb zur Wirkung gebracht werden kann. Im zweiten Fall ergibt
sich der Vorteil, dass die mit einer großen Masse behaftete Auflaufspule
nicht in ihrem Ort verändert
werden muss.
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Bei
einer besonders vorteilhaften Ausbildungsform der Erfindung ist
vorgesehen, dass die Mehrzahl von Änderungsschritten wenigstens
fünf Änderungsschritte,
bevorzugt mehr als zehn Änderungsschritte,
besonders bevorzugt mehr als 15 Änderungsschritte
aufweist. Mit steigender Anzahl von Änderungsschritten kann eine
stetig verlaufende Funktion der Beschleunigungswerte mit zunehmend geringerem
Fehler nachgebildet werden. In der Praxis haben sich dabei Werte
von fünf
bis 15 Änderungsschritten
als besonders geeignet erwiesen. Je nach verwendeter Steuerung kann
es dabei auch durchaus möglich
sein, 15 oder gar 20 Änderungsschritte
zu verwenden.
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Als
ganz besonders vorteilhaft hat es sich auch erwiesen, wenn der Betrag
der Beschleunigung der Auflaufspule in einer ersten Phase der Anlaufphase
weniger als 200 mm/s2, bevorzugt weniger
als 100 mm/s2 und besonders bevorzugt weniger
als 50 mm/s2 beträgt. Hierdurch wird eine besonders
schonende Beschleunigung der Auflaufspule zu Beginn der Anlaufphase
gewährleistet.
Insbesondere in Verbindung mit einer stetig verlaufenden Funktionskurve des
Beschleunigungswertes wird dabei sichergestellt, dass es in der
ersten Phase der Anlaufphase zu keiner übermäßigen Änderung der Beschleunigungswerte
kommt.
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Ebenso
hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Betrag der Beschleunigung
der Auflaufspule (AS) in einer letzten Phase der Anlaufphase (AP) weniger
als 200 mm/s2, bevorzugt weniger als 100 mm/s2 und besonders bevorzugt weniger als 50 mm/s2, beträgt.
Je geringer der Betrag ist, desto sanfter wird die Auflaufspule
beschleunigt.
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Bei
bestimmten Betriebszuständen,
die von unterschiedlichen Faktoren abhängig sind, kann es möglich sein,
den Betrag der Anfangsbeschleunigung und/oder der Endbeschleunigung
relativ hoch auszuwählen,
ohne Schlaufenbildungen, Fadenabrisse oder Garnschädigungen
zu bewirken. In diesem Fall kann die Zeitdauer der Hilfsantriebsphase
durch die Verwendung von relativ hohen Beträgen der Anfangsbeschleunigung
bzw. der Endbeschleunigung nochmals zusätzlich verkürzt werden unter Erzielung der
zuvor beschriebenen Vorteile.
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Ebenfalls
vorteilhaft ist es im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren,
wenn der Betrag der Beschleunigung der Auflaufspule in einer mittleren
Phase der Anlaufphase Werte von mehr als 4000 mm/s2,
bevorzugt Werte von mehr als 4500 mm/s2,
besonders bevorzugt Werte von mehr als 6000 mm/s2,
erreicht. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
sind diese hohen Beträge
der Beschleunigung – anders
als bei bisher bekannten Verfahren – möglich, da der Aufbau der Beschleunigung
kontinuierlich oder schrittweise erfolgt. Damit kann die Auflaufspule
etwa nach der halben Zeitdauer der Anlaufphase auf besonders hohe
Geschwindigkeiten beschleunigt werden, welche die anfängliche Überlieferung
besonders schnell ausgleicht und somit eine besonders kurze Anlaufphase
ermöglicht.
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In
einer vorteilhaften Form des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Beschleunigung
der Auflaufspule so gesteuert oder geregelt, dass die Aufspulgeschwindigkeit
während
der Anlaufphase die Endgeschwindigkeit zeitweilig um wenigstens
2%, bevorzugt um wenigstens 3% und besonders bevorzugt um wenigstens
7%, überschreitet.
Hierdurch kann die anfängliche Überlieferung
besonders schnell ausgeglichen werden, was ebenso zur Verkürzung der
Anlaufphase beträgt.
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Besonders
bevorzugt wird die Aufspulgeschwindigkeit während der Anlaufphase so gesteuert oder
geregelt, dass die Abweichung der Endgeschwindigkeit von einer für die Betriebsphase
vorgesehenen Betriebsgeschwindigkeit weniger als 7%, bevorzugt weniger
als 3% und besonders bevorzugt weniger als 1%, beträgt.
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Hierdurch
wird sichergestellt, dass der Übergang
von der Anlaufphase in die Betriebsphase in besonders schonender
Weiseerfolgt. Fadenbrüche, Schlaufenbildungen
oder Fadenschädigungen
sind somit auch bei besonders hohen Liefergeschwindigkeiten, wie
sie bei modernen Textilmaschinen zunehmend anzutreffen sind, ausgeschlossen.
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Vorteilhafterweise
ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
auch vorgesehen, dass die Anlaufphase in einer Zeitdauer von weniger
als 1.000 ms, insbesondere von weniger als 600 ms, abgeschlossen
wird. Eine Verkürzung
der Hilfsantriebsphase reduziert die Zeitdauer ohne Changierung
und damit die Bildung von Parallelwicklungen. Hierdurch können die
hergestellten Auflaufspulen mit einer wesentlich verbesserten Prozesssicherheit
für nachfolgende Verarbeitungsvorgänge produziert
werden.
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Bei
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist vorgesehen, dass die Aufspulgeschwindigkeit während der
Anlaufphase nach einem Unterschreiten eines definierten Füllstandes des
Fadenspeichers an die für
die Betriebsphase vorgesehene Betriebsgeschwindigkeit angeglichen
wird. Grundsätzlich
kann die Steuerung der Aufspulgeschwindigkeit während der gesamten Anlaufphase
in Abhängigkeit
von der Zeit gesteuert werden. Hierbei besteht jedoch die Gefahr,
dass die Phase der Unterlieferung, also die Phase der Entnahme der
Fadenreserve aus dem Fadenspeicher, zu früh oder zu spät beendet
wird. Dies kann jedoch dadurch verhindert werden, dass nach dem
Erreichen des vorgegebenen Füllstandes
die Auflaufspule in ihrer Geschwindigkeit an die für die Betriebsphase
vorgesehene Betriebsgeschwindigkeit angeglichen wird. Der die Anpassung
auslösende
Füllstand
wird dabei derart gewählt,
dass sich nur noch ein kleiner Teil der maximalen Fadenreserve in
dem Fadenspeicher befindet. Hierdurch wird der Auslösezeitpunkt
in eine späte Phase
der Anlaufphase verlegt, so dass der Fadenabzug die Betriebsgeschwindigkeit
schon erreicht hat, wenn auch die Aufspulgeschwindigkeit die Betriebsgeschwindigkeit
erreicht. Hierdurch ist si chergestellt, dass die Fadenentnahme zum
optimalen Zeitpunkt tatsächlich
beendet wird.
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Die
von der Erfindung ebenfalls beanspruchte Textilmaschine der eingangs
genannten Art zeichnet sich dadurch aus, dass die Steuervorrichtung
zur automatischen Durchführung
eines Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist.
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Die
Steuervorrichtung steuert oder regelt die beim Anspinnen beteiligten
Aktoren der jeweiligen Spinnstelle sowie der Wartungseinrichtung
entsprechend an. Hierbei können
Daten von Sensoren der Spinnstelle bzw. der Wartungseinrichtung
herangezogen werden. Dies hat den Vorteil, dass ein Bediener hierdurch
von komplexen und besonders schnell ablaufenden Steuerungstätigkeiten
vollkommen entlastet wird. Zudem kann eine Mehrzahl von Steuerungsvorgängen durch
moderne Steuervorrichtungen, insbesondere durch programmierbare
elektronische Steuervorrichtungen, besonders genau und schnell ausgeführt werden.
Es ergeben sich so die jeweils beschriebenen Vorteile des durchgeführten Verfahrens.
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Ganz
besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Steuervorrichtung programmierbar
und mit einem Programm versehen ist, welches in einer mit der Steuervorrichtung
verbundenen Speichereinrichtung hinterlegt ist. Dies kann beispielsweise
in Form eines ausführbaren
Computerprogramms der Fall sein. Die Hinterlegung in Form eines
computerausführbaren
Programmcodes hat zudem den Vorteil, dass eine Implementierung, Änderung
oder Anpassung des Verfahrens in besonders einfacher Weise, nämlich durch
einfaches Laden bzw. Aufrufen eines aktuellen Software-Standes erfolgen
kann.
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Vorteilhafterweise
ist dazu ein Fadenspeicher vorgesehen, der mit wenigstens einer
an die Steuervorrichtung angeschlossenen Sensoreinrichtung ausgestattet
ist, wobei diese Sensoreinrichtung so ausgebildet ist, dass sie
ein Signal erzeugt, wenn der Füllstand
der Fadenspeichereinrichtung einen definierten Füllstand unterschreitet. Bei
dieser besonders einfachen Ausführungsform
der Erfindung genügt
bereits eine Sensoreinrichtung zum Aufbau der Vorrichtung. Die Sensoreinrichtung
ist dabei so angeordnet, dass sie erfasst, wann der Fadenspeicher
einen bestimmten Füllzustand
erreicht. Dies kann sowohl beim Befüllen als auch beim Entleeren des
Fadenspeichers der Fall sein. Vor allem aber beim Entleeren ist
diese Information von großem
Interesse. Ist die Sensoreinrichtung etwa so angeordnet, dass sie
ein Signal gibt, wenn der Fadenspeicher noch zu 10% gefüllt ist,
so lässt
dies zusammen mit der ebenfalls bekannten Entleerungsgeschwindigkeit auf
den Zeitpunkt der vollständigen
Entleerung rückschließen. Mit
Hilfe des so ermittelten Zeitpunkts der Fadenspeicherentleerung
können
wiederum die übrigen
Einrichtungen und Tätigkeiten
in zeitlich abgestimmter Weise angesteuert werden.
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Ebenso
ist es vorteilhaft, eine weitere an die Steuerungseinrichtung angeschlossenen
Sensoreinrichtung vorzusehen, wobei die weitere Sensoreinrichtung
so ausgebildet ist, dass sie ein Signal erzeugt, wenn der Fadenspeicher
entleert ist. Mittels dieser vorrichtungstechnischen Anordnung kann
die Steuerungseinrichtung feststellen, wann der Fadenspeicher bis
zu einem vorgegebenen Grad entleert ist und entsprechend die Geschwindigkeit
der Auflaufspule anpassen bzw. verringern. Zusätzlich liegt der Steuerungseinrichtung
eine zuverlässige
Rückmeldung
darüber
vor, ob der Fadenspeicher vollständig entleert
ist.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele
mit Hilfe von Figuren näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
Geschwindigkeitszeitdiagramm der Faserspeisegeschwindigkeit, Fadenabzugsgeschwindigkeit
und Aufspulgeschwindigkeit nach dem Stand der Technik,
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2 ein
Geschwindigkeitszeitdiagramm der Geschwindigkeiten nach 1 mit
einer Aufspulgeschwindigkeit gemäß der vorliegenden
Erfindung und
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3 ein
Geschwindigkeitszeitdiagramm der Geschwindigkeiten nach 1 mit
einer Aufspulgeschwindigkeit gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
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4 ein
Geschwindigkeitszeitdiagramm der Geschwindigkeiten nach 1 mit
einer Aufspulgeschwindigkeit gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung und
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5 eine
schematisierte Seitenansicht einer Arbeitsstelle einer erfindungsgemäßen Textilmaschine,
der eine ebenfalls in schematisierter Seitenansicht dargestellte
Wartungseinrichtung beigestellt ist.
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In 1 sind
eine Faserspeisegeschwindigkeit 1, eine Fadenabzugsgeschwindigkeit 2 und
eine Aufspulgeschwindigkeit 3 in einem Geschwindigkeitszeitdiagramm
während
eines Anspinnvorganges nach dem Stand der Technik dargestellt. 1 zeigt dabei
einen typischen Verlauf der genannten Geschwindigkeiten, wie er
bei einer Textilmaschine auftritt, bei der die Auflaufspule während ihrer
Anlaufphase von ihrem Hauptantrieb getrennt und durch einen Hilfsantrieb
angetrieben wird. Die mit einer Volllinie dargestellte Faserspeisegeschwindigkeit 1 wird beim
Anspinnen zu einem Zeitpunkt t01 beschleunigt, um
Fasermaterial zu einer Auflöseeinrichtung
zu bringen. Sobald die Fasern die Auflöseinrichtung erreicht haben,
wird die Faserspeisegeschwindigkeit 1 verringert und es
erfolgt der Beginn des Faserflusses.
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Zum
Zeitpunkt t03 wird damit begonnen, ein zuvor
zu einem Zeitpunkt t02 abgeworfenes und
nun angesponnenes Fadenende aus dem Spinnmittel abzu ziehen. Die
Fadenabzugsgeschwindigkeit 2 wird dann entlang der strichpunktierten
Linie bis zu einem Zeitpunkt t2 gesteigert.
Dort wird die Fadenabzugsgeschwindigkeit 2 bis zum Zeitpunkt
t3 konstantgehalten.
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Zum
Zeitpunkt t1, der den Beginn einer Anlaufphase
AP der Auflaufspule markiert und im Fall der 1 dem Zeitpunkt
t03 entspricht, wird damit begonnen, den
gesponnenen Faden auf eine Auflaufspule aufzuspulen. Der Zeitpunkt
t1 könnte
aber auch nach dem Zeitpunkt t03 liegen.
Die Auflaufspule wird im Zeitintervall t1 bis
t3 mit konstanter Beschleunigung angetrieben.
Diese Beschleunigung ist jedoch geringer als die Anfangsbeschleunigung
des Fadenabzugs, da ansonsten im Zeitpunkt t1 bei
der Auflaufspule ein Beschleunigungssprung in einer Höhe erfolgen
würde,
die zu Fadenbrüchen
oder sonstigen Schädigungen
des Fadens führen
würde.
Der zulässige
Beschleunigungssprung beim Fadenabzug ist nämlich höher als der der Abzugseinrichtung,
da der Abzugsvorgang weniger komplex als der Aufspulvorgang ist.
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Hierdurch
entsteht dann in der Zeitdauer zwischen t1 und
t3 eine Überlieferung
des Fadens, die in einem zwischengeschalteten Fadenspeicher als
Fadenreserve zwischengespeichert wird. Ab dem Zeitpunkt t3 erfolgt eine synchrone Beschleunigung sowohl
der Fadenabzugsgeschwindigkeit 2 als auch der Aufspulgeschwindigkeit 3 bis
beide zu einem Zeitpunkt t4 die vorgesehene
Betriebsgeschwindigkeit VB erreichen. Ab
diesem Zeitpunkt t4 wird dann die Fadenabzugsgeschwindigkeit
konstant gehalten. Die Aufspulgeschwindigkeit 3 hingegen
wird weiter erhöht,
um eine Unterlieferung des Fadens zu erzeugen, während der es möglich ist,
den befüllten
Fadenspeicher zu entleeren. Zu einem Zeitpunkt t5 ist der
Fadenspeicher entleert und die Auflaufspule wird vom Hilfsantrieb
abgekoppelt und an einen an der Maschine befindlichen Hauptantrieb übergeben.
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Damit
sind im Zeitpunkt t5 sämtliche die Auflaufspule im
Rahmen des Anspinnens betreffenden Steuereingriffe durchgeführt. Der
Zeitpunkt t5 markiert daher für die Auflaufspule
den Übergang
von einer Anlaufphase AP in eine Betriebsphase BP. Der hierbei auftretende
Geschwindigkeitsunterschied zwischen der Fadenabzugsgeschwindigkeit 2 und der
Aufspulgeschwindigkeit 3 kann zu Problemen bei der Übergabe
der Auflaufspule führen,
die sich beispielsweise in der Bildung von Fadenschlaufen, Fadenschädigungen
oder auch Fadenbrüchen äußern.
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In 2 sind
die Geschwindigkeiten von 1 wiederum
während
des Anspinnvorganges dargestellt. Bei dieser Ausführungsform
der Erfindung wird die Beschleunigung der Auflaufspule jedoch so
gesteuert, dass die Aufspulgeschwindigkeit 3 eine aus linearen
Segmenten 4 bestehende Form annimmt. Die linearen Einzelsegmente 4 enden
jeweils an dargestellten Endpunkten 5. Bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel
weist die Aufspulgeschwindigkeit 3 zwischen dem Zeitpunkt
t1 und dem ersten Punkt 5 eine
Steigung von nahe null auf. Dies entspricht einer sehr geringen
Beschleunigung der Auflaufspule. Zwischen dem ersten und dem zweiten Punkt 5 wird
der Wert der Beschleunigung erhöht. Dies
führt zu
einem steileren Anstieg der Aufspulgeschwindigkeit 3. Dies
setzt sich von Punkt zu Punkt fort, bis die Beschleunigung wieder
stufenweise verringert und die Verlaufskurve wieder flacher wird.
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Zu
einen Zeitpunkt t3 wird die Aufspulgeschwindigkeit
größer als
die Fadenabzugsgeschwindigkeit 2. Während in dem Bereich vor dem
Zeitpunkt t3 die Fadenabzugsgeschwindigkeit 2 größer als
die Aufspulgeschwindigkeit 3 war und eine Überlieferung erfolgte,
liegt nach dem Zeitpunkt t3 eine Unterlieferung
vor, da die Fadenabzugsgeschwindigkeit 2 kleiner als die
Aufspulgeschwindigkeit 3 ist. Die Aufspulgeschwindigkeit 3 ist
schließlich
bis zum Zeitpunkt t5 mit einer Beschleunigung
von nahe null auf die für
die Betriebsphase vorgesehene Fadenabzugsgeschwindigkeit 2 angeglichen.
Beim Übergang
von der Anlaufphase AP zur Betriebsphase BP im Zeitpunkt t5 ist eine Geschwindigkeitsdifferenz von
null realisiert.
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In 3 ist
ein Verlauf der Aufspulgeschwindigkeit 3 dargestellt, wobei
hier die Aufspulgeschwindigkeit einen stetigen Kurvenverlauf aufweist.
Dies stellt die schonendste Art der Beschleunigung der Auflaufspule
dar. Hierbei wird zum Zeitpunkt t1 zunächst mit
einem Beschleunigungswert von nahe null begonnen, der sich danach
stetig erhöht.
Etwa zum Zeitpunkt t3 erfolgt dann die Beschleunigung
der Aufspulgeschwindigkeit 3 mit dem höchsten vorgesehenen Beschleunigungswert.
Dieser kann, wie beispielsweise zuvor bereits erwähnt wurde,
4.500 mm/s2 betragen. Es sind aber auch
durchaus höhere Beschleunigungswerte
mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
realisierbar. Danach wird der Wert der Beschleunigung wieder stetig
reduziert, bis er im Zeitpunkt t5 gegen
null strebt.
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Bei
den Ausführungsbeispielen
der 2 und 3 die Aufspulgeschwindigkeit 3 stets
nur positiven Beschleunigungen ausgesetzt ist. D.h. die Aufspulgeschwindigkeit 3 wird
zu jeder Phase während
des Hilfsantriebes ausschließlich
beschleunigt, was jedoch erfindungsgemäß mit unterschiedlichen Beschleunigungswerten
erfolgt. Demgegenüber zeigt
die 4 eine Alternative, bei der vorgesehen ist, dass
die Aufspulgeschwindigkeit 3 zeitweilig über die
zum Zeitpunkt t5 zu erreichende Endgeschwindigkeit
VE hinaus erhöht wird. In einer ersten Phase
wird, ausgehend von einer geringen Anfangsbeschleunigung, die Beschleunigung
stetig erhöht,
dann wird in einer zweiten Phase die Beschleunigung bis auf null herabgesetzt.
Zu diesem Zeitpunkt erreicht die Aufspulgeschwindigkeit 3 ihren
höchsten
Wert.
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Danach
wird die Geschwindigkeit der Auflaufspule wieder verringert, indem
die Auflaufspule negativen Beschleunigungswerten ausgesetzt wird. Der
Betrag diese Beschleunigungswerte nimmt zunächst zu und dann wieder ab,
so dass der Betrag der Beschleunigung zum Zeitpunkt t5 nahe
null liegt.
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Diese
zeitweilige Erhöhung
der Aufspulgeschwindigkeit 3 über die zum Zeitpunkt t5 zu erreichende Endgeschwindigkeit VE hinaus erlaubt es, die Zeitdauer zwischen
t1 und t5, also
die Anlaufphase AP, nochmals zu verkürzen.
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Gleichwohl
liegt der Betrag der Beschleunigung zu Beginn und gegen Ende der
Anlaufphase AP nahe null. Die vorgesehene Endgeschwindigkeit VE entspricht in diesem Ausführungsbeispiel
weiterhin der für
die nach dem Zeitpunkt t5 vorgesehene Aufspulgeschwindigkeit
VE, welche ebenso der für den Betrieb vorgesehenen
Fadenabzugsgeschwindigkeit entspricht. Sprunghafte Änderungen
der Beschleunigung der Auflaufspule sind damit während des Anspinnens vermieden.
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5 zeigt
eine Spinnstelle 10 einer Rotorspinnmaschine in einer schematischen
Seitenansicht. Der Arbeitsstelle 10 ist eine verfahrbare
Wartungseinrichtung 20 der Textilmaschine zugestellt. In der 5 ist
dabei eine Momentaufnahme des Anspinnvorganges dargestellt.
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Die
Spinnstelle 10 weist eine Einzugseinrichtung 11 auf,
die ein Faserband FB aus einer Spinnkanne K abzieht und einer Auflöseeinrichtung 12 zuführt. Die
Auflöseeinrichtung 12 vereinzelt
die im Faserband FB enthaltenen Fasern, welche dann pneumatisch
zu einem Spinnmittel 13 befördert werden. Bei dem Spinnmittel 13 handelt
es sich um einen Rotor 13, der durch seine Rotation mit
hoher Geschwindigkeit aus den zugeführten Einzelfasern einen Faden
F erzeugt. Dieser Faden F wird in der normalen Betriebsphase der
Spinnstelle 10 über
eine nicht dargestellte Abzugseinrichtung der Spinnstelle aus dem Spinnmittel 13 abgezogen
und weiter zu einer Auflaufspule AS transportiert.
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Die
Auflaufspule AS ist an einem schwenkbaren Spulenhalter 14 angeordnet,
wobei in 5 eine obere Stellung des Spulehalters 14 gezeigt
ist. Im Normalbetrieb der Spinnstelle ist der Spulenhalter 14 in
eine untere Stellung geschwenkt, so dass die Auflaufspule AS an
einer Treibwalze 15 anliegt und von ihr angetrieben werden
kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
der 5 wird die Treibwalze 15 durch eine (nicht
gezeigte) maschinenlange Welle angetrieben. Diese Welle treibt sämtliche
Treibwalzen 15 der Spinn stellen 10 einer Seite
der Rotorspinnmaschine an. Alternativ könnte jeder Spinnstelle 10 ein
eigener Motor zum Antrieb der Treibwalze 15 zugeordnet
sein. Dabei kann vorgesehen sein, dass mehrere Motoren verschiedener
Spinnstellen 10 über
einen gemeinsamen Frequenzumrichter betrieben werden. Allerdings
ist es auch möglich,
jedem Motor zum Antrieb der Treibwalze 15 einen eigenen Frequenzumrichter
zuzuordnen. Dies ermöglicht,
die Ablaufspulen AS unterschiedlicher Spinnstellen 10 individuell
und unabhängig
voneinander anzutreiben.
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Die
Wartungseinrichtung 20 weist eine Abzugseinrichtung 21 auf,
welche während
des Anspinnens das Abziehen des gesponnenen Fadens F aus dem Spinnmittel 13 übernimmt.
Weiterhin umfasst die Wartungseinrichtung 20 einen Hilfsantrieb
für die Auflaufspule
AS der Spinnstelle 10. Dieser Hilfsantrieb umfasst eine
weitere Treibwalze 22, die von einem Motor 23 angetrieben
ist. Wenn, wie in 5 gezeigt, der Spulenhalter 14 in
eine obere Stellung gebracht ist, so kommt die Treibwalze 22 mit
der Auflaufspule AS in Kontakt, so dass diese angetrieben werden
kann. Die Abzugseinrichtung 21 ist nach vorbekannter Art
ausgebildet. Sie umfasst beispielsweise eine ortsfeste und angetriebene
Walze sowie eine zweite Walze, die beispielsweise mittels Federkraft gegen
die erste Walze gedrückt
wird, um so den Faden F zu klemmen und durch die Rotation der beiden Walzen
aus dem Spinnmittel 13 abzuziehen.
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Das
bloße
Abziehen des Fadens F aus dem Spinnmittel 13 ist aus technologischer
Sicht verhältnismäßig einfacher
Natur. Dem gegenüber
ist das Aufspulen des Fadens F auf die Auflaufspule AS wesentlich
komplexer und damit auch störungsanfälliger.
Gerät der
Faden F im Bereich der Abzugseinrichtung 21 beispielsweise
in eine seitliche Schwingung, so wird damit der Abzugsvorgang im
Regelfall nicht wesentlich gestört.
Wenn jedoch der Faden F beim Auflaufen auf die Auflaufspule AS von
seiner seitlichen Position abweicht, so führt zu dies zu einem fehlerhaften
Aufbau der zu erzeugenden Spule, welche im Regelfall eine Kreuzspule
ist.
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Beim
Einschalten der Abzugseinrichtung 21 und auch des Hilfsantriebes 22, 23 der
Auflaufspule AS kommt es jedoch unweigerlich zu einem Anfahrruck.
Dieser ist um so größer, je
höher die
anfängliche
Beschleunigung erfolgt. Ein solcher Anfahrruck wirkt sich jedoch
im Bereich der Auflaufspule wesentlich störender aus als im Bereich des
Abzugs 21. Daher kann die Abzugseinrichtung 21 mit
einer größeren Anfangsbeschleunigung
als die Auflaufspule AS angetrieben werden. Die hierdurch zumindest
in einer Anfangsphase der Anlaufphase auftretende Differenz zwischen
Abzugsgeschwindigkeit und Aufspulgeschwindigkeit führt zu einer Überlieferung
des Fadens F. Dies führt
zur Bildung einer Fadenreserve FR. Um den überlieferten Faden F bzw. die
Fadenreserve FR vorübergehend
aufzunehmen, weist die Wartungseinrichtung 20 einen Fadenspeicher 24 auf. Dem
Fadenspeicher 24 ist eine Saugeinrichtung 25 zugeordnet,
welche die sich bildende Fadenreserve FR in den Fadenspeicher 24 saugt.
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Die
Rotorspinnmaschine weist eine programmierbare Steuervorrichtung 26a, 26b, 26c auf, welche
unter anderem zur Steuerung des Anspinnens an der Spinnstelle 10 ausgebildet
ist. Die Steuervorrichtung 26a, 26b, 26c umfasst
eine Steuereinrichtung 26a zur Steuerung der Aktoren der
Wartungseinrichtung 20, eine Spinnstellensteuerung 26b zur
Steuerung der Aktoren der Spinnstelle 10 sowie eine Maschinensteuerung 26c zur
Gesamtsteuerung der Rotorspinnmaschine auf. Die Maschinensteuerung 26c ist üblicherweise
in einem nicht dargestellten Endgestell der Rotorspinnmaschine angeordnet. Die
Darstellung in 5 ist daher nicht lagerichtig.
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Die
Steuereinrichtung 26a steuert insbesondere den Hilfsantrieb 22, 23 für die Auflaufspule
AS und die Abzugseinrichtung 21. Weiterhin steuert die Spinnstellensteuerung 26b insbesondere
die Einzugseinrichtung 11, die Auflöseinrichtung 12, das
Spinnmittel 13, die nicht gezeigte spinnstelleneigene Abzugseinrichtung
für den
Normalbetrieb und den Spulenhalter 14.
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Die
genannten Komponenten der Steuervorrichtung 26a, 26b, 26c sind
hierbei zum Zusammenwirken steuerungstechnisch verbunden. Die Steuereinrichtung 26a ist
hierzu beispielsweise mittels einer Schleppkette oder einer Funkverbindung,
wie mit dem strichpunktierten Doppelpfeil angedeutet, mit der Maschinensteuerung 26c der
Textilmaschine verbunden. Die Spinnstellensteuerung 26b ist
ebenfalls, beispielsweise mittels eines Bussystems, wie durch den
gestrichelten Doppelpfeil angedeutet, mit der Maschinensteuerung 26c verbunden.
Es ist jedoch auch eine andere Topologie der Steuervorrichtung 26a, 26b, 26c und
der Verbindungen denkbar. Beispielsweise könnte die Steuereinrichtung 26a der Wartungseinrichtung über die
Spinnstellensteuerung 26b mit der Maschinensteuerung verbunden
sein. Wenn eine für
jede Spinnstelle eine dort angeordnete eigene Wartungsvorrichtung
vorgesehen ist, so können
die Steuereinrichtung 26a und die Spinnstellensteuerung 26b auch
als integrierte Steuerungseinrichtung ausgebildet sein.
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Im
Ausführungsbeispiel
der 5 ist die Steuereinrichtung 26a im Inneren
der Wartungseinrichtung 20 angeordnet. Sie könnte jedoch
auch in einem anderen Bereich der Textilmaschine, beispielsweise
in einem Endgestell, angeordnet sein. Insbesondere kann sie in die
Maschinensteuerung selbst integriert sein.
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Die
Steuervorrichtung 26a, 26b, 26c ist programmierbar,
wobei sie mit einem Programm versehen ist, welches in einer mit
ihr verbundenen Speichervorrichtung 27a, 27b, 27c abgelegt
ist. Dabei sind unterschiedliche Module des Programms zumindest
temporär
in unterschiedlichen Komponenten der Speichervorrichtung 27a, 27b, 27c abgelegt.
So sind beispielsweise diejenigen Module des Programms, welche von
der Spinnstellensteuerung 26b benötigt werden, in der Komponente 27b Speichervorrichtung 27a, 27b, 27c vorgehalten.
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Der
Fadenspeicher 24 ist mit wenigstens einer an die Steuervorrichtung 26a, 26b, 26c angeschlossenen
Sensoreinrichtung 28 ausgestattet, wobei diese Sensoreinrichtung 28 so
ausgebildet ist, dass sie ein Signal erzeugt, wenn der Füllstand
des Fadenspeichers einen definierten Füllstand unterschreitet. Weiterhin
ist er mit wenigstens einer weiteren an die Steuervorrichtung 26a, 26b, 26c angeschlossenen
Sensoreinrichtungen 29 ausgestattet ist, wobei die weitere
Sensoreinrichtung 29 so ausgebildet ist, dass sie ein Signal
erzeugt, wenn der Fadenspeicher 24 entleert ist. Die genannten
Signale werden bei der Steuerung des Anspinnvorgangs, insbesondere
bei der Steuerung des Aufspulens, herangezogen.
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Im
Rahmen des Erfindungsgedanken sind zahlreiche Abwandlungen möglich. So
kann das erfindungsgemäße Verfahren
beispielsweise sowohl an verfahrbaren Wartungseinrichtungen als
auch an Arbeitsstellen, die jeweils über eine eigene Wartungseinrichtung
verfügen,
angewandt werden. Die erfindungsgemäßen Vorteile einer besonders
schonenden Behandlung der Auflaufspule während der Anlaufphase bzw.
einer signifikanten Verkürzung
der Anlaufphase sind besonders vorteilhaft im Zusammenhang mit Maschinen,
die sehr hohe Liefergeschwindigkeiten von beispielsweise 400 m/min.
oder mehr produzieren. Insbesondere an solchen Maschinen kann ein
Anspinnvorgang unter Beibehaltung einer sehr guten Spulungsqualität mit Hilfe
der vorliegenden Erfindung erzielt werden.