DE3309789C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zwirnmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Zwirnmaschine ist bereits bekannt (DE-OS 23 26 276) und weist für eine Vielzahl von Arbeitsstellen, an denen das Verzwirnen und Aufwinden der zugelieferten Fäden erfolgt, jeweils mindestens einen, die Arbeitsgeschwindigkeit beeinflussenden, drehzahlveränderbaren Einzelelektromotor auf.

Von sogenannten Spinnreglern ist es bekannt, die Geschwindigkeit von Ringspinn- oder -Zwirnmaschinen in Abhängigkeit vom Aufwindedurchmesser des Fadens auf die Spule kontinuierlich oder stufenweise zu verändern, um optimale Spinnbedingungen zu erreichen. Hierbei wird stets die Geschwindigkeit der gesamten Spinnmaschine, d. h. sowohl aller in Richtung des Fadenlaufes hintereinander liegender Arbeitsorgane in gleicher Weise verändert. Diese Arbeitsweise hat den Nachteil, daß alle Spulen mit vollen Wickeln gleichzeitig zum Wechseln anstehen, was mit einer unerwünschten Unterbrechung der Produktion der betreffenden Zwirn­ maschine einhergeht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Zwirnmaschine zu schaffen, die die Arbeitsgeschwindigkeit jeder einzelnen einer Vielzahl von Arbeitsstellen einer Spinnereimaschine unabhängig von der jeweiligen Arbeitsgeschwindigkeit anderer Arbeitsstellen der gleichen Maschine in gleicher, vorgegebener Weise zu verändern gestattet.

Diese Aufgabe wird bei einer Zwirnmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.

Mit der Erfindung ist es möglich, auch bei Veränderung der Arbeitsgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom jeweiligen Aufwindedurchmesser der Zwirne auf den Spulen, einen Wechsel derselben individuell an jeder Arbeitsstelle vornehmen zu können. Werden von einer Bedienungsperson nach einem Spulenwechsel die einzelnen Arbeitsstellen nacheinander wieder in Betrieb genommen, so kann die im Mittel auftretende Unterbrechung der Produktion äußerst klein gehalten werden. Besonders hoch ist dieser erreichte Vorteil beim Verzwirnen und Aufwinden von Glasfäden.

Die Weiterbildung der Erfindung erfolgt nach den auf Anspruch 1 rückbezogenen Ansprüchen 2 bis 6.

Hinsichtlich der Weiterbildung nach Anspruch 6 wird noch angegeben, daß es an sich bekannt ist, bei Spinnmaschinen verschiedene Drehzahlen bei einer Arbeitsstelle (DE-OS 22 35 686) zur Wirkung kommen zu lassen, ohne daß es jedoch möglich ist, unterschiedliche Drehzahlprogramme an benachbarten Arbeitsstellen ausführen zu können.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 die Seitenansicht eines Abschnittes einer Maschine zum Zwirnen von Glasfäden:

Fig. 2 ein Blockschaltbild der Antriebsorgane des Gegenstandes der Fig. 1;

Fig. 3 ein Geschwindigkeits/Zeit-Diagramm der Arbeitsorgane der Maschine der Fig. 1.

Im folgenden ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise an einer Maschine zum Zwirnen von Glasfäden beschrieben. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, weist die Maschine 1 ein Antriebsgestellt 2, das nicht im einzelnen dargestellte Antriebs- und Steuereinrichtung zum Betrieb der Maschine enthält sowie ein Maschinengestell 3 auf. Im oberen Teil der Längsseite dieses Maschinengestells 3 sind Vorlagespulen 4 drehbar gelagert, die durch je einen Elektromotor 5 angetrieben sind und von denen Fäden 6 über Fadenführer 7 zu Läufern laufen, die an Ringen 8 geführt sind, die in einer auf- oder abbewegbaren Ringbank 9 angeordnet sind. Die Fäden 7 werden auf Spulen 10 aufgewunden, die auf Spindeln 11 angeordnet sind. Die Spindeln 11 werden durch je einen Einzelelektromotor 12 angetrieben, die in einer ortsfesten Spindelbank 13 befestigt sind. Je eine Vorlagespule 4 mit Motor 5, ein Fadenführer 7, ein Ring 8, eine Spule 10 auf einer Spindel 11 und ein Spindelmotor 12 bilden eine der in den Fig. 1 und 2 durch strichpunktierte Linien umrahmten Arbeitsstellen 14.

Die Stromversorgung der Einzelelektromotoren 5 und 12 einer Arbeitsstelle 14 erfolgt von einer Zuleitung 15 aus über je einen Drehzahlsteller 16, der die Drehzahlen der Motoren durch Veränderung ihrer Speisespannung und/oder Speisefrequenz zu verändern gestattet. Die Dreh­ zahlsteller 16 sind so ausgeführt, daß an ihnen die Drehzahlen der ihnen zugeordneten Motoren 5 und 12 unabhängig voneinander einstellbar, jedoch unter Einhaltung des eingestellten Drehzahlenverhältnisses gemeinsam verstellbar sind.

Die Verstellung aller Drehzahlsteller 16 einer Maschine erfolgt gemeinsam von einem zentralen Steuergerät 17 aus über eine Leitung 18. Das zentrale Steuergerät 17 leitet über die Leitung 18 Steuersignale an die Dreh­ steller 16, durch die diese veranlaßt werden, die Drehzahlen der Motoren 5 und 12 allmählich zu verändern, bei­ spielsweise zu erhöhen. Die vom Steuergerät 17 ausgehenden Steuersignale können aus Impulsen bestehen, deren einstellbares, gleichbleibendes Intervall bei einer Zeitdauer eines Abzugs (dem Füllen einer Spule 10) von beispielsweise zwei bis acht Stunden bspw. zwei bis fünf Minuten betragen kann. Die Intervalle der Impulse sind im zentralen Steuergerät 17 einstellbar. Die Impulse beaufschlagen in den Drehzahlstellern 16 ein Arbeitselement, das die an die Motoren 5 und 12 abgegebene Speisespannung oder Speisefrequenz um einen vorgegebenen Betrag verstellt, der einer Änderung der Drehzahl um beispielsweise 50 Umdrehungen je Minute entspricht.

Die Anordnung kann auch so getroffen sein, daß das zentrale Steuergerät 17 Steuerimpulse abgibt, deren Intervall gleichbleibend, deren Amplitute jedoch verstellbar ist oder die in gleichbleibenden Zeitabständen beginnen, deren Zeitdauer jedoch verstellbar ist und die eine der Amplitude bzw. der Zeitdauer proportionale Verstellung der Drehzahlen der Motoren 5 und 12 auslösen. In einer anderen Ausführungsform kann das zentrale Steuergerät ferner eine kontinuierliche, veränderliche Steuerspannung oder Steuerfrequenz abgeben, die in den Drehzahlstellern 16 Stellmotoren mit veränderlicher Drehzahl antreibt, die ein allmähliches Verstellen der Drehzahl der Motoren 5 und 12 bewirkt, wobei die Verstellgeschwindigkeit von der Höhe der Steuerspannung bzw. der Steuerfrequenz bestimmt wird.

In Fig. 3 ist im Kurvenzug 19 der Verlauf der Drehzahl eines der Motoren 5 oder 12 über einen Abzug dargestellt, wobei die Abszisse die Zeit und die Ordinate die Drehzahl wiedergibt. Nach dem Aufstecken einer leeren neuen Hülse läuft der Antriebsmotor in der Zeit t1 von null auf die Drehzahl n1 hoch. Die Steilheit dieses Anstiegs ist im Drehzahlsteller 16 vorprogrammiert. Ausgehend von der Drehzahl n1 beginnt die allmähliche Veränderung der Drehzahl des Motors, die in dem dargestellten Beispiel eine Erhöhung ist. Nach dem Zeitintervall Δt erhält der Drehzahl­ steller 16 vom zentralen Steuergerät 17 einen Steuerimpuls, der ihn veranlaßt, die Drehzahl um delta n zu erhöhen. Dies wiederholt sich über den Abzug während der Zeit t2 mehrfach, bis die vorgesehene höchste Drehzahl n2 erreicht ist. Von dieser Drehzahl n2 aus senkt der Drehzahlsteller 16 die Drehzahl des Motors während der Zeit t3 auf null ab. Auch die Steilheit dieses Absenkens ist im Drehzahlsteller 16 vorprogrammiert.

Die Verstellung der Drehzahl bei einem Verstellschritt delta n des Drehzahlstellers 16 und die Anzahl der den Drehzahlsteller in der Zeit t2 erreichenden Stellimpulse werden so gewählt, daß die vorgesehene höchste Drehzahl n2 ausgehend von der gewählten Ausgangsdrehzahl n1 jedenfalls vor dem Vollwerden der Spule 10 erreicht wird. Die Anzahl der die Drehzahlsteller 16 erreichenden Impulse wird durch Wahl des Impulsintervalles Δt bestimmt. Das Absenken der Motorendrehzahl auf null kann durch Erreichen der höchstens vorgesehenen Drehzahl oder durch Erreichen einer vorgegebenen, durch einen nicht dargestellten Meterzähler gemessenen Aufwindelänge auf die Spule 10 ausgelöst werden. Gleichzeitig mit dem Absenken der Motorendrehzahl auf null im Gefolge des Vollwerdens der Spule 10 wird der Drehzahlsteller 16 in seine Ausgangsstellung zurückgestellt, von der aus er die Motorendrehzahl nach Wiedereinschalten von null ausgehend auf die Ausgangsdrehzahl n1 erhöht.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt es, an jeder einzelnen Arbeitsstelle eine vollgewordene Spule 10 gegen eine leere Hülse auszutauschen, wobei die anderen Arbeitsstellen unbeeinflußt weiterlaufen können. Nach Auswechseln einer Spule wird durch Druck auf einen Bedienungsknopf 20 am Drehzahlsteller 16 die Speisung der Motoren 5 und 12 wieder aufgenommen und damit die Arbeitsstelle 14 in Betrieb gesetzt. An jeder Arbeitsstelle läuft also das in Fig. 3 dargestellte Drehzahlprogramm gegenüber den anderen Arbeitsstellen zeitlich gestaffelt ab. In Fig. 3 ist im Kurvenzug 21 strichpunktiert der teilweise Ablauf des Drehzahlprogrammes an einer anderen Arbeitsstelle eingezeichnet.

Die Kurvenzüge 19 bzw. 21 in Fig. 3 geben die Drehzahl zweier Motoren 5 oder zweier Motoren 12 wieder. Es versteht sich, daß der andere, der Arbeitsstelle zugeordnete Motor gemäß einer geometrisch ähnlichen, je nach Drehzahlverhältnis zum anderen Motor über oder unter dem dargestellten Kurvenzug 20 zu liegenden Drehzahlsteuerkurve 22 gesteuert wird.

Das Verhältnis der Drehzahlen der Motoren 5 oder 12 kann an den Drehzahlstellern 16 eingestellt werden. Bevorzugt ist vorgesehen, daß dieses Einstellen des Drehzahlverhältnisses von einem zentralen Verhältnissteller 23 über eine Leitung 24 erfolgt. Dadurch werden Einstellfehler an einzelnen Arbeitsstellen vermieden, die zu Abweichungen in den durch das Verhältnis dieser Drehzahlen bestimmten, sehr genau einzuhaltenden Werte der Drehungen je Längeneinheit in den behandelten Fäden führen würden.

In Fig. 3 ist ein feinstufiger, linearer Verlauf der Dreh­ zahlveränderung über die Zeit dargestellt. Bei kontinuierlicher Verstellung der Drehzahlsteller 16 kann auch eine kontinuierliche Veränderung der Drehzahlen der Motoren 5 und 12 erreicht werden. Die Drehzahlsteller 16 können auch ohne weiteres so programmiert werden, daß die durch Steuerimpulse des zentralen Steuergerätes 17 ausgelösten Drehzahlverstellungen Δn im oberen Drehzahlbereich größer oder kleiner sind als im unteren Drehzahlbereich. Dadurch kann ein nicht linearer Verlauf der Drehzahlkurve 19 er­ reicht werden, der beispielsweise der unter Umständen nicht linearen Zunahme des Durchmessers der Auffindespule über die Zeit t2 entsprechen kann.

Die Drehzahlsteller 16 können auch ferner so ausgebildet sein, daß bei Bruch des Fadens an der betreffenden Arbeitsstelle, der dem Drehzahlsteller z. B. durch einen nicht dargestellten Fadenfühler gemeldet wird, die Drehzahlen der im zugeordneten Motoren 5 und 12 auf 0 abgesenkt und nach Beheben des Fadenbruches wieder erhöht werden, und zwar auf die Drehzahlstufe, die bei Eintritt des Fadenbruches erreicht war. Die Drehzahlsteller 16 weisen also ein Gedächtnis für die vor einem eventuellen Abstellen bspw. infolge Fadenbruches erreichte, z. B. einem bestimmten Aufwindedurchmesser der Spule 10 zugeordneten Drehzahl oder Drehzahlstufe auf und suchen diese Drehzahl nach einer Betriebsunterbrechung im Verlaufe eines Abzuges wieder auf, um von ihr ausgehend die Drehzahl in der durch das zentrale Steuergerät 17 aufgegebenen Weise zu verändern.

Es ist auch möglich, die Drehzahlsteller 16 als Wechselrichter für 4-Quadrantenbetrieb auszubilden, so daß sie auch zum Abbremsen der von ihnen gespeisten Motore 5 und 12 dienen können. Dabei speisen sie Energie in die aus einem Gleichrichter 25 gespeiste, als Gleichstromschiene eines Gleichstromzwischenkreises ausgebildete Zuleitung 15 zurück und vermindern damit den Energiebedarf der Maschine.

Die Ausführung mit Gleichstromzwischenkreis und einer Gleichstromschiene 15, an die alle, für Rückspeisung eingerichteten Drehzahlsteller 16 angeschlossen sind, hat darüber hinaus den Vorteil, daß beim Abstellen der ganzen Maschine einerseits Elektroeinzelmotoren an Arbeitselementen mit größerer Schwungmasse und damit langsamerem Auslauf unter Abbremsung Energie in den Gleichstromzwischenkreis zurückspeisen, durch die andererseits Einzelelektromotoren an Arbeitselementen mit geringerer Schwungmasse und überwiegendem Widerstandsmoment, die rascher zum Stillstand kommen würden, angetrieben werden. Dies bewirkt einen annähernd synchronen Auslauf aller Arbeitselemente bis nahe zum Stillstand, durch den fehlerhafte Einwirkungen auf das behandelte Produkt vermieden werden.

Es versteht sich, daß die Erfindungen auch an Zwirnmaschinen anderer Art und anderen Aufbaues als der vorstehend beschriebenen mit einem oder mehreren drehzahl­ veränderbaren Einzelelektromotoren je Arbeitsstelle ausführbar ist, sie ist insbesondere geeignet für Maschinen mit einzeln angetriebenen Spindeln zur Aufnahme von Aufwindespulen wie Ringzwirnmaschinen, Streckzwirnmaschinen, Umwindespinnmaschinen und ähnlichen.

Claims (6)

1. Zwirnmaschine, insbesondere zum Verzwirnen und zum Aufwinden von Glasfäden, mit einer Vielzahl von Arbeitsstellen, von denen jede mindestens einen, die Arbeitsgeschwindigkeit beeinflussenden, drehzahlveränderbaren Einzelelektromotor aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Arbeitsstelle (14) ein Drehzahlsteller (16) zugeordnet ist, der die Drehzahl des mindestens einen Einzelelektromotors (5, 12) steuert und der von einem zentralen, zur Abgabe diskreter, annähernd gleichmäßig über die Zeit verteilter Steuerimpulse ausgebildeten Steuergerät (17) zur Verstellung der Drehzahlen des Einzelelektromotors mit Steuersignalen beaufschlagbar ist, nachdem ein willkürlich bestimmbarer Inbetriebnahmevorgang von der Drehzahl 0 auf eine Anfangsdrehzahl (n1) erfolgt ist und solange, bis eine einstellbare Enddrehzahl (n2) erreicht ist.

2. Zwirnmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Steuerimpuls jeden Drehzahlsteller (16) zur Verstellung der Drehzahl des von ihm gespeisten Elektromotors (5, 12) um einen vorgegebenen Betrag (Δn) veranlaßt und daß das Intervall (Δt) der Steuerimpulse einstellbar ist.

3. Zwirnmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer eines Steuerimpulses das Ausmaß der Verstellung der Drehzahl des Einzelektromotors (5, 12) durch den Drehzahlsteller (16) bestimmt.

4. Zwirnmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Drehzahlsteller (16) am Ende eines Drehzahlzyklus selbsttätig auf eine Anfangsstellung zurückgestellt wird, von der bei Inbetriebnahme die Anfangsdrehzahl (n1) des Einzelelektromotors erreichbar ist.

5. Zwirnmaschine nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Drehzahlsteller (16) ein Stellprogramm enthält, gemäß dem beim Einschalten zu Beginn eines Drehzahlzyklus die Drehzahlen der Elektromotoren allmählich von 0 bis zu der einstellbaren Anfangsdrehzahl (n1) erhöht und nach Erreichen der einstellbaren Enddrehzahl (n2) rasch auf 0 abgesenkt werden.

6. Zwirnmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß bei mindestens zwei, unabhängig voneinander drehzahlverstellbaren Einzelelektromotoren je Arbeitsstelle das Verhältnis der Drehzahlen der Einzelelektromotoren (5, 12) jeder Arbeitsstelle (14) durch Verstellen des Verhältnisses zwischen den Stromspeisungen der Einzelelektromotoren durch jeden der Drehzahlsteller (16) veränderbar ist.