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Bereich der Technik
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Die Erfindung betrifft das Verfahren zur Steuerung der Anspinn- und Abstelloperationen beim Garnspinnen auf der Arbeitsstelle einer Rotorspinnmaschine mit einem individuellen Antrieb des Spinnrotors, bei dem die Größe des Speisestromes und/oder der elektrischen Leistungsaufnahme verfolgt wird sowie ein Steuersystem einer Rotorspinnmaschine.
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Bisheriger Stand der Technik
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Beim Garnanspinnen auf der Arbeitsstelle einer Rotorspinnmaschine ist das richtige Timing des Verlaufes der einzelnen Schritte des Anspinnvorgangs sehr wichtig, vor allem dann das Herablassen des Anspinngarnendes in den Spinnrotor, Verbindung des Anspinngarnendes mit dem Faserbändchen in der Sammelrille des Spinnrotors und des nachfolgenden Verlaufes des Garnabzugs dem Spinnrotor, der mit der Drehung des angeschlossenen Faserbändchens verbunden ist, wann man durch die Drehung zuerst die Verbindung des Anspinngarnendes mit dem neuen Garn bildet, das aus dem Faserbändchen gebildet wird, sog. Ansetzer und anschließend das Garn mit den bestimmten Parametern durchlaufend ersponnen wird.
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Bei den bekannten Systemen wird zuerst die erforderliche Länge des Anspinngarnendes gemessen, das Anspinngarnende wird in die Vorbereitungsfläche zum Anspinnen gelegt und anschließend in den Spinnrotor herabgelassen, wobei man voraussetzt, dass das Anspinngarnende während der bestimmten Zeit ab Anfang des Herablassens auf die Sammelrille des Rotors aufsetzt, wo es mit dem Bändchen der aufgelösten Fasern verbunden wird und der Garnabzug in dem im Voraus festgelegten Zeitintervall eingeleitet wird.
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Der Nachteil besteht in der Ungenauigkeit de Messens der Länge des Anspinngarnendes vor allem bei den halbautomatischen Rotorspinnmaschinen, bei denen die Vorbereitung des Garnendes zum Anspinnen von der Bedienung manuell durchgeführt wird. Der weitere Nachteil besteht in der Tatsache, dass der Zeitpunkt des tatsächlichen Aufsitzens des Anspinngarnendes in die Sammelrille des Rotors auch durch unkontrollierbare Bewegungen des freien Anspinngarnendes im Rotor vor seinem tatsächlichen Aufsitzen beeinflusst wird, was bei den gegenwärtigen Hochleistungsrotorspinnmaschinen die Schwierigkeiten mit der Qualität der Ansetzer macht, denn das Anspinnen richtet sich nach dem vorausgesetzten Zeitverlauf, und soweit es nach dem Anfang des Abzugs zum Anspinnen nicht kommt, wird diese Tatsache erst mittels eines Bruchsensors ermittelt, der in der Bahn des Garns zwischen dem Abzugsrohr und der Garnabzugseinrichtung angebracht ist, eventuell erst zwischen der Abzugs- und Aufwickeleinrichtung, also er gewährt das Signal über die Garnabwesenheit mit einem erheblichen Verzug, was eine rechtzeitige Abstellung der Abzugs- und Aufwickeleinrichtung des Garns nicht erlaubt und es zur Aufwicklung des Garnendes auf die Spule kommt. Dieser Effekt erniedrigt erheblich die Wirksamkeit des Anspinnens auf den eventuellen zweiten oder dritten Versuch, denn es ist das Aufsuchen des Garnendes auf der Spule zu wiederholen, was eine zeitaufwendige Operation ist, die oft nicht erfolgreich ist.
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In der Vergangenheit wurden die Versuche mit der Messung der Spannung im Garn beim Anspinnen vorgenommen, wobei der Zeitpunkt des Anfangs des Abzugs von der Sprungerhöhung der Kraft im Garn durch den Einfluss der Wirkung der Schleuderkraft im Garn beim Aufsitzen des Anspinngarnendes in die Sammelrille des Spinnrotors, Verbindung mit dem Faserbändchen und Anfang des Garnabzugs und Drehung des Faserbändchens abgeleitet wurde. Dieses Verfahren erfordert jedoch einen zusätzlichen Sensor der Garnspannung entweder in der Wartungseinrichtung, oder auf jeder Spinneinheit, was die Kosten erhöht, außerdem würde der Sensor bei der Rückgabe des Anspinngarnendes auf die Sammelrille des Rotors einen zusätzlichen Widerstand gegen die Garnbewegung bilden und weitere Unsicherheit in den Spinnvorgang bringen.
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Beim Garnbruch während des Spinnvorganges ist die möglichst schnelle Abstellung der Abzugs- und Aufwickeleinrichtung der Maschine sehr wichtig, damit man das Aufwickeln des Garnendes auf die Spule verhindert und damit man der Bedienung oder der Wartungseinrichtung eine einfache Findung des Garnendes ermöglicht. Dazu ist es notwendig, die Informationen über Garnbruch möglichst bald zu erhalten. Die herkömmliche Weise der Erkennung des Garnbruches mittels eines Bruchsensors, der in der Bahn des Garns zwischen dem Abzugsrohr und der Garnabzugseinrichtung, beziehungsweise erst zwischen der Abzugs- und Aufwickeleinrichtung angebracht ist, gewährt das Signal über den Garnbruch mit einem erheblichen Verzug, der dem Abstand des Sensors von der Sammelrille des Spinnrotors entspricht, was die Abstellung der Abzugs- und Aufwickeleinrichtung in Bezug auf die Bahn des gebrochenen Garnendes aufschiebt.
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Aus der
DE 44 04 243 A1 ist es bekannt, dass im Betrieb einer Offenend-Rotorspinnmaschine die Speisestromstärke, Leistungsaufnahme oder Energiezufuhr eines Spinnrotor-Einzelantriebs überwacht wird und bei Über- oder Unterschreiten von Grenzwerten der Antrieb abgeschaltet wird.
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Die
DE 27 55 647 A1 offenbart, dass zur Überwachung des in einer Rotorspinnvorrichtung mit Einzelantrieb des Rotors gesponnenen Fadens die Änderung der Stromaufnahme des Motors ein Fadenbruchsignal erzeugt.
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Die beiden Dokumente betreffen den konstanten Betrieb des Spinnens eines Fadens, nicht aber die Überwachung der Rotorspinnvorrichtung in Bezug auf einen Ansetzer.
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Bei der
DE 10 2007 053 711 A1 wird an einer Rotorspinnvorrichtung eine Auflösewalze mittels eines elektrischen Einzelantriebs angetrieben. Durch die Überwachung der Leistungsaufnahme dieses Einzelantriebs wird auf das Vorhandensein des verarbeiteten Faserbands geschlossen. Ein Absinken der Leistungsaufnahme wird als Fehlen des Faserbands interpretiert. Hinweise auf die Erfassung eines misslungenen Ansetzers sind dieser Offenbarung nicht zu entnehmen.
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Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Steuerung der Anspinn- und Abstelloperationen des Garns auf der Arbeitsstelle einer Rotorspinnmaschine mit einem individuellen elektrischen Antrieb des Spinnrotors auf solche Weise vorzuschlagen, damit es möglich ist, den Verlauf des Anspinnvorgangs zu verfolgen und vor allem rechtzeitig zu ermitteln, ob es zur Verbindung des Anspinngarnendes mit dem Faserbändchen im Rotor gekommen ist und zur Garnunterbrechung nach der Einleitung des Abzugs nicht gekommen ist. Das Ziel der Erfindung besteht auch in einer möglichst genauen Festlegung des Zeitpunktes des Garnbruches mit dem Ziel der möglichst schnellen Einleitung der Abstelloperationen des Garns auf der jeweiligen Arbeitsstelle.
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Darlegung des Wesens der Erfindung
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Das Ziel der Erfindung wird durch das erfindungsgemäße Verfahren sowie das Steuersystem erreicht, dessen Wesen darin besteht, dass beim Anspinnen sowie beim Spinnen die Änderung des Speisestromes und/oder der elektrischen Leistungsaufnahme des individuellen Antriebs des Spinnrotors der jeweiligen Arbeitsstelle verfolgt und ausgewertet wird, wobei beim Auftreten der Erreichung der jeweiligen Änderung, die das im Voraus bestimmte Entscheidungsniveau erreicht oder übersteigt, die Befehle zum Fortsetzen des Anspinnvorgangs oder zum Abstellen der jeweiligen Arbeitsstelle erteilt werden. Dadurch wird im Wesentlichen die Unsicherheit in der Steuerung des Anspinnvorganges beseitigt, denn soweit nach dem Einleiten des Garnabzugs zur Sprungerhöhung des Speisestromes und/oder der elektrischen Leistungsaufnahme mindestens auf das Entscheidungsniveau nicht kommt, erteilt das Steuerungssystem einen Befehl zum Abstellen der Garnbewegung auf der jeweiligen Arbeitsstelle auf solche Weise, damit es nicht zur Aufwicklung des Garnendes auf die jeweilige Spule kommt, und man kann den ganzen Anspinnvorgang einfach wiederholen, vor allem ohne das erneute Aufsuchen des Garnendes auf der Spule. Beim Garnbruch verfolgt man im Gegensatz dazu die Senkung des Speisestromes und/oder der elektrischen Leistungsaufnahme, die der Erniedrigung der Garnspannung nach dessen Bruch entspricht, und dadurch ermöglicht man eine rechtzeitigere Einleitung der Abstelloperationen, also es kommt nicht zum Aufspulen des Garnendes und das Aufsuchen des Garnendes ist sowohl für die Bedienung, als auch für die Wartungseinrichtung einfacher.
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Die Größe des Entscheidungsniveaus des Speisestromes und/oder der elektrischen Leistungsaufnahme des individuellen Antriebs des Spinnrotors der jeweiligen Spinnstelle wird dabei als Durchschnitt der Messwerte auf einzelnen Spinneinheiten der ganzen Maschine während des Spinnvorgangs und des Leerlaufs festgesetzt und nachfolgend auf allen Steuereinheiten der jeweiligen Arbeitsstellen eingestellt. Dadurch wird sichergestellt, dass dieses Entscheidungsniveau ausreichend zuverlässig bestimmt ist und ohne Rücksicht auf die Größe des Spinnrotors, seine Drehzahl und/oder ersponnenes Garn immer aktuell ist.
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Beim Anspinnen verfolgt man nach dem Herablassen des Anspinngarnendes in den Spinnrotor und der Einleitung des Garnabzugs aus dem Rotor den Zuwachs des Stromes/der Leistungsaufnahme und aufgrund dessen wird der Prozess des Garnabzugs weiter gesteuert.
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Beim Garnbruch während des Spinnvorgangs werden die Befehle zur Beendigung des Spinnens auf der Arbeitsstelle aufgrund der Senkung des Stromes und/oder der elektrischen Leistungsaufnahme des individuellen Antriebs des Spinnrotors erteilt.
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Figurenliste
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Die erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele sind auf den beigelegten Zeichnungen schematisch dargestellt, wo es zeigen:
- 1 Schema der Arbeitsstelle und
- 2 Arbeitsdiagramm der einzelnen Einrichtungen der jeweiligen Arbeitsstelle.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung
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Die Rotorspinnmaschine weist eine Vielzahl der Arbeitsstellen auf, die in einer Reihe nebeneinander, gewöhnlich auf beiden Seiten der jeweiligen Maschine, angeordnet sind. Jede Arbeitsstelle weist eine Spinneinheit 1 auf, der eine Abzugseinrichtung 2 des ersponnenen Garns 3 und eine Aufwickeleinrichtung 4 zugeordnet werden, in der das jeweilige Garn 3 auf die Spule 5 aufgewickelt wird.
Die Spinneinheit 1 weist bekannte nicht dargestellte Förder- und Auflöseeinrichtung des Faserbandes auf, die auf bekannte Weise in den Spinnrotor 11 zugeführt werden, in dem sie sich auf seiner Rutschwand in die Sammelrille bewegen, wo sie sich in ein Faserbändchen formen, das auf bekannte Weise gedreht und als ersponnenes Garn 3 über einen Abführtrichter 12 und ein Abzugsrohr 13 abgezogen wird. Der Spinnrotor 11 weist einen individuellen elektrischen Antrieb 14 auf, der mit der Steuerelektronik 6 der jeweiligen Arbeitsstelle verkoppelt wird, die auf bekannte Weise mit dem nicht dargestellten Steuersystem der ganzen Maschine verkoppelt wird. Der individuelle elektrische Antrieb ist mit einem oder mehreren Magnetlagern vorteilhaft ausgestattet.
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In dem Steuerkreis des individuellen elektrischen Antriebs 14 ist die Einrichtung 7 zum Messen der Größe des Speisestromes I und/oder der elektrischen Leistungsaufnahme P des individuellen elektrischen Antriebs 14 des Spinnrotors 11 eingeordnet.
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Die Steuerelektronik 6 der jeweiligen Arbeitsstelle ist zugleich mit dem Antrieb 41 der Aufwickeleinrichtung 4 und mit dem Antrieb 1 der Abzugseinrichtung 3 verkoppelt, soweit diese Antriebe individuell sind. Soweit die Aufwickeleinrichtung 4 und die Abzugseirichtung 3 einen gemeinsamen Antrieb aufweisen, der von den durchgehenden Wellen abgeleitet wird, ist die Steuerelektronik 6 der jeweiligen Arbeitsstelle mit den jeweiligen bekannten Mitteln zum Einleiten oder zur Beendigung des Abzugs des Garns 3 aus dem Rotor 11, zum Beispiel mit den Mitteln zum Aufdecken und Zudecken der Andruckrolle der Abzugseinrichtung 2, und den bekannten Mitteln zum Einleiten oder zur Beendigung der Aufwicklung des Garns 3 auf die Spule 5, zum Beispiel mit der Einrichtung zum Heben und Herablassen der Spulenarme und mit der Garnbremse 5 verbunden.
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Auf 1 ist die Ausführung der Spinneinheit 1 mit dem Spinnrotor 11 dargestellt, der auf der Welle gelagert ist, auf der der Rotor des individuellen elektrischen Antriebs 14 zugleich gelagert ist.
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Die erfindungsgemäße Lösung kann man jedoch auch bei den Spinneinheiten verwenden, die einen integrierten Spinnrotor aufweisen, die sowohl Funktionselemente zum Spinnen, die eine beiderseitig geöffnete Spinnschale aufweisen, als auch Elemente zum Antrieb und zur Stabilisierung einschließen, der in dem elektromagnetischen Feld eines radialen elektromagnetischen Lagers gelagert ist und der mit einem elektrischen Rotationsantrieb laut
WO 2008/ 080 372 A1 oder
CZ 294 707 B6 angetrieben wird.
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Die Einrichtung 7 zum Messen der Größe des Speisestromes I und/oder der elektrischen Leistungsaufnahme P des Antriebs 14 des Spinnrotors 11 misst dauerhaft die Größe des elektrischen Speisestromes I in den Antrieb 14 zu den Zwecken der Steuerung der Geschwindigkeit der Drehung des Motors des Antriebs 14. In Bezug darauf, dass die eigene Produktion des Garns 3 eine bestimmte mechanische Leistung erfordert, die der jeweilige Motor liefern muss, weicht sich die elektrische Leistungsaufnahme Pn, und also auch der Strom In, den der jeweilige Motor während der Drehung des Spinnrotors 11 leer liefern muss, von der elektrischen Leistungsaufnahme Ps und dem Strom Is während des Erspinnens des Garns 3 erheblich ab. Wie es auf 2 dargestellt ist, kommt es nach dem Aufsitzen des Anspinngarnendes 3 in die Sammelrille des Spinnrotors 11, seiner Verbindung mit dem Faserbändchen und dem Einleiten des Garnabzugs, zu einem Sprungzuwachs der Leistungsaufnahme P vom Wert Pn beim Leerlauf auf den Wert Ps beim Spinnen und des Stroms I vom Wert In beim Leerlauf auf den Wert Is beim Spinnen.
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Diese Sprungänderung beim Anspinnen der jeweiligen Arbeitsstelle - Erhöhung der Leistungsaufnahme P und/oder des Stromes I, je nachdem, welcher Wert ununterbrochen verfolgt wird, bestimmt den Zeitpunkt des Einleitens des Garnspinnens 3, das bedeutet, dass er eine genaue Information darüber gibt, dass das jeweilige Anspinnen erfolgreich verlaufen ist und dass man im Spinnvorgang fortsetzen kann. Soweit es zu dieser Sprungänderung nicht kommt, ist es eine Information darüber, dass das Anspinnen nicht erfolgreich verlaufen ist und dass die Steuereinheit 6 die Befehle zum Abstellen der jeweiligen Arbeitsstelle erteilt.
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Eine umgekehrte Sprungänderung während des Spinnens - Erniedrigung der Leistungsaufnahme P und/oder des Stromes I, bestimmt den Zeitpunkt des Garnbruches 3 und von dem Zeitpunkt dieser Sprungänderung werden die Schritte der Steuereinheit 6 zum Abstellen der erforderlichen Einrichtungen der jeweiligen Arbeitsstelle, also mindestens der jeweiligen Abzugseinrichtung 2 und der Aufwickeleinrichtung 4 des Garns, beziehungsweise der Spule 5 abgeleitet. Wie es sich aus 2 ergibt, kommt es nach dem Garnbruch 3 zu einer Sprungsenkung der Leistungsaufnahme P vom Wert Ps beim Spinnen auf den Wert Pn beim Leerlauf und des Stromes I vom Wert Is beim Spinnen auf den Wert In beim Leerlauf.
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Um den Einfluss der zufälligen Sprungänderungen der Größe des Speisestromes I und/oder der elektrischen Leistungsaufnahme P des individuellen Antriebs des Spinnrotors 11 auszuschließen, die beispielsweise durch die Stöße im Netz usw. verursacht sind, werden die Messwerte der Größe des Speisestromes I und/oder über die Größe der Leistungsaufnahme P von allen Spinneinheiten ins Zentralsteuersystem der Spinnmaschine dauerhaft übermittelt, in dem das Entscheidungsniveau von den Durchschnittswerten des Stromes oder der Leistungsaufnahme bei den spinnenden und nicht spinnenden Spinneinheiten ununterbrochen ausgewertet wird. Dieses Entscheidungsniveau wird anschließend in allen Steuereinheiten 6 der Arbeitsstellen eingestellt.
