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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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Die
DE 102 22 740 A1 betrifft eine Spinnmaschine mit einer Vielzahl nebeneinander angeordneter Bearbeitungsstellen zur Herstellung von Spulen, einer längs der Bearbeitungsstellen verlaufenden Spulwelle und je Bearbeitungsstelle zumindest einer durch die Spulwelle angetriebenen Spulwalze zum Antreiben der Spule der betreffenden Bearbeitungsstelle. Weiterhin wird ein Verfahren zum Anspinnen zumindest einer spulenherstellenden Bearbeitungsstelle einer Offenend-Spinnmaschine vorgesehen, bei der die Beschleunigung der Spule aus dem Stillstand zumindest überwiegend durch die zumindest eine Spulwalze erfolgt, wobei Beschleunigungsphasen durch eine Phase gleichbleibender Spulendrehzahl unterbrochen werden.
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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 werden 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 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 Steuerkreises (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.
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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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 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 sichergestellt, 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:
- 1 eine Geschwindigkeitszeitdiagramm der Faserspeisegeschwindigkeit, Fadenabzugsgeschwindigkeit und Aufspulgeschwindigkeit nach dem Stand der Technik,
- 2 ein Geschwindigkeitszeitdiagramm der Geschwindigkeiten nach 1 mit einer Aufspulgeschwindigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung und
- 3 ein Geschwindigkeitszeitdiagramm der Geschwindigkeiten nach 1 mit einer Aufspulgeschwindigkeit gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
- 4 ein Geschwindigkeitszeitdiagramm der Geschwindigkeiten nach 1 mit einer Aufspulgeschwindigkeit gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
- 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 abzuziehen. 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 Spinnstellen 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.
