DE102020123977A1

DE102020123977A1 - Textilmaschine sowie Verfahren zum Betreiben einer derartigen Textilmaschine

Info

Publication number: DE102020123977A1
Application number: DE102020123977.7A
Authority: DE
Inventors: Detlef Schelter
Original assignee: Saurer Spinning Solutions GmbH and Co KG
Current assignee: Saurer Spinning Solutions GmbH and Co KG
Priority date: 2020-09-15
Filing date: 2020-09-15
Publication date: 2022-03-17
Also published as: CN114182400B; EP3967797A1; CN114182400A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Textilmaschine (1) mit einer Steuereinheit (11) und Arbeitsorganen (31, 33, 34, 38, 44) und einer Energieversorgungseinrichtung (43), die an ein Spinnerei-Stromnetz (25) angeschlossen ist und elektrische Netzteile (24, 32, 35) zur Versorgung der Arbeitsorgane (31, 33, 34, 38, 44, 33) umfasst.Um dem Bedienpersonal der Textilmaschine (1) die Möglichkeit zu geben, eine drohende Leistungsüberschreitung eines Arbeitsorgans (31, 33, 34, 38, 44) oder eines Netzteils (24, 32, 35) der Textilmaschine (1) frühzeitig, das heißt, bereits im Voraus zu erkennen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Steuereinheit (11) der Textilmaschine (1) eine Steuer- und Auswerteeinrichtung (41) aufweist, in der anhand von Kennlinienfeldern, die aus verschiedenen vorgebbaren Parametern erstellt wurden, die jeweilige Leistungsaufnahme eines Netzteils (24, 32, 35) oder eines Arbeitsorgans (31, 33, 34, 38, 44) hinterlegt ist, wobei die Steuer- und Auswerteeinrichtung (41) so ausgebildet ist, dass sie die Leistungsaufnahme des elektrischen Netzteils (24, 32, 35) oder des Arbeitsorgans (31, 33, 34, 38, 44) vorausberechnet, wenn ein oder mehrere Parameter eines Kennlinienfeldes eines Arbeitsorgans (31, 33, 34, 38, 44) verstellt wird/werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Textilmaschine mit einer Steuereinheit, Arbeitsorganen und einer Energieversorgungseinrichtung, die an ein Spinnerei-Stromnetz anschließbar ist und elektrische Netzteile zur Versorgung der Arbeitsorgane umfasst. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben der Textilmaschine.
Die Erfindung betrifft insbesondere eine Kreuzspulen herstellende Textilmaschine mit einer Vielzahl von Arbeitsstellen, die jeweils eine Offenend-Rotorspinnvorrichtung mit einzelmotorisch beaufschlagbaren Arbeitsorganen aufweisen.
Kreuzspulen herstellende Textilmaschen, welche über eine Steuereinheit, insbesondere eine Zentralsteuereinheit, und eine Vielzahl von Arbeitsstellen verfügen, die jeweils mit einzelmotorisch beaufschlagbaren Arbeitsorganen ausgestattet sind, deren Netzteile an das Stromnetz einer entsprechenden Industrieanlage angeschlossen sind, sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt und in der Patentliteratur in zahlreichen Anmeldungen offenbart.
In der EP 2 562 114 A2 ist bspw. ein Spulautomat beschrieben, der mit einer Mehrzahl von Arbeitsstellen ausgestattet ist, welche ihrerseits eine Vielzahl von elektrischen Komponenten und Antrieben aufweisen. Der Spulautomat verfügt außerdem über eine Steuer- und Auswerteeinrichtung, in der Lastinformationen der verschiedenen Komponenten erfasst und so gespeichert werden, dass im Bedarfsfall eine spätere Fehleranalyse möglich ist. Zu diesen Lastinformationen gehören bspw. die Temperatur, die Spannung und der elektrische Strom, wobei aus der Spannung und dem Strom die elektrische Leistung berechnet und ebenfalls gespeichert wird. Kommt es zu einem unerwarteten Anstieg einer oder mehrerer dieser Größen, wird daraus auf das Vorliegen eines Fehlers geschlossen.
Die Zustandsdaten der Antriebe einer Textilmaschine können allerdings nicht nur, wie in der EP 2 562 114 A2 beschrieben, zur nachträglichen Erstellung einer Fehleranalyse genutzt werden, sondern auch anderweitig Verwendung finden. Da es für eine ordnungsgemäße Ansteuerung der Frequenzumrichter von drehzahlvariablen Antrieben einer Textilmaschine erforderlich ist, die Ströme und Spannungen exakt zu messen, können die Zustandsdaten der Antriebe auch während des laufenden Betriebes der Textilmaschine sinnvoll eingesetzt werden. Des Weiteren gewinnt im Zusammenhang mit dem Betrieb derartiger Textilmaschinen auch die Optimierung des Energieverbrauches dieser Textilmaschinen zunehmend an Bedeutung.
In der DE 10 2006 040 892 A1 wird bspw. vorgeschlagen, den elektrischen Energieverbrauch von Spinnereimaschinen, im Ausführungsbeispiel von Ringspinnmaschinen oder Flyern, dadurch zu optimieren, dass die Energieaufnahme der elektrischen Verbraucher erfasst und aus den bei diskreten Drehzahlen der Spinnereimaschine ermittelten Energieaufnahmen und den bei diesen Drehzahlen jeweils erzielten Produktionen Kennziffern gebildet werden. Das heißt, der gemessene Energieverbrauch wird ins Verhältnis zur Höhe der jeweils erzielten Produktion gesetzt. Zur Erfassung der Energieaufnahme wird dabei an Antrieben, wie bspw. Motoren mit drehzahlabhängiger Energieaufnahme, die Energieaufnahme von Energieversorgungseinrichtungen, z. B. von Frequenzumrichtern, abgenommen und in einer Auswerteeinrichtung selbsttätig in Kennlinienfelder umgesetzt.
Des Weiteren ist in der DE 10 2014 016 785 A1 anhand einer Ringspinnmaschine beschrieben, wie in Abhängigkeit von den Zustandsdaten der elektrischen Antriebe die Gesamtleistungsaufnahme der Textilmaschine berechnet werden kann. Die Textilmaschine weist zu diesem Zweck eine entsprechend ausgebildete digitale Steuereinrichtung auf. Das heißt, in der digitalen Steuerung dieser bekannten Textilmaschine sind die Zustandsdaten, die für die Berechnung der Gesamtleistungsaufnahme erforderlich sind, fest hinterlegt, so dass zur Berechnung der Gesamtleistungsaufnahme lediglich eine entsprechende Softwareeingabe erforderlich ist.
Die vorstehend beschriebenen Textilmaschinen bzw. deren Steuer- und Auswerteeinrichtungen weisen allerdings den Nachteil auf, dass stets entweder nur die augenblickliche oder nur die zurückliegende Gesamtleistungsaufnahme der Textilmaschine ermittelbar ist.
Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung bzw. ein Verfahren zu entwickeln, die/das dem Bedienpersonal der Textilmaschine die Möglichkeit gibt, bereits im Voraus zu überprüfen, wie sich die Leistungsaufnahme eines Netzteils oder eines Arbeitsorgans entwickelt, wenn ein oder mehrere Parameter des Kennlinienfeldes des Arbeitsorgans geändert wird/werden. Das heißt, mit der erfindungsgemäßen Einrichtung kann das Bedienpersonal bereits vorab überprüfen, ob bei der Änderung eines oder mehrerer Parameter des Kennlinienfeldes eines Arbeitsorgans eine Überschreitung der zulässigen Leistungsaufnahme des Netzteils oder des betreffenden Arbeitsorgans der Textilmaschine droht, mit der Folge, dass die Textilmaschine infolge von Überhitzung durch eine „Not-Aus“-Schaltung abgestellt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Steuereinheit der Textilmaschine eine Steuer- und Auswerteeinrichtung aufweist, in der anhand von Kennlinienfeldern, die aus verschiedenen vorgebbaren Parametern erstellt wurden, die jeweilige Leistungsaufnahme eines Netzteils oder eines Arbeitsorgans hinterlegt ist, wobei die Steuer- und Auswerteeinrichtung so ausgebildet ist, dass sie aus den Kennlinienfeldern berechnet, wie sich die Leistungsaufnahme des elektrischen Netzteils oder des Arbeitsorgans entwickelt, wenn ein oder mehrere Parameter eines Kennlinienfeldes eines Arbeitsorgans verstellt wird/werden.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung hat insbesondere den Vorteil, dass das Bedienpersonal mit Hilfe der Steuer- und Auswerteeinrichtung bereits im Voraus auf einfache Weise überprüfen kann, wie sich die Energieaufnahme der Netzteile und der Arbeitsorgane entwickeln würde, wenn ein oder mehrere Parameter des Kennlinienfeldes der Arbeitsorgane geändert wird/werden. Das heißt, das Bedienpersonal kann schnell und ohne jede negative Auswirkung zuverlässig überprüfen, ob bei einer Verstellung eines oder mehrerer Parameter des Kennfeldes der Arbeitsorgane eventuell eine „Not-Aus“-Schaltung der Textilmaschinen droht, weil z. B. die Leistungsaufnahme eines Netzteils und/oder eines Arbeitsorgans und/oder die Gesamtleistungsaufnahme der Textilmaschine unzulässig ansteigen würde.
Dazu umfasst die Steuer- und Auswerteeinrichtung vorzugsweise eine Anzeige, die zur Anzeige der vorausberechneten Leistungsaufnahme ausgebildet ist.
Vorzugsweise ist die Steuer- und Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet, die vorausberechnete Leistungsaufnahme mit einer zulässigen Leistungsaufnahme zu vergleichen und bei Überschreitung der zulässigen Leistungsaufnahme eine Warnung zu signalisieren. Im Rahmen dieser Warnung kann das Bedienpersonal beispielsweise mittels der Anzeige dazu aufgefordert werden, die eingegebene Änderung der Parameter nicht durchzuführen oder andere Parameter einzustellen bzw. einzugeben.
Die Textilmaschine umfasst vorzugsweise eine Vielzahl von Arbeitsstellen, wobei die Arbeitsstellen einzelmotorisch beaufschlagbare Arbeitsorgane aufweisen, deren Leistungsaufnahme vorausberechnet wird.
Im Zusammenhang mit mehreren einzelmotorisch beaufschlagbaren Arbeitsorganen einer Arbeitsstelle ist es besonders vorteilhaft die Leistungsaufnahme eines der Arbeitsstelle zugeordneten Netzteils vorauszuberechnen, welches die einzelmotorisch beaufschlagbaren Arbeitsorgane der Arbeitsstelle versorgt. Bei einer solchen Topologie stellt das Netzteil der Arbeitsstelle häufig den Engpass dar.
Die Textilmaschine kann auch über zentrale Arbeitsorgane verfügen, deren Leistungsaufnahme vorausberechnet wird. Bei einem solchen zentralen Arbeitsorgan kann es sich zum Beispiel um den Antrieb einer Sauganlage handeln. Die Sauganlage kann beispielsweise einen vorgegebenen Spinnunterdruck bereitstellen.
In vorteilhafter Ausführungsform sind die elektromotorisch beaufschlagbaren Arbeitsorgane der Arbeitsstelle einer Offenend-Rotorspinnvorrichtung zugeordnet. Vorzugsweise umfassen die elektromotorisch beaufschlagbaren Arbeitsorgane den Einzelantrieb für den Faserbandeinzugszylinder, den Einzelantrieb für die Faserband-Auflösewalze, den Einzelantrieb für den Spinnrotor sowie den Einzelantrieb für die Fadenabzugseinrichtung. Entsprechend finden als Parameter für die Kennlinienfelder dieser Arbeitsorgane die Garnfeinheit, die Faserart, der Drehungsbeiwert, der Rotordurchmesser, die Rotordrehzahl, die Auflösewalzendrehzahl und/oder der Spinnunterdruck Berücksichtigung. Das heißt, die Leistungsaufnahme der Arbeitsorgane ist, je nachdem welches der Arbeitsorgane neu eingestellt werden soll, durch einen oder mehrere der vorstehend beschriebenen Parameter charakterisiert. Die Leistungsaufnahme des Spinnrotorantriebs ist bspw. in erster Linie abhängig vom Rotordurchmesser und der Rotordrehzahl, während die Leistungsaufnahme des Auflösewalzenantriebs z. B. stark durch die Auflösewalzendrehzahl, die Faserart und/oder die Gamfeinheit abhängig ist. Die Leistungsaufnahme der Einzelantriebe beeinflussen außerdem die Leistungsaufnahme eines speisenden Netzteils, dessen Leistungsaufnahme vorzugsweise ebenfalls vorausberechnet wird.
Die erfindungsgemäße Textilmaschine muss nicht notwendigerweise als Offenend-Rotorspinnmaschine ausgebildet sein, sondern kann auch als Ringspinnmaschine ausgebildet sein. Als Parameter für die Kennlinienfelder der Arbeitsorgane können dann die Spindeldrehzahl, das Läufergewicht und/oder der Ringdurchmesser Berücksichtigung finden.
Die Textilmaschine kann auch als Spulmaschine ausgebildet sein. Als Parameter für die Kennlinienfelder der Arbeitsorgane kann in diesem Fall die Spulgeschwindigkeit Berücksichtigung finden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform berücksichtigt die Steuer- und Auswerteeinrichtung der Textilmaschine bei der Ermittlung der Leistungsaufnahme der Netzteile oder der Arbeitsorgane außerdem spezielle Betriebszustände der Textilmaschine. Das heißt, solche zu berücksichtigenden speziellen Betriebszustände sind bspw. während des Spinn-/ Spulbetriebes der Textilmaschine auftretende Spinnunterbrechungen und/oder die Anzahl der während des Spinn-/ Spulbetriebes der Textilmaschine im statistischen Mittel gleichzeitig im Betrieb befindlichen Arbeitsstellen.
Auch für solche speziellen Betriebszustände wird die Leistungsaufnahme eines elektrischen Netzteils oder eines Arbeitsorgans ermittelt, wobei die Steuer- und Auswerteeinrichtung der Textilmaschine bspw. mit Erfahrungswerten arbeitet. Das heißt, bei der Berechnung der Gesamtleistungsaufnahme einer Textilmaschine oder der Leistungsaufnahme eines Netzteils werden die als Erfahrungswert gespeicherten Leistungsaufnahmen der Arbeitsorgane berücksichtigt, wenn die Arbeitsorgane den Betriebszustand EIN aufweisen.
Das erfindungsgemäße Verfahren, das beim Betreiben einer Textilmaschine mit den im Hauptanspruch beschriebenen Merkmalen zum Einsatz kommt, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit der Textilmaschine über eine Steuer- und Auswerteeinrichtung verfügt, in der anhand von Kennlinienfeldern, die aus verschiedenen Parametern erstellt werden, die Leistungsaufnahme von Netzteilen oder einzelner Arbeitsorgane hinterlegt ist, wobei die Steuer- und Auswerteeinrichtung berechnet, wie sich die Leistungsaufnahme des elektrischen Netzteils oder des Arbeitsorgans entwickelt, wenn ein oder mehrere Parameter des Kennlinienfeldes eines Arbeitsorgans verstellt wird/werden.
Das Bedienpersonal kann somit schnell, einfach und zuverlässig überprüfen, ob bei einer Neueinstellung eines oder mehrerer Parameter des Kennlinienfeldes eines Arbeitsorgans die Gefahr gegeben ist, dass die Leistungsaufnahme eines Netzteils oder eines Arbeitsorgans und/oder die Gesamtleistungsaufnahme der Textilmaschine soweit ansteigt, dass eine zulässige Leistungsaufnahme einzelner Komponenten überschritten wird und eine „Not-Aus“-Schaltung der Textilmaschine droht.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigt:

1 in perspektivischer Darstellung eine Kreuzspulen herstellenden Textilmaschine, im Ausführungsbeispiel eine Offenend-Rotorspinnmaschine, mit einer Zentralsteuereinheit, die eine erfindungsgemäß ausgebildete Steuer- und Auswerteeinrichtung aufweist,
1A eine schematische Darstellung einer Energieversorgungseinrichtung einer erfindungsgemäßen Textilmaschine,
2 in Seitenansicht, stark schematisch, eine Arbeitsstelle der in 1 dargestellten Textilmaschine mit einem im Bereich einer Arbeitsstelle positionierten Serviceaggregat,
3 die einzelmotorisch antreibbaren Arbeitsorgane der Offenend-Rotorspinnvorrichtung einer solchen Arbeitsstelle, teilweise im Schnitt,
4A ein erstes Beispiel für ein Kennlinienfeld,
4B ein weiteres Beispiel für ein Kennlinienfeld.

Die 1 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Kreuzspulen herstellende Textilmaschine, im Ausführungsbeispiel eine Offenend-Rotorspinnmaschine 1, mit einer Zentralsteuereinheit 11, die mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Steuer- und Auswerteeinrichtung 41 ausgestattet ist. Solche Offenend-Rotorspinnmaschinen 1 weisen bekanntlich eine Vielzahl von Arbeitsstellen 2 auf, die jeweils unter anderem mit einer Offenend-Rotorspinnvorrichtung 3 sowie einer Spuleinrichtung 4 ausgerüstet sind. Derartige Offenend-Rotorspinnmaschinen 1 werden außerdem oft durch Serviceaggregate 5 versorgt, die eingreifen, wenn an einer Arbeitsstelle 2 ein Handlungsbedarf besteht. Ein solcher Handlungsbedarf liegt bspw. vor, wenn an einer der Arbeitsstellen 2 eine fertiggestellte Kreuzspule 7 gegen eine frische Leerhülse 9 ausgetauscht werden muss.
Wie bekannt und daher nicht näher erläutert, werden in den Offenend-Rotorspinnvorrichtungen 3 der Offenend-Rotorspinnmaschine 1 Faserbänder, die in Spinnkannen 6 bevorratet sind, zu Fäden 30 versponnen, die anschließend auf den Spuleinrichtungen 4 zu Kreuzspulen 7 aufgewickelt werden. Die Spuleinrichtungen 4 sind zu diesem Zweck, wie in den 2 und 3 schematisch dargestellt, jeweils mit einem Spulenrahmen 8 zum drehbaren Haltern einer Leerhülse 9 beziehungsweise einer Kreuzspule 7, einer Spultrommel 10 zum definierten Rotieren dieser Elemente sowie mit einer Fadenchangiereinrichtung 26 ausgestattet.
Die dargestellte Offenend-Rotorspinnmaschine 1 weist außerdem, wie vorstehend bereits angedeutet, eine Zentralsteuereinheit 11 auf, die mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Steuer- und Auswerteeinrichtung 41 ausgestattet ist. Die Zentralsteuereinheit 11 ist dabei über ein Bussystem 12 mit den Steuereinrichtungen 13 der Arbeitsstellen 2 sowie mit den Steuereinrichtungen 19 der Serviceaggregate 5 verbunden.
Des Weiteren sind derartige Offenend-Rotorspinnmaschinen 1 oft mit einer Kreuzspulen-Transporteinrichtung 14 zum Entsorgen fertig gestellter Kreuzspulen 7 und einer Leerhülsen-Versorgungseinrichtung ausgestattet, welche im Wesentlichen aus einem Leerhülsenmagazin 15 sowie Hülsenzuführbahnen 16 besteht. Die Serviceaggregate 5 sind an Führungsschienen 17, 18, die an beziehungsweise auf der Offenend-Rotorspinnmaschine 1 angeordnet sind, entlang der Arbeitsstellen 2 verfahrbar und bei Bedarf an einer anfordernden Arbeitsstelle 2 positionierbar, wie dies in 2 schematisch dargestellt ist.
Zur Versorgung der elektrischen Komponenten mit elektrischer Energie weist die Offenend-Rotorspinnmaschine 1 eine Energieversorgungseinrichtung 43 auf. Die Energieversorgungseinrichtung 43 ist dazu an ein Spinnerei-Stromnetz 25 angeschlossen. Die Energieversorgungseinrichtung 43 umfasst dazu mehrere Netzteile, die auf die Struktur und die Art der verwendeten Antriebe der Offenend-Rotorspinnmaschine 1 angepasst sind. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Offenend-Rotorspinnmaschine 1 ein internes Gleichspannungsnetz 45, über das die einzelnen Arbeitsstellen 2 mit elektrischer Energie versorgt werden. Das Gleichspannungsnetz 45 wird über das zentrale Netzteil 24 von dem Spinnerei-Stromnetz 25 gespeist. Das Netzteil 24 ist dazu als Gleichrichter ausgebildet. Zur Versorgung der Arbeitsstellen 2 weist jede Arbeitsstelle 2 ein eigenes Netzteil 35 auf, das die Spannung des Gleichspannungsnetzes 45 herabsetzt.
Die Energieversorgungseinrichtung 43 verfügt über eine weiteres zentrales Netzteil 32, das ebenfalls von dem Spinnerei-Stromnetz 25 gespeist wird. Das Netzteil 32 ist als Wechselrichter ausgebildet. Das Netzteil 32 versorgt, den Motor 33 einer nicht näher dargestellten zentralen Sauganlage mit elektrischer Energie. Die Sauganlage stellt einen Unterdruck bereit, der für die Offenend-Rotorspinnvorrichtungen 3 der Arbeitsstellen 2 benötigt wird.
Die 2 zeigt in Seitenansicht, stark schematisch, eine Arbeitsstelle 2 einer Offenend-Rotorspinnmaschine 1 mit einem vor der Arbeitsstelle 2 positionierten Serviceaggregat 5.
Die Arbeitsstellen 2 derartiger Offenend-Rotorspinnmaschinen 1 verfügen jeweils über eine Offenend-Rotorspinnvorrichtung 3, mit verschiedenen, wie in 3 näher darstellt, einzelmotorisch antreibbaren Arbeitsorganen sowie über eine Spuleinrichtung 4 mit einem Spulenrahmen 8, in dem eine Kreuzspule 7 oder eine Leerhülse 9 rotierbar gelagert ist. Die Kreuzspule 7 bzw. die Leerhülse 9 liegt während des Spinn-/ Spulbetriebes auf einer Spultrommel 10 auf, die die Kreuzspule 7 bzw. die Leerhülse 9 reibschlüssig antreibt.
Solche Spuleinrichtungen 4 sind in der Regel außerdem mit einer Fadenchangiereinrichtung 26 ausgestattet, die dafür sorgt, dass der in der Offenend-Rotorspinnvorrichtung 3 gefertigte Faden 30 in sich kreuzenden Lagen auf die im Spulenrahmen 8 gelagerte Auflaufspule gewickelt wird.
Wie weiter ersichtlich, weist jede Arbeitsstelle 2 außerdem eine arbeitsstelleneigene Steuereinrichtung 13, die über ein Bussystem 12 an die Zentralsteuereinheit 11 der Offenend-Rotorspinnmaschine 1 angeschlossen ist, eine einzelmotorisch antreibbare Fadenabzugseinrichtung 21 sowie eine arbeitsstelleneigene, schwenkbar gelagerte Saugdüse 29 auf.
Hinter bzw. oberhalb der Arbeitsstellen 2 sind des Weiteren ein Kreuzspulen-Transportsystem 14 und Hülsenzuführbahnen 16 angeordnet.
Die Serviceaggregate 5, die in der Regel identisch ausgebildet und an Führungsschienen 17, 18 entlang der Arbeitsstellen 2 verfahrbar gelagert sind, kommen insbesondere dann zum Einsatz, wenn an einer der Arbeitsstellen 2 ein Kreuzspulen-/Leerhülsenwechsel ansteht. Die Serviceaggregate 5 weisen jeweils außer einer Steuereinrichtung 19, die über das Bussystem 12 mit der Zentralsteuereinheit 11 der Offenend-Rotorspinnmaschine 1 in Verbindung steht, noch verschiedene Handhabungseinrichtungen auf, die es dem Serviceaggregat 5 ermöglichen, im Bedarfsfall einen ordnungsgemäßen Kreuzspulen-/Leerhülsenwechsel durchzuführen und dabei der Offenend-Rotorspinnvorrichtung 3 der betreffenden Arbeitsstelle 2 auch einen Anspinnfaden zur Verfügung zu stellen. Ein solches Serviceaggregat 5 verfügt bspw. über einen so genannten (nicht dargestellten) Rahmenöffner und einen an die Oberfläche der Kreuzspule 7 anstellbaren (ebenfalls nicht dargestellten) Ausstoß- und Antriebsarm. Das Serviceaggregat 5 weist außerdem eine Hülsengreifeinrichtung 20 auf, mit der Leerhülsen 9, die über die Hülsenzuführbahnen 16 in den Bereich der Arbeitsstellen 2 befördert werden, aufgenommen und in den Spulenrahmen 8 überführt werden können. Des Weiteren sind solche Serviceaggregate 5 mit einer Hilfsfaden-Liefereinrichtung 22 zum Bereitstellen eines Anspinnfadens, einer Fadenanlege- und Fadenverlegeeinrichtung 23 sowie mit einer Fadenüberführungseinrichtung 28 ausgestattet.
Da die Arbeitsweise solcher Serviceaggregate 5 bekannt ist, wird auf weitere diesbezügliche Erläuterungen verzichtet.
Die 3 zeigt eine Offenend-Rotorspinnvorrichtung 3 mit einer zugehörigen Fadenabzugseinrichtung 21 in einem größeren Maßstab, teilweise im Schnitt. Wie ersichtlich, sind sowohl die verschiedenen Arbeitsorgane der Offenend-Rotorspinnvorrichtung 3 als auch die Fadenabzugseinrichtung 21 jeweils einzelmotorisch angetrieben. Das heißt, der bspw. in einer Magnetlagerung berührungslos gelagerte Spinnrotor 40 wird durch einen elektromotorischen Einzelantrieb 34 beaufschlagt. Der Einzelantrieb 34 des Spinnrotors 40 ist zur Versorgung mit elektrischer Energie direkt an das Netzteil 35 der Arbeitsstelle 2 angeschlossen. Der Einzelantrieb 34 des Spinnrotors 40 verfügt über eine eigene, nicht dargestellte Steuereinrichtung, die den Spinnrotor 40 bedarfsgerecht ansteuert. Die Arbeitsstelle 2 verfügt über eine arbeitsstelleneigene Steuereinrichtung 13, die ebenfalls durch das Netzteil 35 der Arbeitsstelle 2 mit elektrischer Energie versorgt wird. Die Steuereinrichtung 13 ist dabei ihrerseits über ein Bussystem 12 mit der Zentralsteuereinheit 11 der Offenend-Rotorspinnmaschine 1 und damit mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung 41 verbunden.
Die Steuereinrichtung 13 der Arbeitsstelle 2 steuert den Betrieb weiterer Einzelantriebe der Arbeitsstelle 2. Dazu gehört der Einzelantrieb 31 der Faserband-Auflösewalze 27, der über eine Steuerleitung 42 mit der Steuereinrichtung 13 verbunden. Entsprechend wird der Einzelantrieb 38 des Faserbandeinzugszylinders 37 über die Steuerleitung 39 beaufschlagt. Die Fadenabzugseinrichtung 21 wird von dem Einzelantrieb 44 angetrieben, der wiederum über die Steuerleitung 36 mit der Steuereinrichtung 13 verbunden ist.
Wie vorstehend angedeutet, können die elektromotorischen Einzelantriebe 31, 34, 38, 44 der verschiedenen Arbeitsorgane einer Offenend-Rotorspinnvorrichtung 3 je nach Bedarf mit einer definierten Drehzahl angetrieben werden. Die Leistungsaufnahme solcher Antriebe steigt dabei, abhängig von verschiedenen Parametern, z. B. der Drehzahl, zum Teil stark an.
Die 4A und 4B zeigen anhand von Diagrammen Beispiele für Kennlinienfelder, die in der Steuer- und Auswerteeinrichtung 41 der Zentralsteuereinheit 11, der Offenend-Rotorspinnmaschine 1 hinterlegt sind und mit deren Hilfe auf einfache Weise die elektrische Leistungsaufnahme der Einzelantriebe 31, 34, 38, 44 der verschiedenen Antriebskomponenten der Offenend-Rotorspinnvorrichtung 3 bei bestimmten Drehzahlen ermittelbar ist. Entsprechend ergibt sich auch die elektrische Leistungsaufnahme des Netzteils 35 der Arbeitsstelle 2 aus der Summe, der elektrischen Leistungsaufnahme der einzelnen zu versorgenden Komponenten.
Die 4A zeigt beispielweise ein Kennlinienfeld, das bei der Ermittlung der Entwicklung der Leistungsaufnahme des Einzelantriebes 34 eines Offenend-Spinnrotors 40 zum Einsatz kommt. Als zu berücksichtigende Parameter finden im Ausführungsbeispiel die Rotordurchmesser und die Rotordrehzahl Berücksichtigung. Die Kurve 48 zeigt dabei die Entwicklung der Leistungsaufnahme des Einzelantriebes 34 bei einem Spinnrotor 40, dessen Durchmesser relativ klein ist. Die Kurven 49 und 50 zeigen entsprechend die Entwicklungen der Leistungsaufnahmen des Einzelantriebes 34 bei Spinnrotoren mit mittelgroßen bzw. großen Durchmessern. Der Bereich der kritischen Leistungsaufnahme des Spinnrotorantriebs 34 ist im Diagramm außerdem mit dem Bezugszeichen 51 gekennzeichnet.
Die 4B zeigt anhand eines Kennlinienfeldes die Entwicklung der Leistungsaufnahme des Einzelantriebes 31 einer Faserband-Auflösewalze 27. Im Zusammenhang mit der Entwicklung der Leistungsaufnahme des Einzelantriebes 31 einer Faserband-Auflösewalze 27 finden als Parameter neben der Auflösewalzendrehzahl bspw. die Garnfeinheit Berücksichtigung. Die Kurven 53, 54, 55 zeigen beispielhaft die Entwicklung der Leistungsaufnahme des Einzelantriebes 31 bei unterschiedlichen Garnfeinheiten, wobei die Kurve 53 die Entwicklung bei feinem, die Kurve 54 bei mittlerem und die Kurve 55 bei etwas gröberer Garnfeinheit zeigt.
Weitere die Leistungsaufnahme eines Einzelantriebes beeinflussende Parameter können außerdem bspw. die Faserart und/oder während des Spinn-/ Spulbetriebes der Textilmaschine 1 auftretende Spinnunterbrechungen sein. Auch in diesen Fällen ist mittels entsprechender Kennfeldlinien bereits im Vorfeld auf relativ einfache Weise eine verhältnismäßig genaue Ermittlung der Leistungsaufnahme der Einzelantriebe einer Offenend-Rotorspinnvorrichtung 3 bzw. der Gesamtleistungsaufnahme der Textilmaschine 1 bei einem bestimmten Betriebszustand möglich.
Bezugszeichenliste

1: Offenend-Rotorspinnmaschine
2: Arbeitsstelle
3: Offenend-Rotorspinnvorrichtung
4: Spuleinrichtung
5: Serviceaggregat
6: Spinnkanne
7: Kreuzspule
8: Spulenrahmen
9: Leerhülse
10: Spultrommel
11: Zentralsteuereinheit
12: Bussystem
13: Steuereinrichtung/Arbeitsstelle
14: Kreuzspulen-Transportsystem
15: Leerhülsenmagazin
16: Hülsenzuführbahn
17: Führungsschiene
18: Führungsschiene
19: Steuereinrichtung/ Serviceaggregat
20: Hülsengreifeinrichtung
21: Fadenabzugseinrichtung
22: Hilfsfaden-Liefereinrichtung
23: Fadenanlege- und Fadenverlegeeinrichtung
24: zentrales Netzteil
25: Spinnerei-Stromnetz
26: Fadenchangiereinrichtung
27: Faserband-Auflösewalze
28: Fadenüberführungseinrichtung
29: Saugdüse
30: Faden
31: Einzelantrieb / Auflösewalze
32: Netzteil / Sauganlage
33: Motor / Sauganlage
34: Einzelantrieb /Spinnrotor
35: Netzteil / Arbeitsstelle
36: Steuerleitung / Fadenabzugseinrichtung
37: Faserbandeinzugszylinder
38: Einzelantrieb / Faserbandeinzugszylinder
39: Steuerleitung / Faserbandeinzugszylinder
40: Spinnrotor
41: Steuer- und Auswerteeinrichtung
42: Steuerleitung / Auflösewalze
43: Energieversorgungseinrichtung
44: Einzelantrieb / Fadenabzugseinrichtung
45: Gleichspannungsnetz
48: Rotordurchmesser / klein
49: Rotordurchmesser / mittel
50: Rotordurchmesser / groß
51: kritische Obergrenze
53: Garnfeinheit / fein
54: Garnfeinheit / mittel
55: Garnfeinheit / dick

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2562114 A2 [0004, 0005]
DE 102006040892 A1 [0006]
DE 102014016785 A1 [0007]

Claims

Textilmaschine (1) mit einer Steuereinheit (11), Arbeitsorganen (31, 34, 38, 44) und einer Energieversorgungseinrichtung (43), die an ein Spinnerei-Stromnetz (25) anschließbar ist und elektrische Netzteile (24, 32, 35) zur Versorgung der Arbeitsorgane (31, 33, 34, 38, 44) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (11) der Textilmaschine (1) eine Steuer- und Auswerteeinrichtung (41) aufweist, in der anhand von Kennlinienfeldern, die aus verschiedenen vorgebbaren Parametern erstellt wurden, die jeweilige Leistungsaufnahme eines Netzteils (24, 32, 35) oder eines Arbeitsorgans (31, 33, 34, 38, 44) hinterlegt ist, wobei die Steuer- und Auswerteeinrichtung (41) so ausgebildet ist, dass sie die Leistungsaufnahme des elektrischen Netzteils (24, 32, 35) oder des Arbeitsorgans (31, 33, 34, 38, 44) vorausberechnet, wenn ein oder mehrere Parameter eines Kennlinienfeldes des Arbeitsorgans (31, 33, 34, 38, 44) verstellt wird/werden.
Textilmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Auswerteeinrichtung (41) eine Anzeige umfasst, die zur Anzeige der vorausberechneten Leistungsaufnahme ausgebildet ist.
Textilmaschine (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Auswerteeinrichtung (41) dazu ausgebildet ist, die vorausberechnete Leistungsaufnahme mit einer zulässigen Leistungsaufnahme zu vergleichen und bei Überschreitung der zulässigen Leistungsaufnahme eine Warnung zu signalisieren und/oder die wirksame Eingabe der zur Überschreitung führenden Parameter zu verhindern.
Textilmaschine (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Textilmaschine (1) eine Vielzahl von Arbeitsstellen (2) umfasst, wobei die Arbeitsstellen (2) einzelmotorisch beaufschlagbare Arbeitsorgane (31, 33, 34, 38, 44) aufweisen, deren Leistungsaufnahme vorausberechnet wird.
Textilmaschine (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Textilmaschine (1) ein zentrales Arbeitsorgan, insbesondere den Antrieb (33) einer Sauganlage, aufweist, dessen Leistungsaufnahme vorausberechnet wird.
Textilmaschine (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromotorisch beaufschlagbaren Arbeitsorgane einer Offenend-Rotorspinnvorrichtung (3) zugeordnet sind und einen Einzelantrieb (38) für den Faserbandeinzugszylinder (37), einen Einzelantrieb (31) für die Faserband-Auflösewalze (27), einen Einzelantrieb (34) für den Spinnrotor (40) sowie einen Einzelantrieb (44) für die Fadenabzugseinrichtung (21) umfassen.
Textilmaschine (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Textilmaschine (1) als Offenend-Rotorspinnmaschine ausgebildet ist und als Parameter für die Kennlinienfelder der Arbeitsorgane (31, 33, 34, 38, 44) die Garnfeinheit, die Faserart, der Drehungsbeiwert, der Rotordurchmesser, die Rotordrehzahl, die Auflösewalzendrehzahl und/oder der Spinnunterdruck Berücksichtigung finden.
Textilmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Textilmaschine (1) als Ringspinnmaschine ausgebildet ist und als Parameter für die Kennlinienfelder der Arbeitsorgane die Spindeldrehzahl, das Läufergewicht und/oder der Ringdurchmesser Berücksichtigung finden.
Textilmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Textilmaschine (1) als Spulmaschine ausgebildet ist und als Parameter für die Kennlinienfelder der Arbeitsorgane die Spulgeschwindigkeit Berücksichtigung findet.
Textilmaschine (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung der Leistungsaufnahme des elektrischen Netzteils (24, 32, 35) oder des Arbeitsorgans (31, 33, 34, 38, 44) auch spezielle Betriebszustände der Textilmaschine (1) Berücksichtigung finden.
Textilmaschine (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein zu berücksichtigender Betriebszustand während des Spinn-/ Spulbetriebes der Textilmaschine (1) auftretende Unterbrechungen sind.
Textilmaschine (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein zu berücksichtigender Betriebszustand die Anzahl der während des Spinn-/ Spulbetriebes der Textilmaschine (1) im statistischen Mittel gleichzeitig im Betrieb befindlichen Arbeitsstellen (2) ist.
Verfahren zum Betreiben einer Textilmaschine (1) mit einer Steuereinheit (11), Arbeitsorganen (31, 33, 34, 38, 44) und einer Energieversorgungseinrichtung (43), die an ein Spinnerei-Stromnetz (25) angeschlossen wird und elektrische Netzteile (24, 32, 35) zur Versorgung der Arbeitsorgane (31, 33, 34, 38, 44) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (11) der Textilmaschine (1) über eine Steuer- und Auswerteeinrichtung (41) verfügt, in der anhand von Kennlinienfeldern, die aus verschiedenen vorgebaren Parametern erstellt werden, die Leistungsaufnahme eines Netzteils (24, 32, 35) oder eines einzelnen Arbeitsorgans (31, 33, 34, 38, 44) hinterlegt ist, wobei die Steuer- und Auswerteeinrichtung (41) die Leistungsaufnahme des elektrischen Netzteils (24, 32, 35) oder des Arbeitsorgans (31, 33, 34, 38, 44) vorausberechnet, wenn ein oder mehrere Parameter des Kennlinienfeldes eines Arbeitsorgans (31, 33, 34, 38, 44) verstellt wird/werden.