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Die Erfindung betrifft eine Textilmaschine mit einer Vielzahl von Arbeitsstellen, wobei die Textilmaschine eine Vielzahl von Leiterkarten aufweist und die Leiterkarten jeweils eine elektronische Schaltung und mindestens eine Schnittstelle zum Austausch von Signalen aufweisen. Die Erfindung betrifft außerdem eine Leiterkarte.
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Textilmaschinen heutiger Bauart weisen eine Vielzahl von Leiterkarten auf. Die Vielzahl von Leiterkarten ist dabei schon durch die Vielzahl gleichartiger Arbeitsstellen bedingt. Auch an den Arbeitsstellen gibt es häufig mehrere Leiterkarten mit verschiedenen Aufgaben. Die Leiterkarten können dabei der Ansteuerung von Aktoren oder Antrieben oder der Datenerfassung und der Auswertung von Sensorsignalen dienen. Dazu weisen die Leiterkarten Schnittstellen, das heißt Ein- und Ausgänge auf, an die die Aktoren oder die Sensoren angeschlossen werden. Die Platzverhältnisse an den Arbeitsstellen der Textilmaschine sind begrenzt. Außerdem ergeben sich die Einbauorte der Leiterkarten häufig aus der Anordnung der Sensoren und Aktoren. Aus diesen Gründen ist die Zugänglichkeit der Leiterkarten zum Zwecke der Überprüfung oder zum Austausch häufig nicht in ausreichendem Maße gegeben.
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Die
EP 2 562 114 A2 offenbart eine Textilmaschine mit Leiterkarten. Die Leiterkarte weist eine Erfassungseinrichtung auf, die während des Betriebes zeitliche Verläufe von Lastwerten erfasst und speichert. Solche Lastwerte können Werte der Temperatur, der Versorgungsspannung, der Stromaufnahme oder der Schwingungsbelastung der Leiterkarte sein. Die gespeicherten Lastwerte sollen die Ermittlung der Fehlerursache bei Ausfällen erleichtern. Das System ist jedoch relativ aufwendig. Da die Textilmaschinen in der Regel eine Vielzahl von Leiterkarten aufweisen, müssen eine Vielzahl von Daten gespeichert und vor allem verwaltet werden. Die Auswertung der Verläufe erfordert eine hohe Sachkenntnis.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine schnelle und sichere Behebung von Fehlern bei Ausfällen von Leiterkarten von Textilmaschinen zu ermöglichen und gleichzeitig mögliche Folgefehler zu vermeiden.
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Zur Lösung der Aufgabe ist der Schnittstelle eine auf der jeweiligen Leiterkarte angeordnete Überstromschutzeinrichtung zum Schutz der Schnittstelle zugeordnet, der Überstromschutzeinrichtung ist eine Überwachungseinrichtung zugeordnet, die das Auslösen der Überstromschutzeinrichtung überwacht, und es ist eine Anzeigevorrichtung vorhanden, die mit der Überwachungseinrichtung in Verbindung steht und das Auslösen der Überstromschutzeinrichtung anzeigt.
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Die Überstromschutzeinrichtung löst bei einem Fehler, insbesondere einem Kurzschluss, des an die Schnittstelle angeschlossenen Sensors oder Aktors aus. Damit wird sowohl eine weitere Schädigung des Sensors oder Aktors als auch eine Schädigung der Leiterkarte vermieden. Da das Auslösen der Überstromschutzeinrichtung angezeigt wird, erübrigt sich ein manuelles Nachmessen durch den Bediener, beziehungsweise durch den die Reparatur durchführenden Techniker. Das ist insbesondere bei einer schlechten Zugänglichkeit der Leiterkarte von Vorteil. Das Auslösen der Überstromschutzeinrichtung lässt außerdem auf einen Fehler des an die Schnittstelle angeschlossenen Sensors oder Aktors schließen. Wenn die Überstromschutzeinrichtung der Schnittstelle nicht auslöst, kann bei einem Ausfall der Leiterkarte auf einen Fehler der Leiterkarte geschlossen werden.
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Häufig weisen die Leiterkarten mehrere Schnittstellen auf. In diesem Fall kann den mehreren Schnittstellen der Leiterkarte die Überstromschutzeinrichtung gemeinsam zugeordnet sein. Dadurch kann der Auswerteaufwand gering gehalten werden, und es ist eine Unterscheidung möglich, ob der Fehler auf der Leiterkarte oder bei einem der an die Schnittstellen angeschlossenen Sensoren oder Aktoren zu suchen ist.
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Es ist auch möglich, mehreren Schnittstellen der Leiterkarte jeweils eine eigene Überstromschutzeinrichtung zuzuordnen, denen jeweils eine eigene Überwachungseinrichtung, die das Auslösen der Überstromschutzeinrichtung überwacht, zugeordnet ist. Bei einer solchen Anordnung ist es möglich, über die auslösende Überstromschutzeinrichtung der jeweiligen Schnittstelle, denjenigen Sensor oder Aktor zu identifizieren, der den Fehler aufweist. Die Anzeigevorrichtung kann Anzeigen an den Arbeitsstellen umfassen. Damit können die auftretenden Fehler auf einfache Weise einer Arbeitsstelle zugeordnet werden, die für den Bediener dann auch leicht auffindbar sind.
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Die Anzeigevorrichtung kann auch eine Anzeige an einer zentralen Stelle der Textilmaschine umfassen. Dabei kann es sich zum Beispiel um die Anzeige der zentralen Steuerung der Textilmaschine handeln, die zusätzlich zu ihren sonstigen Funktionen auch das Auslösen einer Überstromschutzeinrichtung anzeigt.
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Vorteilhafterweise ist die Anzeigevorrichtung so ausgebildet, dass für den Bediener die auslösende Überstromschutzeinrichtung erkennbar ist. Das heißt, die Anzeigeeinrichtung stellt Angaben über die Arbeitsstelle, die Leiterkarte und/oder die Schnittstelle, deren Überstromschutzeinrichtung ausgelöst hat, zur Verfügung. Die Arbeitsstelle kann, wie oben beschrieben, durch eine Anzeige an der Arbeitsstelle identifiziert werden. Darüber hinaus ist es möglich, Codes oder Texte für die Zuordnung des Fehlers zu einer Arbeitsstelle, Leiterkarte oder Schnittstelle zu generieren.
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Gemäß einer möglichen Ausführungsform ist die Überstromschutzeinrichtung als Schmelzsicherung ausgebildet. Schmelzsicherungen für Leiterkarten sind einfach und preiswert. Sie bieten aber trotzdem einen zuverlässigen Schutz bei Kurzschlüssen.
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Gemäß einer alternativen und besonders vorteilhaften Ausführungsform ist die Überstromschutzeinrichtung als PTC-Widerstand ausgebildet. PTC-Widerstände, auch Kaltleiter genannt, sind stromleitende Materialien, die bei tiefen Temperaturen den Strom besser leiten als bei hohen. PTC-Widerstände haben also einen positiven Temperaturkoeffizienten. Im Vergleich zu Metallen, die im Prinzip auch Kaltleiter sind, ist der Temperaturkoeffizient von PTC-Widerständen deutlich größer. Da der PTC-Widerstand durch einen Überstrom erwärmt und damit hochohmig wird, ist er auch als Überstromschutzeinrichtung geeignet. Neben einem zuverlässigen Kurzschlussstromschutz bietet ein PTC-Widerstand auch einen zuverlässigen Überlastschutz. Ein entscheidender Vorteil des PTC-Widerstandes ist es jedoch, dass er eine selbstrückstellende Sicherung darstellt. Das heißt, bei einem Fehler des an die jeweilige Schnittstelle angeschlossenen Aktors oder Sensor löst der PTC-Widerstand aus, indem er hochohmig wird. Sobald der Fehler an dem Aktor oder Sensor behoben ist, wird der PTC-Widerstand wieder niederohmig. Ein Austausch der Leiterkarte oder des PTC-Widerstandes ist, anders als bei einer Schmelzsicherung, nicht erforderlich. Das stellt insbesondere im Hinblick auf die häufig schlechte Zugänglichkeit der Leiterkarten einen deutlichen Vorteil dar.
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Um das Auslösen der Überstromschutzeinrichtung zu überwachen, kann die Überwachungseinrichtung Mittel zur Bestimmung einer den Widerstand der Überstromschutzeinrichtung anzeigenden Größe aufweisen. Im normalen fehlerfreien Betrieb ist die Überstromschutzeinrichtung niederohmig. Im Fehlerfall, wenn die Überstromschutzeinrichtung auslöst, wird sie hochohmig. Im Prinzip kann der Widerstand selbst, zum Beispiel mittels einer Widerstandmessbrücke, ermittelt werden. Es ist jedoch viel einfacher, wenn die Überwachungseinrichtung Mittel zur Erfassung des Spannungsabfalls über der Überstromschutzeinrichtung aufweist. Wenn die Überstromschutzeinrichtung niederohmig ist, fällt nahezu keine Spannung über der Überstromschutzeinrichtung ab. Ist die Überstromschutzeinrichtung hochohmig, kam man die volle Spannung, die sonst über dem an die Schnittstelle angeschlossenen Sensor oder Aktor abfällt, messen. Die Spannung zeigt also den Widerstand der Überstromschutzeinrichtung an.
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Die Erfindung betrifft außerdem eine Leiterkarte mit mindestens einer Schnittstelle zum Austausch von Signalen. Erfindungsgemäß ist der Schnittstelle eine Überstromschutzeinrichtung zum Schutz der Schnittstelle zugeordnet, es ist eine Überwachungseinrichtung vorhanden, die das Auslösen der Überstromschutzeinrichtung überwacht, und die Überwachungseinrichtung weist eine weitere Schnittstelle auf, die dazu ausgebildet ist, ein Signal zu übertragen, das das Auslösen der Überstromschutzeinrichtung anzeigt. Eine solche Leiterkarte findet Verwendung in einer erfindungsgemäßen Textilmaschine. Die weitere Schnittstelle kann dann mit einer Anzeigevorrichtung der Textilmaschine verbunden werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine erfindungsgemäße Textilmaschine mit einer Vielzahl von Arbeitsstellen;
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2 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung der Anzeigevorrichtung der erfindungsgemäßen Textilmaschine;
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3 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leiterkarte;
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4 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leiterkarte;
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5 eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leiterkarte.
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Die 1 zeigt eine erfindungsgemäße Textilmaschine (1) mit einer Vielzahl von Arbeitsstellen 2. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Spulmaschine. Es sind aber auch andere Textilmaschinen möglich, z. B. eine Rotorspinnmaschine oder eine Ringspinnmaschine. An den Arbeitsstellen 2 der Spulmaschine 1 werden in Abspulposition 10 befindliche Spinnkopse 9 zu großvolumigen Kreuzspulen 11 umgespult. Die Arbeitsstellen 2 befinden sich zwischen den Endgestellen 55 und 56. Die Textilmaschine 1 weist ferner ein entlang der Textilmaschine 1 verfahrbares Serviceaggregat 57 zur Bedienung der Arbeitsstellen 2. Das Steuersystem der Textilmaschine 1 weist zentrale und dezentrale Steuerelemente auf. Im Bereich des Endgestelles 56 ist eine zentrale Steuereinheit 50 angeordnet. Hier kann der Bediener Parameter für den Betrieb der Textilmaschine 1 eingeben und Zustände abfragen. Dazu weist die zentrale Steuereinheit 50 ein Display 51 und eine Tastatur 52 auf. Zur Kommunikation zwischen den verschiedenen Steuerebenen der Textilmaschine ist eine Bussystem 60 vorhanden. Das Bussystem 60 verbindet insbesondere die Steuereinrichtung 58 des Serviceaggregates 57 und die Arbeitsstellensteuerungen 40 mit der zentralen Steuereinheit 50. Die Arbeitsstellensteuerung 40 ermöglicht die individuelle Steuerung und Überwachung der Arbeitsstellen 2. Die Arbeitsstellen weisen außerdem ein einfaches Display 41 zur Anzeige von Betriebszuständen auf.
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An den Arbeitsstellen sind eine Reihe von Sensoren und Aktoren vorhanden. Aktoren sind zum Beispiel Antriebe der Spultrommel oder der Changiereinrichtung. Fadenwächter oder Fadenzugkraftsensor sind typische Sensoren einer Spulmaschine 1. Die Sensoren weisen häufig eigene Steuereinrichtungen in Form von Leiterkarten mit elektronischen Schaltungen auf. Leiterkarten werden dabei auch als Leiterplatten oder Platinen bezeichnet. In 2 ist beispielhaft eine Leiterkarte 12 darstellt. Die Leiterkarte 12 ist über eine Kommunikationsleitung 17 mit der Arbeitsstellensteuerung 40 verbunden. Die Kommunikationsleitung 17 kann auch Teil eines arbeitsstelleneigenen Bussystems sein, das die Leiterkarten einer Arbeitsstelle steuerungstechnisch mit der Arbeitsstellensteuerung 40 verbindet. Die Leiterkarte 12 weist ihrerseits die Schnittstellen 4A und 4B auf. Schnittstellen können Ein- oder Ausgänge sein, über die die Sensoren oder Aktoren mit den Leiterkarten verbunden werden. Die Leiterkarten werden vorzugsweise in der Nähe der Sensoren oder Aktoren positioniert. Außerdem ist der Platz an den Arbeitsstellen begrenzt. Daraus ergibt sich eine schlechte Zugänglichkeit der Leiterkarten.
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Die 3 bis 5 zeigen verschiedene Ausführungsformen der Leiterkarten. Die 3 zeigt die Leiterkarte 12A, an die ein Verbraucher 31 angeschlossen ist. Der Verbraucher 31 kann dabei als Sensor oder Aktor ausgebildet sein. Der Verbraucher 31 ist an die Schnittstelle 4 der Leiterkarte 21A angeschlossen. Als zweiter Anschluss für den Verbraucher 31 dient das Bezugspotential 30. Der Schnittstelle 4 ist eine Überstromschutzeinrichtung 3A vorgeschaltet. Überstromschutzeinrichtungen werden auch als elektrische Sicherungen bezeichnet. Solche Überstromschutzeinrichtungen für Leiterkarten können beispielsweise als Schmelzsicherung ausgebildet sein. In Abhängigkeit von der Dauer und der Größe des durch die Sicherung fließenden Stromes wird die Schmelzsicherung hochohmig. Dieser Vorgang ist irreversibel. Das heißt, nach dem Auslösen der Schmelzsicherung muss die Sicherung ausgetauscht werden. Die Schmelzsicherung kann auf einem entsprechenden Sockel auf der Leiterkarte angeordnet sein. Damit ist es prinzipiell möglich, bei einer Fehlerbehebung vor Ort die Schmelzsicherung auszutauschen. Es ist auch möglich, die Schmelzsicherung direkt auf die Leiterkarte zu löten. Dann wird im Fehlerfall zunächst die gesamte Leiterkarte ausgetauscht und die Schmelzsicherung wird erst im Zuge einer Reparatur durch den Hersteller ersetzt. Der Austausch der Leiterkarte oder der Schmelzsicherung gestaltet sich jedoch häufig wegen der schlechten Zugänglichkeit der Leiterkarte als schwierig. Deshalb ist es besonders vorteilhaft, wenn die Überstromschutzeinrichtung als PTC-Widerstand ausgebildet ist.
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Ein PTC-Widerstand wird genau wie eine Schmelzsicherung in Abhängigkeit von der Dauer und der Größe eines Überstroms hochohmig. Der entscheidende Unterschied ist jedoch, dass es sich bei einem PTC-Widerstand um eine selbstrückstellende Sicherung handelt. Das heißt, nach der Behebung des Fehlers, der zum Auslösen des PTC-Widerstandes geführt hat, wird der PTC-Widerstand selbsttätig niederohmig.
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Ein PTC-Widerstand hat also den Vorteil, dass nach einem Auslösen des PTC-Widerstandes dieser nicht ausgetauscht werden muss.
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Die 3 zeigt außerdem eine Überwachungseinrichtung 15A, die den Spannungsabfall über der Überstromschutzeinrichtung 3A überwacht. Die Überwachungseinrichtung 15A kann dabei zum Beispiel als Operationsverstärker ausgebildet sein. Im normalen fehlerfreien Betrieb ist die Überstromschutzeinrichtung 3A niederohmig. Es fällt keine Spannung über der Überstromschutzeinrichtung 3A ab. Die Überwachungseinrichtung 15A generiert kein Signal. Nach dem Auslösen der Überstromschutzeinrichtung 3A wird die Überstromschutzeinrichtung 3A hochohmig. Die Überwachungseinrichtung 15A erzeugt ein Signal. Das Signal kann an der Schnittstelle 16A abgegriffen werden.
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Die 4 zeigt eine Leiterkarte 12B, bei der mehreren Schnittstellen 14A, 14B, 14C eine Überstromschutzeinrichtung 3B zugeordnet ist. Die Überstromschutzeinrichtung 3B ist dabei in einem gemeinsamen Pfad der Schnittstellen 14A, 14B, 14C. Die Blöcke 18, 19, 20 deuten die weitere Beschaltung der Schnittstellen 14A, 14B, 14C. Entsprechend der 3 wird die Spannung über der Überstromschutzeinrichtung 3B durch die Überwachungseinrichtung 15B überwacht. Die Überwachungseinrichtung 15B weist eine Schnittstelle 16B auf. Die Schnittstelle 16B erzeugt ein Signal, das anzeigt, ob die Überstromschutzeinrichtung hoch- oder niederohmig ist.
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Die 5 zeigt ein weiteres Bespiel einer Leiterkarte 12C. Hier ist jeder der Schnittstellen 24A, 24B, 24C eine eigene Überstromschutzeinrichtung 13A, 13B, 13C zugeordnet. Den Überstromschutzeinrichtungen 13A, 13B, 13C ist jeweils eine hier nicht dargestellte Überwachungseinrichtung, analog den Überwachungseinrichtungen 15A und 15B, zugeordnet.
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Das Signal der Überwachungseinrichtungen 15A, 15B wird, wie in 2 angedeutet, über die Kommunikationsleitung 17 an die Arbeitsstellensteuerung 40 übertragen. Dann ist es möglich, den Zustand der jeweiligen Überstromschutzeinrichtungen anzuzeigen. Die Anzeige kann am Display 41 der Arbeitsstelle 2 oder am Display 51 der zentralen Steuereinheit 50 erfolgen. Im letzteren Fall wird der erfasste Zustand von der Arbeitsstellensteuerung 40 über das textilmaschineneigene Bussystem 60 an die zentrale Steuereinheit 50 übermittelt. Der Zustand kann auch an beiden Displays 41 und 51 angezeigt werden. Die Informationen können auch sinnvoll aufgeteilt werden. Es wird angezeigt, an welcher Arbeitsstelle und auf welcher Leiterkarte eine Überstromschutzeinrichtung ausgelöst hat und gegebenenfalls welche Überstromschutzeinrichtung der Leiterkarte ausgelöst hat. Eine sinnvolle Aufteilung wäre zum Beispiel die Anzeige der betroffenen Arbeitsstelle an dem Display 51 am Endgestell 56, und eine Aufschlüsselung der konkreten Überstromschutzeinrichtung kann an der Arbeitsstelle erfolgen. Dadurch wird eine optimale Führung des Bedieners zu dem defekten Sensor oder Aktor erreicht. Der Bediener kann dann gezielt den jeweiligen Sensor oder Aktor begutachten bzw. austauschen. Eine weitere Fehlersuche auf der Leiterkarte erübrigt sich. Wenn als Überstromschutzeinrichtung ein PTC-Widerstand verwendet wird, erübrigt sich auch ein Austausch der Sicherung oder der Leiterkarte.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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