DE19548667A1

DE19548667A1 - Zentrifugenspinnmaschinensteuerung

Info

Publication number: DE19548667A1
Application number: DE1995148667
Authority: DE
Inventors: Heiko Wendler
Original assignee: CSM GmbH
Current assignee: CSM GmbH
Priority date: 1995-12-23
Filing date: 1995-12-23
Publication date: 1997-06-26

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerung für eine Zentrifugenspinnmaschine oder Vakuumspinnmaschine mit mehreren Spinnstellen, wobei für jede einzelne Spinnstelle jeweils eine eigene Steuereinheit vorgesehen ist.

Neben den zwei grundsätzlich verschiedenen Spinnverfahren des Ringspinnens und Rotorspinnens ist zum Beispiel aus der DE 9 17 562 oder aus der DE 29 37 016 das Zentrifugenspinnverfahren bekannt, das die Vorteile der beiden anderen Spinnverfahren in sich vereint. Das Ringspinnen ist ein relativ langsames Verfahren, das aber besonders feines und gleichmäßiges Garn liefert. Demgegenüber arbeitet das Rotorspinnen mit bis zu 4facher Geschwindigkeit, liefert aber Garn in einer geringeren Qualität.

Mit dem Zentrifugenspinnverfahren lassen sich Garne aus Wolle, Baumwolle, synthetischen Fasern, oder Mischungen hiervon, insbesondere im feineren Garnbereich spinnen. Dabei werden die Fasern in einer sich schnell drehenden Zentrifuge, in die sie aus einem Streckwerk als sogenanntes Faserbändchen zugeführt werden, durch Verdrehen zu Garn gesponnen. Dem Streckwerk werden die Fasern aus einer Kanne als Streckenband zugeführt.

Die Zentrifuge ist ein Spinntopf, in den das Faserbändchen über ein sich hin- und herbewegendes (changierendes) Rohr zugeführt wird und sich aufgrund der Fliehkraft an der Zentrifugenwandung anlegt. Sobald das gewünschte Garnvolumen in die Zentrifuge eingebracht worden ist, wird der Spinnvorgang unterbrochen und das Garn aus der Zentrifuge entnommen. Dazu greift ein sogenannter Doffer mit einer drehbar gelagerten Doffspindel in die rotierende Zentrifuge ein. Sodann wird die Drehzahl der Zentrifuge auf 0 oder bis auf eine geringe Drehzahl reduziert, bei der die Garnwicklung auf die Doffspindel oder eine darauf befindliche Hülse aufschrumpft, so daß sie zusammen mit dem Doffer entnommen werden kann.

Eine andere Möglichkeit zur Entnahme des Garns aus der Zentrifuge besteht darin, daß die Zentrifuge durch Umspulen des Garns geleert wird, wodurch dem Garn eine zusätzliche Drehung erteilt wird. Aus der DE 32 39 386 ist auch bekannt, daß das Garn bei weiterlaufender Zentrifuge umgespult werden kann.

Mit dem Zentrifugenspinnverfahren lassen sich bei hoher Garnqualität hohe Spindeldrehzahlen und damit eine hohe Ausbringung erreichen. Um die Leistung weiter zu optimieren ist es erforderlich, die Zentrifugendreh zahlen weiter zu erhöhen, was jedoch einen sehr hohen Energie- und Kapitaleinsatz verlangt. Zur Verringerung des Energieeinsatzes und zur Sicherstellung einer hohen Wirtschaftlichkeit sind verschiedene Verfahren getestet worden, von denen jedoch nur das Vakuum-Spinnverfahren zu zufriedenstellenden Ergebnissen führte.

Das Prinzip des Vakuumspinnverfahrens wird in der internationalen Patentanmeldung PCT/EP94/01415 beschrieben. Ferner wird in dieser Anmeldung eine Vorrichtung hierzu beschrieben, bei der die Zentrifuge innerhalb eines Zentrifugengehäuses drehbar angeordnet ist, und der Innenraum zwischen der Zentrifuge und dem Gehäuse mit Unterdruck, vorzugsweise mit Vakuum beaufschlagbar ist. Innerhalb der Zentrifuge, in die bei sehr hohen Drehzahlen eingesponnen wird, herrscht normaler Luftdruck. Besonders günstig ist es dabei, wenn die Zentrifuge magnetisch gelagert ist.

Die Funktionen der einzelnen Spinnstellen einer Zentrifugenspinnmaschine, insbesondere die Funktionen der axialen und radialen Magnetlager der Zentrifuge, der Antrieb der Zentrifuge, der Antrieb des changierenden Spinnrohres, das Anspinnorgan, und/oder eine Bandstopvorrichtung werden von jeweils einer eigenen Steuereinheit gesteuert. Das Anspinnorgan erfaßt das aus dem Streckwerk aus tretende Faserbändchen und leitet es unter Drehungserteilung über das Spinnrohr in die Zentrifuge. Durch die Bandstopvorrichtung kann das Streckenband vor dem Streckwerkseingang für eine Unterbrechung des Spinnvorganges festgehalten werden.

Bei einer Vakuumspinnmaschine übernehmen die Steuereinheiten der einzelnen Spinnstellen darüber hinaus, insbesondere in Abhängigkeit von der jeweiligen Zentrifugendrehzahl, die Steuerung des Unterdruckes in dem Zentrifugengehäuse der jeweiligen Spinnstelle.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine preiswerte und leicht handhabbare Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die die einzelnen Spinnstellen koordiniert und die anfallenden Prozeßdaten verwaltet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine zentrale Maschinensteuerung vorgesehen ist, die zur Koordination der Spinnstellen mit den Steuereinheiten der einzelnen Spinnstellen über elektrische Leitungen verbunden ist.

Dadurch können die einzelnen Spinnstellen derart koordiniert werden, daß die Spinnmaschine in einer sequentiellen Arbeitsweise betrieben werden kann, bei der kontinuierlich in alle Zentrifugen eingesponnen wird und jeweils einzelne oder kleine Gruppen von Spinnstellen nacheinander zur Entnahme des eingebrachten Spinngutes angehalten werden. Die dabei anfallenden Prozeßdaten können auf einfache Weise zentral verwaltet werden.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die zentrale Maschinensteuerung über ein serielles Bussystem mit den Steuereinheiten der einzelnen Spinnstellen verbunden ist, da dann nur eine gemeinsame Leitung benötigt wird. Ein serielles Bussystem arbeitet besonders zuverlässig und ist relativ kostengünstig. Es ist jedoch insbesondere bei einer geringeren Spinnstellenzahl auch möglich, ein schnelleres paralleles Bussystem zum Datenaustausch einzusetzen.

Je nach gewünschter Arbeitsweise, kann es dabei günstig sein, wenn die Spinnstellen gruppenweise mit der zentralen Maschinensteuerung verbunden sind.

Wenn die Spinnmaschine einen Bedienwagen aufweist, der insbesondere zur Entnahme des Spinngutes zwischen den einzelnen Zentrifugen verfahrbar ist, ist es vorteilhaft, wenn dieser Bedienwagen eine eigene Steuereinheit hat, die über ein serielles oder paralleles Bussystem mit der zentralen Maschinensteuerung verbunden ist. Dadurch kann die zentrale Maschinensteuerung den Bedienwagen entsprechend der gewünschten Arbeitsweise mit den einzelnen Spinnstellen koordinieren.

Prozesse, die nicht in oder an den Zentrifugen ablaufen, können vorteilhafterweise von der zentralen Maschinensteuerung gesteuert werden. Insbesondere der Antrieb der Streckwerke ist zentral steuerbar.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den in den Zeichnungen dargestellen Ausführungsbeispielen.

Es zeigen

Fig. 1 Blockschaltbild einer zentralen Maschinensteuerungseinheit, die mit den Steuereinheiten der einzelnen Spinnstellen und mit der Steuereinheit eines Bedienwagens verbunden ist und

Fig. 2 Einzelheit E aus Fig. 1 mit den Funktionen, die von der Steuereinheit einer einzelnen Spinnstelle gesteuert werden.

Die zentrale Maschinensteuerung 1 kommt bei einer nicht näher dargestellten Vakuumspinnmaschine zum Einsatz, die in Längsbauweise ausgeführt ist. Dabei können bis zu 100 oder mehr Spinnstellen an einer Längsseite der Maschine in einem Spinnstellenabstand t (Teilung) nebeneinander angeordnet sein. Unterhalb der Spinnstellen befinden sich die Kannen, aus denen den einzelnen Spinnstellen das Streckenband über ein Streckwerk von unten zugeführt wird.

An jeder Spinnstelle befindet sich eine in einem Gehäuse um eine senkrechte Achse rotierende Zentrifuge, innerhalb der der eigentliche Spinnvorgang stattfindet. Das aus dem Streckwerk einer Spinnstelle aus tretende Faserbändchen wird der Zentrifuge von unten her über ein sich hin- und herbewegendes (changierendes) Spinnrohr zugeführt. Die Zentrifugen rotieren in den Zentrifugengehäusen unter Unterdruck (idealerweise Vakuum), wobei Drehzahlen bis zu 72 000 U/min möglich sind.

Die in Fig. 1 dargestellte zentrale Maschinensteuerung 1 ist zum Datenaustausch über ein serielles Bussystem 2 mit den Steuereinheiten 3 der einzelnen Spinnstellen verbunden. Über das Bussystem 4, das parallel oder seriell organisiert sein kann, ist die zentrale Maschinensteuerung 1 außerdem mit der Steuereinheit 5 des Bedienwagens der Spinnmaschine verbunden.

Dadurch können die einzelnen Spinnstellen und der Bedienwagen so koordiniert werden, daß eine sequentielle Arbeitsweise der Spinnmaschine erreicht wird, bei der kontinuierlich in alle Zentrifugen eingesponnen wird. Die Spinnvorgänge der einzelnen Zentrifugen oder kleiner Gruppen von Zentrifugen, werden dabei jeweils zeitversetzt gestartet, so daß nacheinander einzelne oder kleine Gruppen von Zentrifugen bei Erreichen des gewünschten Garnvolumens angehalten und entleert werden können.

Der Funktionsablauf des Bedienwagens bei einem Doffvorgang wird von der Steuereinheit 5 des Bedienwagens gesteuert. Die Positionierung des Bedienwagens, an der bzw. den nächsten zu doffenden Zentrifugen, wird jedoch von der zentralen Maschinensteuerung 1 gesteuert.

Außer der Verwaltung der Prozeßdaten und der Koordinierung der einzelnen Spinnstellen und des Bedienwagens, übernimmt die zentrale Maschinensteuerung 1 auch die Steuerung der Streckwerksantriebe.

Die in Fig. 2 dargestellte Steuereinheit 3 einer Spinnstelle ist über das serielle Bussystem 2 mit der zentralen Maschinensteuerung 1 verbunden und zur Energieversorgung über zwei Leitungen 6 an einen Gleichspannungsstromkreis 7 angeschlossen.

Die Steuereinheit 3 übernimmt die Steuerung des Antriebs 8 der Zentrifuge, der Magnetlager 9 der Zentrifuge, des Antriebs 10 des changierenden Spinnrohres, des Anspinnorgans 11 und der Bandstopvorrichtung 12. Außerdem steuert die Steuereinheit 3 die Vorrichtung 13 für die Erzeugung des Unterdrucks in dem Zentrifugengehäuse.

Für die Steuerung der Magnetlager 9 erhält die Steuereinheit 3 über einen Abstandssensor 14 Informationen über die axialen und/oder radialen Abstände der Zentrifuge von den Polschuhen der Magnetlager 9.

Ein Fadenwächter 15 liefert der Steuereinheit 3 Informationen darüber, ob das Faserbändchen im Spinnrohr und/oder Anspinnorgan 11 vorliegt, oder ob die Faserzufuhr in die Zentrifuge momentan unterbrochen ist.

Über das serielle Bussystem 2 erhält die Steuereinheit 3 von der zentralen Maschinensteuerung 1 Informationen darüber, wann und wie die einzelnen Funktionen der Spinnstelle zu schalten sind. Wenn beispielsweise der Doffvorgang an einer Spinnstelle beendet ist, erhält die Steuereinheit 3 dieser Spinnstelle von der zentralen Maschinensteuerung 1 das Signal, den Zentrifugenantrieb 8 wieder einzuschalten und mit dem Spinnvorgang erneut zu beginnen. Gleichzeitig erhält die Steuereinheit 5 des Bedienwagens ein Signal der zentralen Maschinensteuerung 1, durch das der Bedienwagen an der nächsten zu doffenden Spinnstelle angehalten wird und mit dem nächsten Doffvorgang beginnt. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn das Abbremsen der einen Zentrifuge mit dem Beschleunigen der anderen Zentrifuge gekoppelt wird, um die Bremsenergie effektiv zu nutzen.

Anstelle des seriellen Bussystems 2, das nur eine gemeinsame Leitung benötigt und daher billiger und zuverlässiger ist, kann auch ein paralleles Bussystem zur Verbindung der zentralen Maschinensteuerung 1 mit den Steuereinheiten 3 der einzelnen Spinnstellen und der Steuereinheit 5 des Bedienwagens eingesetzt werden. Ein paralleles Bussystem benötigt mehrere parallele Leitungen und ist daher schneller, aber auch teurer.

Claims

1. Steuerung für eine Zentrifugenspinnmaschine oder Vakuumspinnmaschine mit mehreren Spinnstellen, wobei für jede einzelne Spinnstelle jeweils eine eigene Steuereinheit vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine zentrale Maschinensteuerung (1) vorgesehen ist, die zur Koordination der Spinnstellen mit den Steuer einheiten (3) der einzelnen Spinnstellen verbunden ist.

2. Maschinensteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Maschinen steuerung (1) über ein serielles Bussystem (2) mit den Steuereinheiten (3) der einzelnen Spinnstellen verbunden ist.

3. Maschinensteuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheiten (3) der Spinnstellen gruppenweise mit der zentralen Maschinensteuerung (1) verbunden sind.

4. Maschinensteuerung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine mindestens einen Bedienwagen aufweist, der eine eigene Steuereinheit (5) hat.

5. Maschinensteuerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (5) des Bedienwagens insbesondere über ein Bussystem (4) mit der zentralen Maschinensteuerung (1) verbunden ist.

6. Maschinensteuerung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (3) einer einzelnen Spinnstelle die axialen und die radialen Magnetlager (9) der Zentrifuge, den Antrieb (8) der Zentrifuge, den Antrieb (10) eines changierenden Spinnrohres, ein Anspinnorgan (11), einen Fadenwächter (15) und/oder eine Bandstopvorrichtung (12) steuert.

7. Maschinensteuerung für eine Vakuumspinnmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (3) einer einzelnen Spinnstelle die Unterdruckzuführvorrichtung (13) für das Zentrifugengehäuse, insbesondere in Abhängigkeit von der Zentrifugendrehzahl, steuert.

8. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Maschinensteuerung (1) die Antriebe der Streckwerke steuert.