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Technisches
Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Textilmaschine mit Einzelspindelantrieb.
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Technischer
Hintergrund der Erfindung
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Wie
in 13 dargestellt, umfasst eine Mehrfach-Zwirnmaschine
mehrere Mehrfach-Zwirneinheiten,
von denen jede ein Spindelgerät 301a und
einen Spulgerät 301b hat.
Die Mehrfach-Zwirneinheit verfügt über einen
Antriebsmechanismus 310, um die Wickeltrommeln 306,
die Traversier-Führungen 307 und
die Spindeln 303 anzutreiben. Jedes Spindelgerät 301a verwendet
einen Laufriemen 304, um die Antriebskraft eines Antriebsmotors 313 zum Zwirnen
von Faden auf die Spindeln 303 zu übertragen. Jedes Spulgerät 301b wickelt
einen von dem Spindelgerät 301a gezwirnten
Faden um eine Auflaufspule 305, wobei der Faden über eine
Speisewalze 308 unter Verwendung der Traversier-Führungen 307 traversiert
wird.
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Der
Antriebsmechanismus 310 umfasst im wesentlichen einen Antriebsmotor 313,
mehrere Riemenscheiben 311, 312, 315, 316, 317 und 319 sowie zwei
Laufriemen 304 und 318. Die Wickeltrommeln 306,
die Traversier-Führungen 307 und
die Spindeln 303 werden von einem einzigen Antriebsmotor 313 angetrieben.
Die Leistung des Antriebsmotors 313 wird zum Antrieb der
Spindeln 303 über
eine Abtriebswelle 314, die dritte Riemenscheibe 315,
den Laufriemen 318, die fünfte Riemenscheibe 317 und die
erste Riemenscheibe 311 an den Laufriemen 304 vermittelt.
Weiterhin wird die Leistung des Antriebsmotors 313 zum
Antrieb der Wickeltrommeln 306 über die Abtriebswelle 314,
die vierte Riemenscheibe 316, einen Laufriemen 320,
die sechste Riemenscheibe 319, eine Vorrichtung 350 zum
Verändern der
Geschwindigkeit der Laufriemen, ein Gehäuse 323 zur Geschwindigkeitsreduzierung
sowie über
einen Laufriemen 330 vermittelt. Darüber hinaus wird die Rotation
einer Lagerwelle 326 über
einen Laufriemen 334 an eine mit einer Nut versehene Trommel 337 vermittelt,
die daraufhin zur Bewegung eines Nockenschuhs 339 entlang
einer Nut 338 rotiert, wodurch die Traversier-Führungen 307 hin-
und herbewegt werden.
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Wenn
der einzelne Antriebsmotor 313 das Spindelgerät 301a und
das Spulgerät 301b wie
in einer herkömmlichen
Mehrfach-Zwirnmaschine antreibt, so bewirken die Laufriemen 304 und 320 eine Rotation
der Riemenscheiben. Diese Anordnung kann zu großen mechanischen Verlusten
und exzessivem Energieverbrauch führen und kann auch bewirken,
dass die Spindel nicht genau auf der vorgesehenen Rotationsgeschwindigkeit
gehalten werden kann. Deshalb wurden Mehrfach-Zwirnmaschinen mit
Einzelspindelantrieb entwickelt, bei denen das Spindel-Antriebssystem
und das Wickeltrommel-Antriebssystem jeweils von verschiedenen Motoren
angetrieben werden und bei denen für jedes Spindelgerät ein Spindel-Antriebsmotor
zum unabhängigen
Antrieb vorgesehen ist.
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Wird
in einer derartigen Mehrfach-Zwirnmaschine jedoch jeder Motor durch
eine Spannungsunterbrechung angehalten (abgebremst), so rotiert
aufgrund des Trägheitsmoments
des Spindel-Antriebssystems, welches größer als das des Wickeltrommel-Antriebssystems
ist, der Motor des Spindel-Antriebssystems für eine gewisse Zeitdauer nach
dem Anhalten des Wickel-Antriebssystems aufgrund der Trägheit weiter.
Dies führt
aufgrund exzessiven Zwirnens des Faden zu Zwirnbrüchen.
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Dementsprechend
wurden Mehrfach-Zwirnmaschinen entwickelt, die den Motor des Spindel-Antriebssystems
und den Motor des Trommel-Antriebssystems bei einer Spannungsunterbrechung
zur Vermeidung von Zwirnbrüchen
synchron abbremsen und anhalten können, wie in der
US 5,196,769 A offenbart.
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Da
diese Mehrfach-Zwirnmaschinen jedoch verschiedene Motoren zum Antrieb
der Wickeltrommel und des Traversier-Geräts verwenden, müssen die
Wickeltrommel, das Traversier-Gerät und das Spindel-Antriebssystem
alle in perfekter Synchronisation betrieben werden, um ein Ausbilden
von Maschen (der Faden entfernt sich von der Spule) oder ein gerades
Aufwickeln zu vermeiden, weswegen eine anspruchsvolle Steuerung
benötigt
wird.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Angesichts
dieses Problems ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Textilmaschine mit Einzelspindelantrieb zu schaffen, die bei einer Spannungsunterbrechung
den Spindel-Antriebsmotor und die Trommel-Antriebsmotoren unter
Verwendung eines einfachen Steuermechanismus synchron abbremsen
und anhalten kann.
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Dies
wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 definierten
Merkmale erreicht.
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Demnach
ist, wenn aufgrund eines über
einen bestimmten Zeitraum andauernden Abfalls der Versorgungsspannung
eine Spannungsunterbrechung entdeckt wird, eine Rückkopplungs-Steuerung vorgesehen,
während
die Rotationsgeschwindigkeit jedes Motors für jedes Rotationsgeschwindigkeits-Steuergerät unabhängig ermittelt
wird. Diese Steuerung wird kontinuierlich durchgeführt, bis
der Motor anhält.
Diese Konfiguration beseitigt die Notwendigkeit, zwischen den Invertern
Rotationsgeschwindigkeits-Signale zu übermitteln, und die Notwendigkeit,
für jeden
Inverter eine externe Rotationsgeschwindigkeits-Befehlsvorrichtung
bereitzustellen. Weiterhin kann diese Konfiguration jeden Motor abbremsen
und anhalten, während
alle zusammen unter Verwendung einfacher Steuerungsoperationen synchronisiert
werden.
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Indem
man die Zeit, zu der jeder Motor als Reaktion auf das Erkennen einer
Spannungsunterbrechung anhält,
geeignet wählt,
erhöht
gemäß Anspruch
2 die durch den Spindel-Antriebsmotor mit einer größeren Trägheit erzeugte
Rückkopplungs-Spannung beim Abbremsen
des Motors die Gleichspannung durch den Gleichspannungsbus. Diese
Spannung kann dazu verwendet werden, es dem Inverter für den Wickeltrommel-Antriebsmotor zu
ermöglichen,
eine Rückkopplungs-Steuerung
bereitzustellen. Folglich können
die Motoren ohne eine spezielle externe Spannungsversorgung synchron abgebremst
und angehalten werden.
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Gemäß Anspruch
3 bremsen die Inverter beim Erkennen einer Spannungsunterbrechung
als Reaktion auf den Anhaltebefehl von dem zentralen Steuergerät synchron
ab und halten synchron an. Folglich kann das zentrale Steuergerät einfache Steuerfunktionen
verwenden, um die Motoren durch einfaches Übermitteln des Anhaltebefehls
synchron abzubremsen und anzuhalten. Weiterhin ermöglicht es
diese Konfiguration, dass während
einer Spannungsunterbrechung keine Batterien oder Kraftstoffzellen
zur Steuerung des zentralen Steuergeräts benötigt werden.
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Gemäß Anspruch
5 handelt es sich bei dem Spindel-Antriebsmotor um einen bürstenlosen
Motor mit einem eingebauten Sensor zur Ermittlung der Drehposition
des Rotors, wobei der Sensor in einem Statorabschnitt eingebaut
ist, der um einen Rotor angeordnet ist, der ein Permanentmagnet
ist.
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Da
der Sensor zur Erfassung der Rotationsrichtung des Rotors in den
Motor eingebaut ist, kann die Rotation des Motors gesteuert werden,
während durch
Faserstaub verursachte Erfassungsfehler verlässlich vermieden werden. Weiterhin
kann die Verwendung eines bürstenlosen
Motors dabei helfen, jeden Motor kompakt zu gestalten und die Motoreffizienz
zu verbessern.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Es
zeigen:
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1 eine
Mehrfach-Zwirnmaschine mit Einzelspindelantrieb gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 ein
Spulgerät
und ein Spindelgerät
in einer Mehrfach-Zwirnmaschine mit Einzelspindelantrieb gemäß 1;
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3 ein
Blockdiagramm, das die Verarbeitung einer Spannungsunterbrechung
in einer Mehrfach-Zwirnmaschine mit Einzelspindelantrieb gemäß 1 beschreibt;
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4 ein
Flussdiagramm, das den Vorgang der Verarbeitung einer Spannungsunterbrechung
in einer Mehrfach-Zwirnmaschine mit Einzelspindelantrieb darstellt;
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5 eine
Mehrfach-Zwirnmaschine mit Einzelspindelantrieb gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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6 ein
Spindelgerät
und ein Spindelgerät in
einer Mehrfach-Zwirnmaschine mit Einzelspindelantrieb gemäß 5;
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7 ein
Blockdiagramm, das ein Steuerungssystem in einer Mehrfach-Zwirnmaschine mit Einzelspindelantrieb
gemäß 5 darstellt;
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8 ein
Blockdiagramm, das ein anderes Beispiel eines Steuerungssystems
darstellt;
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9 eine
Mehrfach-Zwirnmaschine mit Einzelspindelantrieb gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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10 ein
Spindelgerät
und ein Spindelgerät
in einer Mehrfach-Zwirnmaschine mit Einzelspindelantrieb gemäß 9;
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11 ein
Blockdiagramm, das das Steuerungssystem in einer Mehrfach-Zwirnmaschine mit Einzelspindelantrieb
gemäß 9 darstellt;
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12 die
Einschaltzeiten für
einen Spindel-Antriebsmotor und für eine Auflaufspule in einer Mehrfach-Zwirnmaschine
mit Einzelspindelantrieb gemäß 9 und
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13 eine
herkömmliche
Mehrfach-Zwirnmaschine.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Eine
erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 beschrieben.
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Eine
Mehrfach-Zwirnmaschine 1 mit Einzelspindelantrieb setzt
sich, wie in 1 dargestellt, aus 80 bis 308 Fadenspulstellen
U für die
entsprechenden, in einer Linie angeordneten Spindelstellen zusammen.
Eine einzelne Fadenspulstelle U für die entsprechende Spindelstelle
umfasst ein Spindelgerät 2 und
ein mit dem Spindelgerät 2 verbundenes
Spulgerät 3,
so dass der Faden einer einzelnen Lieferspule 8 um eine
Auflaufspule P gewickelt wird.
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Das
Spindelgerät 2 umfasst
die Lieferspule 8, eine ortsfeste Platte 31, ein
Fadenspanngerät 32, eine
rotierende Scheibe 33 und einen Spindel-Antriebsmotor 6,
der einen Faden Y zwirnt. Der Spindel-Antriebsmotors 6 umfasst
einen bürstenlosen Gleichspannungs-Motor
BLM, wobei die rotierende Scheibe 33 auf dessen Abtriebswelle
angeordnet ist. Die ortsfeste Platte 31 ist auf der rotierenden
Scheibe 33 angeordnet, so dass eine einzelne Lieferspule 8 auf
die stationäre
Platte 31 gesetzt werden kann. Weiterhin ist auf der Lieferspule 8 das
Fadenspanngerät 32 vorgesehen,
um an den von der Lieferspule 8 freigegebenen Faden Y eine
vorbestimmte Spannung anzulegen.
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Folglich
legt das Spindelgerät 2 den
von der Lieferspule 8 abgewickelten Faden Y in das Fadenspanngerät 32,
um ihn mit einer Spannung zu beaufschlagen, während der Antriebsmotor 6 dazu
verwendet wird, die rotierende Scheibe 33 mit einer hohen
Geschwindigkeit zu drehen, so dass der Faden Y in Form eines Ballons
einer Fadenballon-Führung 37 zugeführt wird.
Weiterhin wird der Faden Y einmal zwischen den Fadenspanngerät 32 und
der rotierenden Scheibe 33 und noch einmal zwischen der
rotierenden Scheibe 33 und der Fadenballon-Führung 37 gezwirnt.
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Wie
in 2 dargestellt, umfasst das Spulgerät 3 eine
Wickeltrommel 21, die Auflaufspule P, eine Traversier-Führung 29,
eine Speisewalze 26 und einen Spulenhal ter 40,
um den durch das Spindelgerät 2 gezwirnten
Faden Y um die Auflaufspule P zu wickeln. Die Auflaufspule P wird
rotierbar von dem Spulenhalter 40 gehalten, wobei die Wickeltrommel 21 mit
der Auflaufspule P in Druckkontakt steht. Folglich wickelt das Spindelgerät 3 den
wie oben beschriebenen zweimal gezwirnten Faden, nachdem er von
der Fadenballon-Führung 37 kommend
die Führungsrollen 38 und 39 sowie
die Speisewalze 26 durchlaufen hat, um die Auflaufspule
P, während
es ihn unter Verwendung der Traversier-Führung 29 traversiert.
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Wie
in 1 dargestellt, umfasst die Mehrfach-Zwirnmaschine
nicht nur die oben beschriebene Fadenspulstelle U, sondern auch
ein Antriebssystem 5 zum simultanen Antrieb der Spulgeräte 3 sowie
ein Steuerungssystem 7 zur Steuerung jedes Spindelgeräts 2 und
jedes Spulgeräts 3.
Das Antriebssystem 5 weist einen Wickeltrommel-Antriebsmotor 4,
eine erste Riemenscheibe 10, einen Laufriemen 113,
eine zweite Riemenscheibe 12, ein Gerät 11 zur Geschwindigkeitsreduzierung,
eine dritte Riemenscheibe 16, ein Gerät 17 zur variablen
Veränderung
der Geschwindigkeit, eine vierte Riemenscheibe 19, einen
Laufriemen 20, eine fünfte
Riemenscheibe 22, eine sechste Riemenscheibe 24 sowie
ein Getriebegehäuse 27 auf.
Das Antriebssystem 5 verwendet die Antriebskraft des Wickeltrommel-Antriebsmotors 4, um
die Wickeltrommel 21 und die Speisewalze 26 jeder
Fadenspulstelle U rotativ anzutreiben, während sich die Traversier-Führung 29 hin-
und her bewegt.
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Bei
dem Wickeltrommel-Antriebsmotor 4 handelt es sich um einen
Induktionsmotor 1M. Auf der Abtriebswelle des Motors 4 ist
die erste Riemenscheibe 10 angeordnet, und die zweite Riemenscheibe 12 ist
mit über
den Laufriemen 13 mit den Motor 4 verbunden. Das
Gerät 11 zur
Geschwindigkeitsreduzierung weist mehrere (in den Figuren nicht
dargestellte) Übersetzungen
auf und verringert die Geschwindigkeit beim Übermitteln der Antriebskraft
des Wickeltrommel-Antriebsmotors 4 über die zweite Riemenscheibe 12 unter
Veränderung
seiner Drehrichtung um einen festgelegten Anteil. Das Gerät 11 zur Geschwindigkeitsreduzierung
weist weiterhin zwei Abtriebswellen 14 und 15 auf,
so dass es über
eine Welle Kraft aufnimmt, während
es über
zwei Wellen Kraft abgibt. Die dritte Riemenscheibe 16 ist
auf der ersten Abtriebswelle 14 angeordnet während die
andere Abtriebswelle 15 mit dem Gerät 17 zur variablen Veränderung
der Geschwindigkeit verbunden ist, um einen Auflaufwinkel zu verändern.
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Die
auf der Lagerwelle 18 angeordnete, vierte Riemenscheibe 19 ist über den
Laufriemen 20 mit der dritten Riemenscheibe 16 verbunden
und die Wickeltrommeln 21 sind in einem vorbestimmten Abstand
auf der Lagerwelle 18 angeordnet. Weiterhin ist die fünfte Riemenscheibe 22 in
einer Linie mit der vierten Riemenscheibe 19 auf der Lagerwelle 18 angeordnet.
Die auf der Lagerwelle 23 angeordnete, sechste Riemenscheibe 24 ist
mit der fünfte
Riemenscheibe 22 verbunden und die Speisewalzen 26 sind in
einem vorbestimmten Abstand auf der Lagerwelle 23 angeordnet.
Folglich vermittelt das Antriebssystem 5 auf jede Wickeltrommel 21 über die
dritte Riemenscheibe 16, den Laufriemen 20 und
die vierte Riemenscheibe 19 eine durch das Gerät 11 zur
Geschwindigkeitsreduzierung verringerte Antriebskraft. Das Antriebssystem 5 vermittelt über die
fünfte
Riemenscheibe 22, den Laufriemen 25 und die sechste Riemenscheibe 24 auch
eine Antriebskraft auf die Speisewalze 26.
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Das
Gerät 17 zur
variablen Veränderung
der Geschwindigkeit ist mit dem Getriebegehäuse 27 verbunden,
das eine rotative Kraft in eine hin- und herlaufende Bewegung umwandelt.
Die sich hin- und her bewegende Stange 28 ist mit dem Getriebegehäuse 27 verbunden,
wobei die Traversier-Führungen 29 in
einem vorbestimmten Abstand auf der sich hin- und her bewegenden
Stange 28 angeordnet. Folglich veranlasst das Antriebssystem 5 die
Traversier-Führungen 29 zu
einer hin- und herlaufenden Bewegung, um auf diese Weise den durch
das Spindelgerät 2 gezwirnten
Faden Y zu traversieren, während
der Faden Y um die Auflaufspule P gewickelt wird, welche unter Druckkontakt
mit der Wickeltrommel 21 rotiert wird.
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Wie
in 3 dargestellt, steuert das Steuerungssystem 7 nicht
nur das Spindelgerät 2 und
das Spulgerät 3,
sondern dient auch als Gerät 7 zur
Verarbeitung einer Spannungsunterbrechung. Das Gerät 7 zur
Verarbeitung einer Spannungsunterbrechung weist eine Vorrichtung 48 zur
Hauptsteuerung und mehrere Steuerstufen 9 zur Steuerung
jedes Spindelgeräts 2 auf,
um die Verarbeitung einer Spannungsunterbrechung durchzuführen, falls
der Spannungsabfall eines Netzanschlussgeräts 36 über eine vorbestimmte
Zeitdauer angedauert hat. Die Vorrichtung 48 zur Hauptsteuerung
umfasst einen Wandler 41, der die Spannung des Netzanschlussgeräts 36 wandelt,
einen Hauptprozessor 35 (ein zentrales Verarbeitungsgerät), der
eine Anhaltebefehlseinrichtung bildet, einen Spannungsunterbrechungs-Detektor 34, der
eine Spannungsunterbrechungs-Ermittlungseinrichtung bildet, sowie
einen Inverter 42, der eine Einrichtung zum Anhalten des
Wickeltrommel-Antriebsmotors bildet. Die Vorrichtung 48 zur
Hauptsteuerung gibt einen Anhaltebefehl simultan an jede Steuerstufe 9 und
an den Inverter 42 für
den Wickeltrommel-Antriebsmotor ab, der die Anhalteeinrichtung bildet.
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Der
Spannungsunterbrechungs-Detektor 34 ist mit dem Hauptprozessor 35 verbunden,
so dass er ein Spannungsunterbrechungs-Signal an den Hauptprozessor 35 abgeben
kann, wenn er erkannt hat, dass der Spannungsabfall des Netzanschlussgeräts 36 über eine
vorbestimmte Zeitdauer angedauert hat. Der Hauptprozessor 35 gibt
beim Empfang des Spannungsunterbrechungs-Signals direkt und simultan über die
Steuersignal-Leitung 53 an jede Steuerstufe 9 sowie
an den Inverter 42 des Wickeltrommel-Antriebsmotors einen
Anhaltebefehl ab. Weiterhin umfasst der Wandler 41 einen
Bereich 41a zur Wechselspannungs-Gleichspannungs-Wandlung
sowie einen Bereich 41b zur Gleichspannungs-Wandlung und
der Inverter 42 des Wickeltrommel-Antriebsmotors ist über einen
Gleichspannungsbus 47 an den Bereich 41a zur Wechselspannungs-Gleichspannungs-Wandlung
angeschlossen. Der Hauptprozessor 35 ist an den Bereich 41b zur
Gleichspannungs-Wandlung angeschlossen und der Bereich 41b wandelt
die Gleichspannung zur Verwendung in den von dem Hauptprozessor 35 ausgeführten Steuerungsvorgängen in
24 Volt.
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Jede
Steuerstufe 9 verfügt über 32 Inverter 45 für den Spindel-Antriebsmotor,
eine einzelne Relais-Vorrichtung 44 sowie ein einzelnes
Gerät 43 zur Hilfsspannungs-Versorgung und ist über eine
Kommunikations-Leitung 46 mit der Vorrichtung 48 zur Hauptsteuerung
verbunden. Die 32 Inverter 45 sind über eine
Kommunikations-Leitung 51 an
die Relais-Vorrichtung 44 angeschlossen. Die Relais-Vorrichtung 44 empfängt über die
Kommunikations-Leitung 46 von dem Hauptprozessor 35 abgegebene Parameter
und leitet diese über
die Kommunikations-Leitung 51 an jeden der 32 Inverter 45 weiter. Umgekehrt
empfängt
die Relais-Vorrichtung 44 die von jedem Inverter 45 abgegebene
Rotationsgeschwindigkeit des Spindel-Antriebsmotors 6 oder
einen Befehlswert für
den Motor 6 und gibt diesen Befehlswert über die
Kommunikations-Leitung 46 an den Hauptprozessor 35 weiter.
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Die
die jeweilige Steuerstufe 9 bildenden 32 Inverter 45 sind über eine
Steuerspannungs-Leitung 49, eine Steuersignal-Leitung 50 und
eine Kommunikations-Leitung 51 miteinander in Serie verbunden. Zwischen
die Gruppe der 32 Inverter und das Gerät 43 zur Hilfsspannungs-Versorgung
ist eine Relais-Anschlusstafel 52 geschaltet und die Steuerspannungs-Leitung 49 ist
vom Gerät 43 zur
Hilfsspannungs-Versorgung über die
Relais-Anschlusstafel 52 an die Gruppe der Inverter und
die Relais-Vorrichtung 44 angeschlossen. Weiterhin ist
die Steuersignal-Leitung 50, als der Gleichspannungsbus 47 von
dem Hauptprozessor 35 entlang des Gerätegehäuses ausgelegt, über die
Relais-Anschlusstafel 52 an die Gruppe der Inverter und
die Relais-Vorrichtung 44 angeschlossen. Auch die beiden
Spindel-Antriebsmotoren 2 sind an jeden Inverter 45 angeschlossen.
Jeder Inverter 45 verfügt über eine
Rückkopplungsschaltung.
Die Schaltung gibt die durch das schnelle Abbremsen des Spindel-Antriebsmotors 6 während einer
Spannungsunterbrechung erzeugte Rückkopplungs-Spannung an den
Gleichspannungsbus 47 ab, der als Antriebsenergie-Versorgungsleitung
dient, wobei zuvor für
jeden Inverter eine bestimmte Anhaltezeit festgesetzt wird.
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Die
Rückkopplungs-Spannung
wird erzeugt, da der Spindel-Antriebsmotor 6 im Fall einer
Spannungsunterbrechung ein großes
Trägheitsmoment aufweist
und als Generator wirkt.
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Für jede Steuerstufe 9 ist
ein Gerät 43 zur Hilfsspannungs-Versorgung
vorgesehen, wobei diese über
den Gleichspannungsbus 47 verbunden sind. Das Gerät 43 zur
Hilfsspannungs-Versorgung weist weiterhin einen Gleichspannungs-Transformator 43a auf.
Während
des Normalbetriebs und während
einer Spannungsunterbrechung wandelt das Gerät 43 die über den
Gleichspannungsbus 47 bereitgestellte Gleichspannung in
die zur Steuerung des Spindel-Antriebsmotors 6 benötigte 24-Volt- Steuerspannung um,
um die Gruppe der Inverter mit dieser Spannung zu versorgen. Das
Gerät 43 stellt
die 24-Volt-Steuerspannung über
die Steuerspannungs-Leitung 49 jedem der 32 Inverter 45 zur Verfügung. Weiterhin
umfasst das Gerät 43 zur
Hilfsspannungs-Versorgung einen Kondensator 43b auf, der
eine Speichereinrichtung zur Speicherung der Rückkopplungs-Spannung bildet,
um die Steuerspannung auf diese Weise über eine längere Zeitdauer aufrechtzuerhalten.
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Nach
dem Empfang des Anhaltebefehls über die
Steuersignal-Leitung 50 verwendet jeder Inverter 45 die
Steuerspannung von dem Gerät 43 zur
Hilfsspannungs-Versorgung,
um jeden Spindel-Antriebsmotor 6 unabhängig mittels einer Rückkopplung
zu steuern, wodurch es dem Motor 6 ermöglicht wird, innerhalb einer
vorbestimmten Anhaltezeit abzubremsen und anzuhalten. Weiterhin
verwendet der Inverter 42 für den Wickeltrommel-Antriebsmotor
nach Empfang des Anhaltebefehls über
die Steuersignal-Leitung 53 eine an den Gleichspannungsbus 47 anliegende
Gleichspannung, die aus der Rückkopplungs-Spannung
des Motors 6 erhalten wird, um den Wickeltrommel-Antriebsmotor 4 unabhängig mittels einer
Rückkopplung
zu steuern, wodurch es dem Motor 4 ermöglicht wird, innerhalb einer
vorbestimmten Anhaltezeit abzubremsen und anzuhalten. Das bedeutet,
dass die Inverter 42 und 45 die Motoren 4 und 6 jeweils
individuell abbremsen und anhalten. Der Inverter 42 für den Wickeltrommel-Antriebsmotor
weist einen (in den Figuren nicht dargestellten) Gleichspannungs-Transformator
auf, um innerhalb des Inverters 42 die Steuerspannung zu
erzeugen.
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Wie
oben beschrieben wurde, steuert die Vorrichtung 48 zur
Hauptsteuerung in dem Gerät 7 zur
Verarbeitung einer Spannungsunterbrechung gemäß dieser Ausführungsform,
anstelle einer Bestimmung der Rotationsgeschwindigkeiten der Motoren 6 und 4 zur
synchronen Steuerung, den Spindel-Antriebsmotors 6 und
den Wickeltrommel-Antriebsmotor 4 individuell. Folglich
muss das Gerät 7 zur
Verarbeitung einer Spannungsunterbrechung nicht die Rotationsgeschwindigkeiten
des Spindel-Antriebsmotor 6 und
des Wickeltrommel-Antriebsmotors 4 erhalten, wodurch die
Verkabelung vereinfacht wird und die Notwendigkeit einer aufwändigen Steuerung
eliminiert wird.
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Unter
Bezugnahme auf die Figuren wird der Betrieb der Mehrfach-Zwirnmaschine
mit Einzelspindelantrieb in der oben dargestellten Konfiguration
beschrieben.
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Wie
in 1 dargestellt, wird, wenn von dem Netzanschlussgerät 36 über den
Wandler 41 und den Gleichspannungsbus 47 Spannung
an den Inverter 45 für
den Spindel-Antriebsmotor angelegt wird, der Spindel-Antriebsmotors 6 angetrieben,
um jede rotierende Scheibe 33 mit der gleichen Rotationsgeschwindigkeit
wie die jedes Spindel-Antriebsmotors 6 rotativ anzutreiben.
Wenn alle rotierenden Scheiben 33 rotieren, wird der von
der Lieferspule 8 abgewickelte Faden Y in das Fadenspanngerät 32 eingeführt, das
den Faden Y während
der Beaufschlagung mit Spannung einmal zwirnt. Der Faden Y wird
noch einmal gezwirnt und dann in Form eines Fadenballons der Fadenballon-Führung 37 zugeführt.
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Andererseits
wird, wenn über
den Gleichspannungsbus 47 Spannung an den Inverter 42 angelegt
wird, der Wickeltrommel-Antriebsmotor 4 angetrieben und
seine Leistung wird über
die Riemenscheiben 10, 12, 16, 19, 22 und 24 sowie
die Laufriemen 13, 20 und 25, das Gerät 11 zur
Geschwindigkeitsreduzierung, das Gerät 17 zur variablen
Veränderung
der Geschwindigkeit sowie das Getriebegehäuse 27 an die Lagerwellen 18 und 23 sowie
an die sich hin- und herbewegende Stange 18 übermittelt. Daraufhin
rotieren die Wickeltrommel 21 und die Speisewalze 26 jeder
Spulstelle und die Traversier-Führung 29 jeder
Spulstelle bewegt sich hin- und her.
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Bei
dieser Rotation und der sich hin- und herlaufenden Bewegung traversiert
die Traversier-Führung 29 den
Faden Y, der durch das Spindelgerät 2 zweimal gezwirnt
wurde. Daraufhin wird der Faden Y um die Auflaufspule P gewickelt.
Während
des Traversierens korrigiert das Gerät 17 zur variablen
Veränderung
der Geschwindigkeit den Auflaufwinkel.
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Während der
Faden Y auf diese Weise um die Auflaufspule P gewickelt wird, ermittelt
der Hauptprozessor 35, falls der Spannungsunterbrechungs-Detektor 34 einen
Abfall in der Versorgungsspannung (S1, YES) feststellt, ob der Abfall über einen
vor bestimmten Zeitraum (beispielsweise 1 ms) angedauert hat (S2).
Ist dies nicht der Fall (S2, NO), so ist die Dauer der Spannungsunterbrechung
zu kurz, um den Betrieb der Mehrfach-Zwirnmaschine 1 zu
beeinflussen, so dass die Geräte 2 und 3 jeweils wieder
den normalen Betrieb aufnehmen (S3).
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Hat
andererseits bei S2 der Abfall über
die vorbestimmte Zeitdauer (beispielsweise über 1 ms) lang angedauert (S2,
YES), so gibt der Hauptprozessor 35 über die Steuersignal-Leitung 53 an
den Inverter 42 für
den Wickeltrommel-Antriebsmotor und an die für jede Steuerstufe 9 vorgesehene
Relais-Anschlusstafel 52 simultan einen Anhaltebefehl ab.
Der Anhaltebefehl wird dann über
die Steuersignal-Leitung 50 von jeder Relais-Anschlusstafel 52 simultan an
jeden Inverter 45 übermittelt
(S4). Nachdem die Inverter 42 und 45 jeweils den
Anhaltebefehl empfangen haben, wird die Spannungsversorgung von
dem Netzanschlussgerät 36 an
den Spindel-Antriebsmotor 6 und
die Wickeltrommel-Antriebsmotoren 4 unterbrochen.
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Da
der Spindel-Antriebsmotor 6 eine große Trägheit aufweist, kann er selbst
nach dem Unterbrechen der Spannungsversorgung als Generator verwendet
werden, um durch ein schnelles Abbremsen und Anhalten innerhalb
der vorbestimmten Anhaltezeit eine Rückkopplungs-Spannung zu erzeugen. Diese
Rückkopplungs-Spannung
wird für
jeden Inverter 45 von einer Rückkopplungsschaltung an den Gleichspannungsbus 47 abgegeben,
der als Antriebsenergie-Versorgungsleitung dient, wobei ein Teil
der über
das Gerät 43 zur
Hilfsspannungs-Versorgung und die Steuerspannungs-Leitung 49 jedem
Inverter 45 zugeführten
Spannung als Steuerspannung für den
Spindel-Antriebsmotors 6 verwendet wird. Weiterhin wird
der andere Teil der Rückkopplungsspannung
von dem Gleichspannungsbus 47 dem (in den Figuren nicht
dargestellten) Gleichspannungs-Transformator innerhalb des Inverters 42 für den Wickeltrommel-Antriebsmotor
als Steuerspannung zugeführt.
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Ausgehend
von einer Rotationsgeschwindigkeit, die durch einen eingebauten,
in einem um einen Rotor angeordneten Stator untergebrachten Hall-Sensor
zur Erfassung der Drehstellung des Rotors, ermittelt wird, übermittelt
und empfängt
folglich jeder Inverter 45 unabhängig eine Rückkopplungs-Steuerung an bzw.
von dem Spin del-Antriebsmotor 6, um den Motor 6 innerhalb
der vorbestimmten Anhaltezeit abzubremsen und anzuhalten. Weiterhin
erhält
der Inverter 42 für
den Wickeltrommel-Antriebsmotor
von einem separat von dem Motor 4 vorgesehenen Pulsgenerator 30 die
Rotationsgeschwindigkeit des Wickeltrommel-Antriebsmotors 4, um
zum Abbremsen und Anhalten des Motors 4 innerhalb der vorbestimmten
Anhaltezeit unabhängig eine
Rückkopplungs-Steuerung
an bzw. von dem Motor 4 zu übermitteln bzw. zu erhalten
(S5).
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Jeder
Spindel-Antriebsmotor 6 und der Wickeltrommel-Antriebsmotor 4 bremsen
dann synchron ab und halten nach der vorbestimmten Anhaltezeit simultan
an (S6).
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Die
Steuerspannungs-Leitung 49 in der Mehrfach-Zwirnmaschine 1 gemäß dieser
Ausführungsform
versorgt zur Steuerung des Spindel-Antriebsmotors 6 jeden
Inverter 45 mit einer Steuerspannung (24 Volt).
Weiterhin übermitteln
die Steuersignal-Leitungen 50 und 53 beim
Erkennen einer Spannungsunterbrechung den Anhaltebefehl an alle Inverter 42 und 45 und
geben ein gleichzeitiges herkömmliches
Start- oder Anhalte-Signal
an die Hauptsteuerung ab. Darüber
hinaus ermöglichen
es die Kommunikations-Leitungen 46 und 51 dem
Hauptprozessor 35, die Rotationsgeschwindigkeit jedes Motors 6 oder
einen diesbezüglichen
Befehlswert zu überwachen
oder für
jeden der Inverter 42 und 45 Steuerparameter zu
setzen.
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In
der Mehrfach-Zwirnmaschine 1 gemäß dieser Ausführungsform
sind die Wickeltrommel 21 und der Traversier-Mechanismus 28 und 29 unter Verwendung
des Getriebegehäuses 27 mechanisch miteinander
verbunden und werden durch einen gemeinsamen Wickeltrommel-Antriebsmotor 4 angetrieben.
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Als
Nächstes
wird eine zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 5 bis 8 beschrieben.
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Eine
Mehrfach-Zwirnmaschine 101 mit Einzelspindelantrieb setzt
sich, wie in 5 dargestellt, aus 80 bis 308 Fadenspulstellen
U für die
entsprechenden, in einer Linie angeordneten Spindelstellen zusammen.
Eine einzelne Fadenspulstelle U für die entsprechende Spindelstelle
umfasst ein Spindelgerät 102 und
ein mit dem Spindelgerät 102 verbundenes
Spulgerät 103,
so dass der Faden einer einzelnen Lieferspule 108 um eine
Auflaufspule P gewickelt wird.
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Das
Spindelgerät 102 umfasst
die Lieferspule 108, eine ortsfeste Platte 131,
ein Fadenspanngerät 132,
eine rotierende Scheibe 133 und einen Spindel-Antriebsmotor
(einen Antriebsmotor) 106, der den Faden Y zwirnt. Der
Spindel-Antriebsmotor 106 umfasst einen bürstenlosen
Gleichspannungs-Motor BLM, wobei die rotierende Scheibe 133 auf
dessen Abtriebswelle angeordnet ist. Die ortsfeste Platte 131 ist
auf der rotierenden Scheibe 133 angeordnet, so dass die
einzelne Lieferspule 108 auf die stationäre Platte 131 gesetzt
werden kann. Weiterhin ist auf der Lieferspule 108 das
Fadenspanngerät 132 vorgesehen,
um an den von der Lieferspule 108 angewickelten Faden Y
eine vorbestimmte Spannung anzulegen.
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Folglich
legt das Spindelgerät 102 den
von der Lieferspule 108 abgewickelten Faden Y in das Fadenspanngerät 132,
um ihn mit einer Spannung zu beaufschlagen, während es den Antriebsmotor 106 dazu
verwendet, die rotierende Scheibe 133 mit einer hohen Geschwindigkeit
zu drehen, so dass der Faden Y in Form eines Ballons einer Fadenballon-Führung 137 zugeführt wird.
Weiterhin wird der Faden Y einmal zwischen dem Fadenspanngerät 132 und
der rotierenden Scheibe 133 und ein weiteres Mal zwischen
der rotierenden Scheibe 133 und der Fadenballon-Führung 137 gezwirnt.
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Wie
in 6 dargestellt, umfasst das Spulgerät 103 eine
Wickeltrommel 121, eine Auflaufspule P, eine Traversier-Führung 129,
eine Speisewalze 126 und einen Spulenhalter 140,
um den durch das Spindelgerät 102 gezwirnten
Faden Y um die Auflaufspule P zu wickeln. Die Auflaufspule P wird
von dem Spulenhalter 140 so gehalten, dass sie frei rotieren kann,
wobei die Wickeltrommel 121 mit der Auflaufspule P in Druckkontakt
steht. Folglich wickelt das Spulgerät 103 den wie oben
beschriebenen zweimal gezwirnten Faden, nachdem er von der Fadenballon-Führung 137 kommend
die Führungsrollen 138 und 139 sowie
die Speisewalze 126 durchlaufen hat, um die Auflaufspule
P, während
es ihn unter Verwendung der Traversier-Führung 129 traversiert.
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Wie
in 5 dargestellt, umfasst die Mehrfach-Zwirnmaschine 101 mit
Einzelspindelantrieb nicht nur die Fadenspulstelle U, sondern auch
ein Antriebssystem 105 zum simultanen Antrieb der Spulgeräte 103 sowie
ein Steuerungssystem 107 zur Steuerung jedes Spindelgeräts 102 und
jedes Spulgeräts 103.
Das Antriebssystem 105 weist einen Wickeltrommel-Antriebsmotor 104,
eine erste Riemenscheibe 110, einen Laufriemen 111,
eine zweite Riemenscheibe 112, ein Gerät 117 zur Geschwindigkeitsreduzierung,
eine dritte Riemenscheibe 116, eine vierte Riemenscheibe 119,
einen Laufriemen 120, eine fünfte Riemenscheibe 122,
eine sechste Riemenscheibe 124, eine siebente Riemenscheibe 113,
einen Laufriemen 114, eine achte Riemenscheibe 115 sowie
ein Getriebegehäuse 127 auf.
Das Antriebssystem 105 verwendet die Antriebskraft des
Wickeltrommel-Antriebsmotors 104, um die Wickeltrommel 121 und
die Speisewalze 126 jeder Fadenspulstelle U rotativ anzutreiben,
während
sich die Traversier-Führung 129 hin-
und her bewegt.
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Bei
dem Wickeltrommel-Antriebsmotor 104 handelt es sich um
einen Induktionsmotor IM. Der Motor 104 hat auf seiner
Abtriebswelle die erste Riemenscheibe 110 angeordnet, und
die zweite Riemenscheibe 112 ist mit dem Motor 104 über den
Laufriemen 111 verbunden. Das Gerät 117 zur Geschwindigkeitsreduzierung
weist mehrere (in den Figuren nicht dargestellte) Übersetzungen
auf und verringert die Geschwindigkeit beim Übermitteln der Antriebskraft
des Wickeltrommel-Antriebsmotors 104 über die zweite Riemenscheibe 112 unter
Veränderung
seiner Drehrichtung um einen festgelegten Anteil. Das Gerät 117 zur
Geschwindigkeitsreduzierung weist weiterhin zwei Abtriebswellen
auf, so dass es über
eine Welle Kraft aufnimmt, während
es über
zwei Wellen Kraft abgibt. Die dritte Riemenscheibe 116 ist
auf einer der Abtriebswellen angeordnet, während die siebente Riemenscheibe 113 auf
der anderen Abtriebswelle angeordnet ist.
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Die
auf der Lagerwelle 118 angeordnete, vierte Riemenscheibe 119 ist über den
Laufriemen 120 mit der dritten Riemenscheibe 116 verbunden und
die mehreren Wi ckeltrommeln 121 sind in einem vorbestimmten
Abstand auf der Lagerwelle 118 angeordnet. Weiterhin ist
die fünfte
Riemenscheibe 122 in einer Linie mit der vierten Riemenscheibe 119 auf der
Lagerwelle 118 angeordnet. Die auf der Lagerwelle 123 angeordnete,
sechste Riemenscheibe 124 ist mit der fünften Riemenscheibe 122 verbunden
und die Speisewalzen 126 sind in einem vorbestimmten Abstand
auf der Lagerwelle 123 angeordnet. Folglich vermittelt
das Antriebssystem 105 über
die dritte Riemenscheibe 116, den Laufriemen 120 und
die vierte Riemenscheibe 119 auf jede Wickeltrommel 121 eine durch
das Gerät 117 zur
Geschwindigkeitsreduzierung verringerte Antriebskraft. Das Antriebssystem 105 vermittelt über die
fünfte
Riemenscheibe 122, den Laufriemen 125 und die
sechste Riemenscheibe 124 auch eine Antriebskraft auf die
Speisewalze 126.
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Das
Gerät 117 zur
Geschwindigkeitsreduzierung ist über
die siebente Riemenscheibe 113, den Laufriemen 114 und
die achte Riemenscheibe 115 mit dem Getriebegehäuse 127 verbunden.
Die sich hin- und herbewegende Stange 128 ist mit dem Getriebegehäuse 127 verbunden,
um die eine rotative Kraft in eine hin- und herlaufende Bewegung
umzuwandeln. Die Traversier-Führungen
sind 129 in einem vorbestimmten Abstand auf der sich hin-
und herbewegenden Stange 128 angeordnet. Folglich veranlasst
das Antriebssystem 105 die Traversier-Führungen 129 zu einer
hin- und herlaufenden Bewegung, um auf diese Weise den durch das
Spindelgerät 102 gezwirnten
Faden Y zu traversieren, während
der Faden Y um die Auflaufspule P gewickelt wird, welche unter Druckkontakt
mit der Wickeltrommel 121 rotiert wird.
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Wie
in 5 dargestellt, hat das Steuerungssystem 107 eine
Vorrichtung 142 zur Hauptsteuerung und mehrere Steuerstufen 109 zur
Steuerung jedes Spindelgeräts 102 und
bildet ein Steuerungssystem für
die Mehrfach-Zwirnmaschine 101 mit Einzelspindelantrieb.
Die Vorrichtung 142 zur Hauptsteuerung umfasst einen Wandler 135,
der die Spannung eines Netzanschlussgeräts 134 wandelt, einen
Hauptprozessor 136, der ein zentrales Verarbeitungsgerät bildet,
und ein Rotationsgeschwindigkeits-Steuergerät 141 für den Wickeltrommel-Antriebsmotor.
Die Vorrichtung 142 zur Hauptsteuerung gibt verschiedene
Steuerbefehle simultan an jede Steuerstufe 109 und an das
Rotationsgeschwindigkeits-Steuergerät 141 für den Wickeltrommel-Antriebsmotor ab.
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Der
Hauptprozessor 136 gibt über eine Kommunikations-Leitung 146 verschiedene
Parameter und Steuerbefehle simultan an jede Steuerstufe 109 und
an das Rotationsgeschwindigkeits-Steuergerät 141 für den Wickeltrommel-Antriebsmotor
ab. Der Hauptprozessor 136 gibt über eine Steuersignal-Leitung 153 simultan
an jede Steuerstufe 109 und an das Rotationsgeschwindigkeits-Steuergerät 141 für den Wickeltrommel-Antriebsmotor
auch Einschalt- und Anhalte-Befehle ab. Weiterhin umfasst der Wandler 135 einen
Bereich 135a zur Wechselspannungs-Gleichspannungs-Wandlung sowie einen
Bereich 135b zur Gleichspannungs-Wandlung, und das Rotationsgeschwindigkeits-Steuergerät 141 für den Wickeltrommel-Antriebsmotor
ist über
eine Gleichspannungsbus-Leitung 47 an den Bereich 135a zur Wechselspannungs-Gleichspannungs-Wandlung
angeschlossen. Der Hauptprozessor 136 ist an den Bereich 135b zur
Gleichspannungs-Wandlung angeschlossen und der Bereich 135b zur
Gleichspannungs-Wandlung wandelt 290 Volt zur Verwendung in den
von dem Hauptprozessor 136 ausgeführten Steuerungsvorgängen in
24 Volt.
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Das
Rotationsgeschwindigkeits-Steuergerät 141 für den Wickeltrommel-Antriebsmotor erhält über die
Gleichspannungsbus-Leitung 147 eine Versorgung mit einer
ersten Gleichspannung von 290 Volt und verwendet über die
Kommunikations-Leitung 146 erhaltene
Parameter und Steuerbefehle dazu, unabhängig dem Wickeltrommel-Antriebsmotor 104 eine
auf der durch einen Pulsgenerator PG148 gemessenen Rotationsgeschwindigkeit
beruhende Rückkopplung
zuzuführen.
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Jede
Steuerstufe 109 verfügt über 32 Rotationsgeschwindigkeits-Steuergeräte 144 für den Spindel-Antriebsmotor,
eine einzelne Relais-Vorrichtung 145 sowie einen Spindel-Gleichspannungs-Transformator 143,
der eine einzelne Vorrichtung zur Umwandlung von Gleichspannung
bildet, und ist über eine
Kommunikations-Leitung 146 mit der Vorrichtung 148 zur
Hauptsteuerung verbunden. Die 32 Rotationsgeschwindigkeits-Steuergeräte 144 sind über eine
Kommunikations-Leitung 146 an die Relais-Vorrichtung 145 angeschlossen.
Die Relais-Vorrichtung 145 leitet einen von dem Hauptprozessor 136 abgegebenen
Steuerbefehl weiter, um ihn an jedes der 32 Rotationsgeschwindigkeits-Steuergeräte 144 zu übermitteln.
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Der
Spindel-Gleichspannungs-Transformator 143 ist an die Gleichspannungsbus-Leitung 147 angeschlossen
und wandelt bei einem normalen Betrieb die von der Gleichspannungsbus-Leitung 147 zugeführte erste
Gleichspannung von 290 Volt zur Verwendung bei der Steuerung des
Spindel-Antriebsmotors 106 in eine zweite Gleichspannung
von 24 Volt um.
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Alle
Rotationsgeschwindigkeits-Steuergeräte 144 für den Spindel-Antriebsmotor
sind über
eine Steuerspannungs-Leitung 149 mit dem Spindel-Gleichspannungs-Transformator 143 in
Serie verbunden. Zwischen die Gruppe der 32 Rotationsgeschwindigkeits-Steuergeräte und den
Spindel-Gleichspannungs-Transformator 143 ist eine Relais-Anschlusstafel 152 geschaltet
und die Steuerspannungs-Leitung 149 ist vom Spindel-Gleichspannungs-Transformator 143 über die
Relais-Anschlusstafel 152 an
die Gruppe der Rotationsgeschwindigkeits-Steuergeräte und die
Relais-Vorrichtung 145 angeschlossen. Weiterhin ist eine
von dem Hauptprozessor 136 entlang des Gerätegehäuses ausgelegte
Steuersignal-Leitung 153 über die Relais-Anschlusstafel 152 an
die Gruppe der Rotationsgeschwindigkeits-Steuergeräte und die Relais-Vorrichtung 145 angeschlossen.
Auch sind die beiden Spindel-Antriebsmotoren 102 an jedes
Rotationsgeschwindigkeits-Steuergerät 144 angeschlossen
und jedes Rotationsgeschwindigkeits-Steuergerät 144 kann über die
Kommunikations-Leitung 146, die Relais-Vorrichtung 145 und
die Kommunikations-Leitung 151 einen
Steuerbefehl erhalten, um unabhängig
eine auf der von dem Rotationsgeschwindigkeits-Detektor 150 ermittelten
Rotationsgeschwindigkeit beruhende Rückkopplung zur Steuerung jedes Spindel-Antriebsmotors 106 absenden.
Das heißt, dass
ein einzelnes Rotationsgeschwindigkeits-Steuergerät 144 zwei
Spindel-Antriebsmotoren 106 ansteuert
und anhält.
Die Motoren 104 und 106 werden jeweils individuell
von den Rotationsgeschwindigkeits-Steuergeräten 141 bzw. 144 angetrieben
und angehalten.
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Unter
Bezugnahme auf die Figuren wird der Betrieb der Mehrfach-Zwirnmaschine 101 mit
Einzelspindelantrieb in der oben dargestellten Konfiguration beschrieben.
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Wie
in den 5 und 7 dargestellt wird, versorgt
das Netzanschlussgerät 134 über den Wandler 135,
die Gleichspannungsbus-Leitung 147 und den Spindel-Gleichspannungs-Transformator 143 jedes
Rotationsgeschwindigkeits-Steuergerät 144 mit der zweiten
Gleichspannung von 24 Volt. Weiterhin sendet der Hauptprozessor 136 über die Steuersignal-Leitung 153 einen
Einschalt-Befehl an die Relais-Anschlusstafel 152,
wobei der Befehl dann von der Tafel 152 über die
Steuersignal-Leitung 154 an
das Rotationsgeschwindigkeits-Steuergerät 144 weitergegeben
wird. Jeder Spindel-Antriebsmotors 106 wird, basierend
auf dem Befehl des Rotationsgeschwindigkeits-Steuergeräts 144 simultan
angetrieben, um jede rotierende Scheibe 133 mit der gleichen Rotationsgeschwindigkeit
wie in jedem Motor 106 rotativ anzutreiben. Wenn alle rotierenden
Scheiben 133 rotieren, wird der von der Lieferspule 108 abgewickelte
Faden Y in das Fadenspanngerät 132 eingeführt, das
den Faden Y während
der Beaufschlagung mit Spannung einmal zwirnt. Der Faden Y wird
noch einmal gezwirnt und dann in Form eines Fadenballons der Fadenballon-Führung 137 zugeführt.
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Andererseits
versorgt das Netzanschlussgerät 134 das
Rotationsgeschwindigkeits-Steuergerät 141 über den
Wandler 135 und die Gleichspannungsbus-Leitung 147 mit
der ersten Gleichspannung von 290 Volt und der Hauptprozessor 136 sendet
den Einschalt-Befehl über
die Steuersignal-Leitung 153 an das Gerät 141. Der Wickeltrommel-Antriebsmotor 104 wird
basierend auf dem Befehl des Rotationsgeschwindigkeits-Steuergeräts 141 angetrieben.
Die Leistung des Motors 104 wird über die Riemenscheiben 110, 112, 116, 119, 122 und 124 sowie
die Laufriemen 111, 114, 120 und 125,
das Gerät 117 zur
Geschwindigkeitsreduzierung sowie das Getriebegehäuse 127 an
die Lagerwellen 118 und 123 sowie an die sich
hin- und herbewegende Stange 128 übermittelt, um die Wickeltrommel 121 und
die Speisewalze 126 jeder Spulstelle rotativ anzutreiben,
während sich
die Traversier-Führung 129 jeder
Spulstelle hin- und herbewegt.
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Bei
dieser Rotation und der hin- und herlaufenden Bewegung wird der
Faden Y, der durch das Spindelgerät 102 zweimal gezwirnt
wurde, um die Auflaufspule P gewickelt, während er unter Verwendung der
Traversier-Führung 129 traversiert
wird. Während
des Traversierens korrigiert das Gerät 117 zur Geschwindigkeitsreduzierung
den Auflaufwinkel.
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Während des
oben beschriebenen Wickel-Vorgangs wird jedem Spindel-Gleichspannungs-Transformator 143 über den
Gleichspannungsbus 147 die erste Gleichspannung zugeführt und
jedes Rotationsgeschwindigkeits-Steuergerät 144 kann verlässlich mit
der umgewandelten zweiten Gleichspannung versorgt werden, wodurch
ein Spannungsabfall verhindert wird. Da die verschiedenen Parameter über die
Relais-Vorrichtung 145 an die Rotationsgeschwindigkeits-Geräte 144 weitergegeben
werden, kann darüber
hinaus das zentrale Steuergerät
die Parameter simultan setzen.
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Als
Nächstes
wird die Konfiguration eines anderen Steuerungssystems als ein Beispiel
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 8 beschrieben.
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Dieses
Steuerungssystem unterscheidet sich von dem oben beschriebenen Steuerungssystem
und weist mehrere Wickeltrommel-Antriebsmotoren 104 auf.
Folglich ist der Wechselspannungs-Gleichspannungs-Wandler 135a für jeden
Wickeltrommel-Antriebsmotor 104 vorgesehen
und ist direkt an das Netzanschlussgerät 134 angeschlossen.
Die Gleichspannungsbus-Leitung 147 ist mit jedem Wechselspannungs-Gleichspannungs-Wandler 135a verbunden
und die Steuerstufen 109 sind an das Gerät 142 zur
Hauptsteuerung angeschlossen.
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Jedes
Rotationsgeschwindigkeits-Steuergerät 141 für den Wickeltrommel-Antriebsmotor ist über die
Kommunikations-Leitung 146 und die Steuersignal-Leitung 153 mit
dem Hauptprozessor 136 verbunden, um verschiedene Parameter
sowie Einschalt- und Anhaltebefehle zu erhalten. Diese Konfiguration
hat selbst mit mehreren Wickeltrommel-Antriebsmotoren 104 den
Vorteil, dass zu zusätzlichen Wickel-Spulstellen gehörende Komponenten
unter Verwendung der mehreren Wech selspannungs-Gleichspannungs-Wandler 135,
der mehreren Spindel-Gleichspannungs-Transformatoren 143 und der
Relais-Vorrichtung 145 sowie unter Verwendung der Gleichspannungsbus-Leitung 147,
der Kommunikations-Leitung 146 sowie der Steuersignal-Leitung 153 zur
Weitergabe hinzugefügt
werden können.
Diese Konfiguration verringert folglich die Anzahl der benötigten Verkabelungsschritte.
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Die
Steuerspannungs-Leitung 149 der Mehrfach-Zwirnmaschine 201 mit
Einzelspindelantrieb gemäß dieser
Ausführungsform
versorgt jedes Rotationsgeschwindigkeits-Steuergerät 144 zur
Steuerung des Spindel-Antriebsmotors 106 mit der Steuerspannung
(24 Volt). Weiterhin übermitteln
die Steuersignal-Leitungen 153 und 154 den Einschalt-
oder Anhaltebefehl an alle Rotationsgeschwindigkeits-Steuergeräte 141 und 144 und
senden ein gleichzeitiges herkömmliches
Start- oder Anhalte-Signal an die Hauptsteuerung der Maschine. Weiterhin
ermöglichen
es die Kommunikations-Leitungen 146 und 151 dem
Hauptprozessor 136, die Rotationsgeschwindigkeit jedes
Motors 106 oder einen diesbezüglichen Befehlswert zu überwachen
oder die Steuerparameter für
jedes Rotationsgeschwindigkeits-Steuergerät 141 und 144 zu
setzen.
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Obwohl
diese Ausführungsform
im Zusammenhang mit 32, die jeweilige Steuerstufe 109 bildenden
Rotationsgeschwindigkeits-Steuergeräten 144 beschrieben
wurde, ist die Anzahl der Steuergeräte 144 nicht auf 32 beschränkt.
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Weiterhin
ist, obwohl diese Ausführungsform im
Zusammenhang mit zwei Spindel-Antriebsmotoren 106,
die an das Rotationsgeschwindigkeits-Steuergerät 144 für den Spindel-Antriebsmotor
angeschlossen sind, beschrieben wurde, die Anzahl der Motoren 106 nicht
auf zwei beschränkt.
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Darüber hinaus
ist diese Ausführungsform, obwohl
sie im Zusammenhang mit einer einzigen Lieferspule 108 für jede Fadenspulstelle
U beschrieben wurde, nicht auf eine einzige Lieferspule 108 beschränkt und
es können
mehrere Lieferspule 108 vorgesehen sein. Der Rotationsgeschwindigkeits-Detektor 150 ist
zum Erfassen der Rotationsgeschwindigkeit des Motors in den obengenannten
bürstenlosen Gleichspannungs-Motor
eingebaut.
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Als
Nächstes
wird eine dritte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 9 bis 12 beschrieben.
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Eine
Mehrfach-Zwirnmaschine 201 mit Einzelspindelantrieb setzt
sich, wie in 9 dargestellt, aus 80 bis 308 Fadenspulstellen
U für die
entsprechenden, in einer Linie angeordneten Spindelstellen zusammen.
Eine Fadenspulstelle U für
die entsprechende Spindelstelle umfasst ein Spindelgerät 202 und
ein mit dem Spindelgerät 202 verbundenes
und an dem Spindelgerät 202 angeordnetes
Spulgerät 203,
so dass der Faden einer einzelnen Lieferspule 208 um eine
Auflaufspule P gewickelt wird.
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Das
oben genannte Spindelgerät 202 umfasst
die Lieferspule 208, eine ortsfeste Platte 231, ein
Fadenspanngerät 232,
eine rotierende Scheibe 233 und einen Spindel-Antriebsmotor 206,
der den Faden Y zwirnt. Der Spindel-Antriebsmotor 206 umfasst
einen bürstenlosen
Gleichspannungs-Motor BLM, wobei die rotierende Scheibe 233 auf
dessen Abtriebswelle angeordnet ist. Die ortsfeste Platte 231 ist
auf der rotierenden Scheibe 233 angeordnet, so dass die
einzelne Lieferspule 208 auf die stationäre Platte 231 gesetzt
werden kann. Weiterhin ist auf der Lieferspule 208 ein
Fadenspanngerät 232 vorgesehen,
um an den von der Lieferspule 208 angewickelten Faden Y
eine vorbestimmte Spannung anzulegen.
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Folglich
legt das Spindelgerät 202 den
von der Lieferspule 208 abgewickelten Faden Y in das Fadenspanngerät 232,
um ihn mit einer Spannung zu beaufschlagen, während es den Antriebsmotor 206 dazu
verwendet, die rotierende Scheibe 233 mit einer hohen Geschwindigkeit
zu drehen, so dass der Faden Y in Form eines Ballons einer Fadenballon-Führung 237 zugeführt wird.
Weiterhin wird der Faden Y einmal zwischen dem Fadenspanngerät 232 und
der rotierenden Scheibe 233 und ein weiteres Mal zwischen
der rotierenden Scheibe 233 und der Fadenballon-Führung 237 gezwirnt.
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Wie
in 10 dargestellt, umfasst das Spulgerät 203 eine
Wickeltrommel 221, die Auflaufspule P, eine Traversier-Führung 229,
eine Speisewalze 226, einen Spulenhalter 240 sowie
eine Auflaufspulen-Bremse 230, um den durch das Spindelgerät 202 gezwirnten
Faden Y um die Auflaufspule P zu wickeln. Die Auflaufspule P wird
von dem Spulenhalter 240 rotierbar gehalten, wobei die
Wickeltrommel 221 mit der Auflaufspule P in Druckkontakt
steht. Folglich wickelt das Spindelgerät 203 den wie oben
beschriebenen zweimal gezwirnten Faden, nachdem er von der Fadenballon-Führung 237 kommend
die Führungsrollen 238 und 239 sowie
die Speisewalze 226 durchlaufen hat, um die Auflaufspule
P, während
es ihn unter Verwendung der Traversier-Führung 229 traversiert.
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Die
Auflaufspulen-Bremse 230 umfasst einen zwischen der Auflaufspule
P und der Wickeltrommel 221 angeordneten Verbindungsarm 252,
einen den Verbindungsarm 252 verschwenkenden Zylinder 253 und
ein elektromagnetisches Ventil SV248, das dem Zylinder 253 Luft
zuführt
und von diesem ablässt.
Das elektromagnetische Ventil SV248 führt dem Zylinder 253 zum
Verschwenken des Verbindungsarms 252 Luft zu, um es der
Auflaufspule P zu ermöglichen,
die Wickeltrommel 221 zu kontaktieren oder sich von dieser
zu entfernen. Folglich verhindert diese Konfiguration, indem es
der Auflaufspule P und der Wickeltrommel 221 ermöglicht wird,
sich zu trennen, trotz der Rotation der Wickeltrommel 221 ein Aufwickeln
des Fadens Y um die Auflaufspule.
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Wie
in 9 dargestellt, umfasst diese Mehrfach-Zwirnmaschine
nicht nur die oben beschriebene Fadenspulstelle U, sondern auch
ein Antriebssystem 205 zum simultanen Antrieb der Spulgeräte 203 sowie
ein Steuerungssystem 207 zur Steuerung jedes Spindelgeräts 202 und
jedes Spulgeräts 203.
Das Antriebssystem 205 weist einen Wickeltrommel-Antriebsmotor 204,
eine erste Riemenscheibe 210, einen Laufriemen 211,
eine zweite Riemenscheibe 212, ein Gerät 217 zur Geschwindigkeitsreduzierung,
eine dritte Riemenscheibe 216, eine vierte Riemenscheibe 219,
einen Laufriemen 220, eine fünfte Riemenscheibe 222,
eine sechste Riemenscheibe 224, eine siebente Riemenscheibe 213,
einen Laufriemen 214, eine achte Riemenscheibe 215 sowie
ein Getriebegehäuse 227 auf.
Das System 205 verwendet die Antriebs kraft des Wickeltrommel-Antriebsmotors 204,
um die Wickeltrommel 221 und die Speisewalze 226 jeder
Fadenspulstelle U rotativ anzutreiben, während sich die Traversier-Führung 229 hin-
und her bewegt.
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Bei
dem oben genannten Wickeltrommel-Antriebsmotor 204 handelt
es sich um einen Induktionsmotor IM. Auf der Abtriebswelle des Motors 204 ist die
erste Riemenscheibe 210 angeordnet, und die zweite Riemenscheibe 212 ist
mit dem Motor 204 über
den Laufriemen 111 verbunden. Das oben genannte Gerät 217 zur
Geschwindigkeitsreduzierung weist mehrere (in den Figuren nicht
dargestellte) Übersetzungen
auf und verringert die Geschwindigkeit beim Übermitteln der Antriebskraft
des Wickeltrommel-Antriebsmotors 204 über die zweite Riemenscheibe 212 unter
Veränderung
seiner Drehrichtung um einen festgelegten Anteil. Das Gerät 217 zur Geschwindigkeitsreduzierung
weist weiterhin zwei Abtriebswellen auf, so dass es über eine
Welle Kraft aufnimmt, während
es über
zwei Wellen Kraft abgibt. Die dritte Riemenscheibe 216 ist
auf einer der Abtriebswellen angeordnet, während die siebente Riemenscheibe 213 auf
der anderen Abtriebswelle angeordnet ist.
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Die
auf der Lagerwelle 218 angeordnete, vierte Riemenscheibe 219 ist über den
Laufriemen 220 mit der dritten Riemenscheibe 216 verbunden und
die mehreren Wickeltrommeln 221 sind in einem vorbestimmten
Abstand auf der Lagerwelle 218 angeordnet. Weiterhin ist
die fünfte
Riemenscheibe 222 in einer Linie mit der vierten Riemenscheibe 219 auf der
Lagerwelle 218 angeordnet. Die auf der Lagerwelle 223 angeordnete,
sechste Riemenscheibe 224 ist mit der fünften Riemenscheibe 222 verbunden
und die mehreren Speisewalzen 226 sind in einem vorbestimmten
Abstand auf der Lagerwelle 223 angeordnet. Folglich vermittelt
das Antriebssystem 205 über die
dritte Riemenscheibe 216, den Laufriemen 220 und
die vierte Riemenscheibe 219 auf jede Wickeltrommel 221 eine
durch das Gerät 217 zur
Geschwindigkeitsreduzierung verringerte Antriebskraft. Das Antriebssystem 205 vermittelt über die
fünfte Riemenscheibe 222,
den Laufriemen 225 und die sechste Riemenscheibe 224 auch
eine Antriebskraft auf die Speisewalze 226.
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Das
Gerät 217 zur
Geschwindigkeitsreduzierung ist über
die siebente Riemenscheibe 213, den Laufriemen 214 und
die achte Riemenscheibe 215 mit dem Getriebegehäuse 227 verbunden.
Die sich hin- und herbewegende Stange 228 ist mit dem Getriebegehäuse 227 verbunden,
um eine rotative Kraft in eine hin- und herlaufende Bewegung umzuwandeln.
Die Traversier-Führungen 229 sind
in einem vorbestimmten Abstand auf der sich hin- und herbewegenden
Stange 228 angeordnet. Folglich traversiert das Antriebssystem 205 unter
Verwendung einer zu der Bewegung der Traversier-Führungen 229 reziproken
Bewegung den durch das Spindelgerät 202 gezwirnten Faden
Y, während
es den Faden Y um die Auflaufspule P wickelt, die unter Druckkontakt mit
der Wickeltrommel 221 rotiert wird.
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Wie
in 11 dargestellt, hat das Steuerungssystem 207 eine
Vorrichtung 242 zur Hauptsteuerung und mehrere Steuerstufen 209 zur
Steuerung jedes Spindelgeräts 202 und
bildet ein Steuerungssystem für
die Mehrfach-Zwirnmaschine 201 mit Einzelspindelantrieb.
Die Vorrichtung 242 zur Hauptsteuerung umfasst einen Wandler 235,
der die Spannung eines Netzanschlussgeräts 234 wandelt, einen
Hauptprozessor 236, der ein zentrales Verarbeitungsgerät bildet,
und einen Inverter (ein Rotationsgeschwindigkeits-Steuergerät) 241 für den Wickeltrommel-Antriebsmotor.
Die Vorrichtung 242 zur Hauptsteuerung gibt verschiedene
Steuerbefehle simultan an jede Steuerstufe 209 und an den
Inverter 241 für
den Wickeltrommel-Antriebsmotor ab.
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Der
Hauptprozessor 236 gibt über eine Kommunikations-Leitung 246 verschiedene
Parameter und Steuerbefehle simultan an jede Steuerstufe 209 und
an den Inverter 241 für
den Wickeltrommel-Antriebsmotor ab. Der Hauptprozessor 236 gibt über eine
Steuersignal-Leitung 257 simultan an jede Steuerstufe 209 und
an den Inverter 241 für
den Wickeltrommel-Antriebsmotor auch Einschalt- und Anhalte-Befehle
ab. Weiterhin umfasst der Wandler 235 einen Bereich 235a zur
Wechselspannungs-Gleichspannungs-Wandlung
sowie einen Bereich 235b zur Gleichspannungs-Wandlung, und der
Inverter 241 für den
Wickeltrommel-Antriebsmotor ist über
eine Gleichspannungsbus-Leitung 247 an den Bereich 235a zur
Wechselspannungs-Gleichspannungs-Wandlung
angeschlossen. Der Hauptprozessor 236 ist an den Be reich 235b zur
Gleichspannungs-Wandlung angeschlossen und der Bereich 235b wandelt
290 Volt zur Verwendung in den von dem Hauptprozessor 236 ausgeführten Steuerungsvorgängen in
24 Volt.
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Der
Inverter 241 für
den Wickeltrommel-Antriebsmotor erhält über die Gleichspannungsbus-Leitung 247 eine
Versorgung mit einer ersten Gleichspannung von 290 Volt und verwendet über die
Kommunikations-Leitung 246 erhaltene Parameter und Steuerbefehle
dazu, unabhängig
dem Wickeltrommel-Antriebsmotor 204 eine auf der durch
einen Pulsgenerator PG254 gemessenen Rotationsgeschwindigkeit beruhende
Rückkopplung
zuzuführen.
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Jede
Steuerstufe 209 verfügt über 32 Inverter
(Rotationsgeschwindigkeits-Steuergeräte) 244 für den Spindel-Antriebsmotor,
eine einzelne Relais-Vorrichtung 245 sowie einen Spindelgerät-Gleichspannungs-Transformator 243 und
ist über
die Kommunikations-Leitung 246 mit der Vorrichtung 242 zur Hauptsteuerung
verbunden. Die 32 Inverter 244 sind über die
Kommunikations-Leitung 246 an die Relais-Vorrichtung 245 angeschlossen.
Die Relais-Vorrichtung 245 leitet einen von dem Hauptprozessor 236 abgegebenen
Steuerbefehl weiter, um ihn an jeden der 32 Inverter 244 zu übermitteln.
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Jeder
Spindelgerät-Gleichspannungs-Transformator 243 ist
an die Gleichspannungsbus-Leitung 247 angeschlossen und
wandelt bei einem normalen Betrieb die von der Gleichspannungsbus-Leitung 247 zugeführte erste
Gleichspannung von 290 Volt zur Verwendung bei der Steuerung des
Spindel-Antriebsmotors 206 in eine zweite Gleichspannung
von 24 Volt um.
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Die 32 Inverter 244 für den Spindel-Antriebsmotor
sind über
eine Steuerspannungs-Leitung 249 mit
dem Gleichspannungs-Transformator 243 in Serie verbunden.
Zwischen die Gruppe der 32 Inverter und den Spindelgerät-Gleichspannungs-Transformator 243 ist
eine Relais-Anschlusstafel 256 geschaltet und die Steuerspannungs-Leitung 249 ist
vom Spindelgerät-Gleichspannungs-Transformator 243 über die
Relais-Anschlusstafel 256 an die Gruppe der Inverter und
die Relais- Vorrichtung 245 angeschlossen.
Weiterhin ist eine von dem Hauptprozessor 236 entlang des
Gerätegehäuses ausgelegte
Steuersignal-Leitung 257 über die Relais-Anschlusstafel 256 an
die Gruppe der Inverter und die Relais-Vorrichtung 245 angeschlossen.
Auch sind die beiden Spindel-Antriebsmotoren 202 an jeden
Inverter 244 angeschlossen und jeder Inverter 244 kann über die
Kommunikations-Leitung 246, die Relais-Vorrichtung 245 und
die Kommunikations-Leitung 251 einen Steuerbefehl erhalten,
um unabhängig
eine auf der von dem Rotationsgeschwindigkeits-Detektor 255 ermittelten Rotationsgeschwindigkeit
beruhende Rückkopplung zur
Steuerung jedes Spindel-Antriebsmotors 206 abzusenden.
Das heißt,
dass der einzelne Inverter 244 zwei Spindel-Antriebsmotoren 206 ansteuert
und anhält.
Die Motoren 204 und 206 werden jeweils individuell
von den Invertern 241 bzw. 244 angetrieben und
angehalten.
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Als
Nächstes
wird der wesentliche Bestandteil der Mehrfach-Zwirnmaschine 201 mit
Einzelspindelantrieb gemäß dieser
Ausführungsform
beschrieben.
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Wie
in den 9 und 11 dargestellt, umfasst der
Inverter 244 für
den Spindel-Antriebsmotor zur
Steuerung des Einschaltens des Spindel-Antriebsmotors 206 und
des Öffnens
bzw. Schließens des
elektromagnetischen Ventils SV248 einen Einschalt-Steuerbereich 244a und
einen Freigabe-Steuerbereich 244b. Um jeden Spindel-Antriebsmotor 206 simultan
zu starten, steuert der Einschalt-Steuerbereich 244a jeden
Spindel-Antriebsmotor 206 so an, dass er innerhalb von
ungefähr
15 bis 20 Sekunden langsam aktiviert wird. Um einen beliebigen Spindel-Antriebsmotor 206 während des
Wickelvorgangs anderer Spulstellen (Spindeln) zu aktivieren, steuert der
Bereich 244a den Motor 206 so an, dass dieser innerhalb
von ungefähr
10 Sekunden schnell aktiviert wird.
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Weiterhin
steuert der Freigabe-Steuerbereich 244b zum Start eines
beliebigen Spindel-Antriebsmotors 206 während des Wickelvorgangs anderer
Spulstellen (Spindeln) das elektromagnetische Ventil SV248 so an,
dass die Auflaufspulen-Bremse 230 nach dem Einschalten
des entsprechenden Spindel-Antriebsmotors 206 nach einer
vorbestimmten Zeitdauer (2 Sekunden) freigegeben wird.
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Darüber hinaus
ist mit jedem Inverter 244 für den Spindel-Antriebsmotor
ein eine Betätigungseinrichtung
bildender Schalter 250 verbunden, so dass dieser Schalter 250 zum
Starten eines beliebigen Spindel-Antriebsmotors 206 während des
Wickelvorgangs anderer Spulstellen (Spindeln) zum Einschalten des
Spindel-Antriebsmotors 206 angeschaltet werden kann.
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Der
Betrieb der Mehrfach-Zwirnmaschine 201 mit Einzelspindelantrieb
in der oben beschriebenen Konfiguration wird nun unter Bezugnahme
auf die Figuren beschrieben.
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Wie
in den 9 und 11 dargestellt wird, versorgt
das Netzanschlussgerät 234 über den Wandler 235,
den Gleichspannungsbus 247 und den Spindelgerät-Gleichspannungs-Transformator 243 jeden
Inverter 244 mit 24 Volt. Weiterhin sendet der Hauptprozessor 236 über die
Steuersignal-Leitung 257 einen Einschalt-Befehl an jede
Relais-Anschlusstafel 256, wobei die Befehle für den Spindel-Antriebsmotor
dann von der Relais-Anschlusstafel 256 über die Steuersignal-Leitung 258 an
den Inverter 244 weitergegeben werden. Jeder Spindel-Antriebsmotors 206 wird,
basierend auf Befehlen des Einschalt-Steuerbereichs 244a in
dem Rotationsgeschwindigkeits-Steuergerät 244 simultan angetrieben,
um jede rotierende Scheibe 233 mit der gleichen Rotationsgeschwindigkeit
wie in jedem Motor 206 rotativ anzutreiben. Weiterhin erreicht
jeder Spindel-Antriebsmotor 206 die vorbestimmte Rotationsgeschwindigkeit
ungefähr
15 Sekunden nach dem Beginn der Rotation, während alle rotierenden Scheiben 233 rotieren
und der von der Lieferspule 208 abgewickelte Faden Y in
das Fadenspanngerät 232, das
den Faden Y während
des Beaufschlagens mit Spannung einmal zwirnt, eingeführt wird.
Der Faden Y wird noch einmal gezwirnt und dann in Form eines Fadenballons
der Fadenballon-Führung 237 zugeführt.
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Andererseits
versorgt das Netzanschlussgerät 234 den
Inverter 241 für
den Wickeltrommel-Antriebsmotor über
den Wandler 235 und die Gleichspannungsbus-Leitung 247 mit
290 Volt und der Hauptprozessor 236 sendet den Einschalt-Befehl über die
Steuersignal-Leitung 257 an den Inverter 241.
Der Wickeltrommel-Antriebsmotor 204 wird auf dem Befehl
des Inverters 241 beruhend angetrieben. Die Leistung des
Motors 204 wird über
die Riemenscheiben 210, 212, 216, 219, 222 und 224 sowie
die Laufriemen 211, 214, 220 und 225,
das Gerät 217 zur Geschwindigkeitsreduzierung
sowie das Getriebegehäuse 227 an
die Lagerwellen 218 und 223 sowie an die sich
hin- und herbewegende Stange 228 übermittelt, um die Wickeltrommel 221 und
die Speisewalze 226 jeder Spulstelle rotativ anzutreiben,
während sich
die Traversier-Führung 229 jeder
Spulstelle hin- und herbewegt.
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Bei
dieser Rotation und der hin- und herlaufenden Bewegung wird der
Faden Y, der durch das Spindelgerät 202 zweimal gezwirnt
wurde, um die Auflaufspule P gewickelt, während er unter Verwendung der
Traversier-Führung 229 traversiert
wird. Während
des Traversierens korrigiert das Gerät 217 zur Geschwindigkeitsreduzierung
den Auflaufwinkel.
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Wie
oben beschrieben, sendet ein (in den Figuren nicht dargestellter)
Fadenbruch-Sensor
ein Motorstop-Signal an den Inverter 244, falls der Faden Y
während
des Aufwickelns um die Lieferspule P brechen sollte. Beim Erhalt
dieses Signals stoppt der Inverter 244 den Spindel-Antriebsmotor 206,
während er
ein Öffnungs-
oder Schließ-Signal
an das elektromagnetische Ventil SV248 absendet. Das Ventil SV248
wird geöffnet,
um dem Zylinder 253 zur Verschwenkung des Verbindungsarms 252 Luft
zuzuführen.
Daraufhin dringt der Verbindungsarm 252 zum Abbremsen der
Auflaufspule P in den Bereich zwischen der Auflaufspule P und der
Wickeltrommel 221 ein. Zu diesem Zeitpunkt setzt die Wickeltrommel 221,
die allen Spulstellen gemeinsam zugehörig ist, ihre Rotation mit
der normalen Wickelgeschwindigkeit fort.
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Daraufhin
dreht eine (in den Figuren nicht dargestellte) Andreh-Einrichtung
den Faden an, und sobald der Faden zum Wickeln bereit ist, betätigt der Bediener
den Schalter 250, um den abgestoppten Spindel-Antriebsmotor 206 zur
erneuten Rotation zu veranlassen (siehe 11). Das
Einschalten des Schalters 250 veranlasst den Einschalt-Steuerbereich 244a dazu,
den Motor 206 innerhalb von ungefähr 10 Sekunden schnell zu aktivieren.
Folglich stoppt die Auflaufspule P ab, damit der Faden Y während der
Zeit, in der er sich nicht bewegt, gezwirnt werden kann, wodurch
ver hindert wird, dass ein nicht vollständig gezwirnter Zwirn-Faden
Y um die Auflaufspule P gewickelt wird.
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Der
Freigabe-Steuerbereich 244b gibt ungefähr zwei Sekunden nach dem Einschalten
des Spindel-Antriebsmotors 206 das Öffnungs- oder Schließ-Signal
an das elektromagnetische Ventil SV248 ab. Das elektromagnetische
Ventil SV248 wird geschlossen, um den Druck auf den Zylinder 253 zum
Verschwenken des Verbindungsarms 252 zu verringern. Folglich
verlässt
der Arm 252 die Auflaufspule P und die Wickeltrommel 221 ungefähr zwei
Sekunden nach dem Einschalten des Spindel-Antriebsmotors 206, wodurch
der abgebremste Zustand der Auflaufspule P freigegeben wird.
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Die
Freigabe des abgebremsten Zustandes veranlasst die Auflaufspule
P zur Kontaktierung der sich mit normaler Wickelgeschwindigkeit
rotierenden Wickeltrommel 221, so dass die Auflaufspule
P zu rotieren beginnt. Ungefähr
acht Sekunden nach dem Start der Rotation der Auflaufspule P erreicht
die Auflaufspule P ihre Rotationsgeschwindigkeit im Normalbetrieb.
Andererseits erreicht der Spindel-Antriebsmotor 206 die
Rotationsgeschwindigkeit im Normalbetrieb ungefähr 10 Sekunden nach Beginn der
Rotation. Auf diese Weise kehren der Motor 206 und die
Auflaufspule P ungefähr
10 Sekunden nachdem der Schalter 250 eingeschaltet wurde
zu ihrer normalen Rotationsgeschwindigkeit zurück.
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Die
Steuerspannungs-Leitung 249 versorgt in der Mehrfach-Zwirnmaschine 201 gemäß dieser Ausführungsform
jeden Inverter 244 zur Steuerung des Spindel-Antriebsmotors 206 mit
der Steuerspannung (24 Volt). Weiterhin übermitteln die Steuersignal-Leitungen 257 und 258 beim
Erkennen einer Spannungsunterbrechung den Einschalt- oder Anhalte-Befehl
an alle Inverter 241 und 244 und senden ein gleichzeitiges
herkömmliches
Start- oder Anhalte-Signal an die Hauptsteuerung der Maschine. Weiterhin
ermöglichen
es die Kommunikations-Leitungen 246 und 251 dem
Hauptprozessor 236, die Rotationsgeschwindigkeit jedes
Motors 206 oder einen diesbezüglichen Befehlswert zu überwachen
oder die Steuerparameter für
jeden Inverter 241 und 244 zu setzen.
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Zum
simultanen Einschalten aller Spindel-Antriebsmotoren 206 startet
die erfindungsgemäße Mehrfach-Zwirnmaschine 201 mit
Einzelspindelantrieb gleichzeitig mit der Aktivierung der allen
Spulstellen gemeinsamen Wickeltrommel 221 und der Motoren 206 und
beschleunigt sie schrittweise mit der gleichen Rate. Dadurch wird
ein Schlupf zwischen der Trommel 221 und der Auflaufspule
P und folglich ein Fadenbruch beim Einschalten vermieden. Beim Vorgang
des simultanen Einschaltens beim Anschalten ist die Auflaufspulen-Bremse 230 freigegeben,
damit die Auflaufspule P mit der Wickeltrommel 221 kontaktieren
kann. Folglich beginnen sowohl die Wickeltrommel 221, als
auch das Spindelgerät 202 zu
rotieren.
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Obwohl
diese Ausführungsform
im Zusammenhang mit dem Freigabe-Steuerbereich 244b so beschrieben
wurde, dass dieser die Auflaufspulen-Bremse 230 nach einer
bestimmte Zeitdauer (zwei Sekunden) nach dem Einschalten freigibt,
ist sie diesbezüglich
nicht eingeschränkt.
Basierend auf der durch den Rotationsgeschwindigkeits-Detektor 255 (vgl. 1)
ermittelten Rotationsgeschwindigkeit kann der Freigabe-Steuerbereich 244b die
Auflaufspulen-Bremse 230 auch dahingehend steuern, dass
sie freigegeben wird, wenn der Spindel-Antriebsmotor 206 eine
bestimmte Rotationsgeschwindigkeit erreicht.
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Weiterhin
werden bei dieser Ausführungsform
ungefähr
15 bis 20 Sekunden benötigt,
um die Spindel-Antriebsmotoren 206 simultan einzuschalten.
Die Einschaltzeit ist jedoch nicht auf diese Werte beschränkt. Auch
werden bei dieser Ausführungsform
ungefähr
10 Sekunden benötigt,
um einen beliebigen Spindel-Antriebsmotor 206 einzuschalten.
Diese Einschaltzeit ist jedoch nicht auf diese Werte beschränkt.
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Obwohl
diese Ausführungsform
im Zusammenhang mit 32 Invertern 244 für den Spindel-Antriebsmotor
beschrieben wurde, die die jeweilige Steuerstufe 109 bilden,
ist die Anzahl der Inverter 244 nicht auf 32 beschränkt.
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Weiterhin
ist, obwohl diese Ausführungsform im
Zusammenhang mit zwei Spindel-Antriebsmotoren 206 beschrieben
wurde, die an den Inverter 244 angeschlossen sind, die
Anzahl der Motoren 206 nicht auf zwei beschränkt.
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Darüber hinaus
ist diese Ausführungsform, obwohl
sie im Zusammenhang mit einer einzigen Lieferspule 208 für jede Fadenspulstelle
U beschrieben wurde, diesbezüglich
nicht beschränkt
und es können
mehrere Lieferspulen 208 vorgesehen sein. Zum Erfassen
der Rotationsgeschwindigkeit des Motors ist ein Rotationsgeschwindigkeits-Detektor 255 in den
bürstenlosen
Gleichspannungs-Motor eingebaut.
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Gemäß der dritten
Ausführungsform
wird in der Mehrfach-Zwirnmaschine mit Einzelspindelantrieb mit
dem Rotationsgeschwindigkeits-Steuergerät 44, das jeden der
für die
jeweiligen Spindeln 103 vorgesehenen Spindel-Antriebsmotoren 206 ansteuert, das
Steuerungsgerät 44 so
gesteuert, dass die Zeit ab dem Einschalten bis zum Erreichen einer
vorbestimmten Geschwindigkeit für
den individuellen Start der Motoren 206 und für den simultanen
Start der großen
Anzahl der Motoren 6 verschieden ist. Das heißt, dass
das Rotationsgeschwindigkeits-Steuergerät 44 eine Einschalt-Steuereinrichtung
umfasst, die die Motoren für
einen individuellen Start schnell einschaltet, während sie sie bei einem simultanen Start
normal (mehr schrittweise als bei dem individuellen Start) einschaltet.
Folglich dient der schnelle Start dazu, unvollständig gezwirnten Faden zu verhindern,
während
der schrittweise Start dazu dient, den Anstieg der Stromwerte in
dem Steuerungssystem trotz der konkurrierenden Startvorgänge zu beschränken.
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Ein
individueller Start kann für
jede Spulstelle durch Verwendung der Betätigungseinrichtung (des Schalters 50)
durchgeführt
werden, während
ein simultaner Start durch Betrieb des Geräts 42 zur Hauptsteuerung
durchgeführt
werden kann. Weiterhin umfasst die dritte Ausführungsform mehrere Auflaufspulen-Bremsen 30,
um das Aufwickeln des Fadens um die Auflaufspule zu stoppen, sowie
eine Freigabe-Steuereinrichtung
zur Freigabe des durch die Auflaufspulen-Bremse 30 bedingten
abgebremsten Zustands, wobei eine vorbestimmte Zeitabfolge für die Rotation
des Motors 206 vorgesehen ist. Folglich kann der Motor
automatisch ohne Verwendung einer Fußbremse zum Abstoppen der Auflaufspule wie
im Stand der Technik gestartet werden, wodurch ein unvollständig gezwirnter
Faden vermieden wird.
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Obwohl
in der ersten bis dritten Ausführungsform
als Beispiel für
die Mehrfach-Zwirnmaschine
mit Einzelspindelantrieb eine Zweifach-Zwirnmaschine beschrieben
wurde, in der der Faden durch eine einzige Rotation des Spindelgeräts zweimal
gezwirnt werden kann, können
auch Dreifach- oder Vierfach-Zwirnmaschinen verwendet werden.
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Weiterhin
kann es sich bei der erfindungsgemäßen Mehrfach-Zwirnmaschine
mit Einzelspindelantrieb anstelle um eine Mehrfach-Zwirnmaschine auch
um eine Streck-Texturiermaschine
oder um eine Maschine zum pneumomechanischen Spinnen handeln. In
diesem Fall treibt der Spindel-Antriebsmotor ein Antriebselement
(einen Klemmdrallriemen) für
eine Falschdrahteinrrichtung in der Streckzwirnmaschine oder ein
Antriebselement (eine Ballonwalze) für eine Spinneinrichtung in
der Maschine zum pneumomechanischen Spinnen an.
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Bei
der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Textilmaschine
mit Einzelspindelantrieb, bei der Rotationsgeschwindigkeits-Steuergeräte mehrere
jeweils für
die entsprechenden Spulstellen vorgesehene Spindel-Antriebsmotoren
beziehungsweise einen von den mehreren Spulstellen gemeinsam verwendeten
Wickeltrommel-Antriebsmotor
ansteuern. Die Maschine umfasst eine Spannungsunterbrechungs-Ermittlungseinrichtung
zur Ermittlung einer Spannungsunterbrechung, wenn die Spannung um
wenigstens eine bestimmte Größe abnimmt,
sowie eine Anhaltebefehlseinrichtung zur Ausgabe von Anhaltebefehlen
an jedes Rotationsgeschwindigkeits-Steuergerät, wenn eine Spannungsunterbrechung
festgestellt wird. Die Maschine umfasst weiterhin eine Anhalteeinrichtung,
die basierend auf dem Anhaltebefehl eine Rückkopplungs-Steuerung zum Abstoppen
jedes Motors zu einer bestimmten Anhaltezeit durchführt.
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Folglich
ist nach dem Erkennen einer Spannungsunterbrechung aufgrund eines
länger
als eine bestimmte Zeitdauer dauernden Spannungsabfalls eine Rückkopplungs- Steuerung vorgesehen,
während
die Rotationsgeschwindigkeit jedes Motors bis zum Anhalten des Motors
unabhängig
für jedes
Rotationsgeschwindigkeits-Steuergerät erfasst wird. Diese Konfiguration
beseitigt die Notwendigkeit, Rotationsgeschwindigkeits-Signale zwischen
Rotationsgeschwindigkeits-Steuergeräten übermitteln zu müssen und
den Bedarf nach einer externen Rotationsgeschwindigkeits-Befehlseinrichtung
für jedes Rotationsgeschwindigkeits-Steuergerät und kann
jeden Motor abbremsen und anhalten, während sie sie zusammen unter
Verwendung einfacher Steuervorgänge
synchronisiert.
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Die
vorliegende Erfindung ist so konfiguriert, dass das Rotationsgeschwindigkeits-Steuergerät für die mehreren
Spindel-Antriebsmotoren an einen gemeinsamen Gleichspannungsbus
angeschlossen ist, der in der Richtung angeordnet ist, in der Mehrfach-Zwirnmaschinen
in einer Linie installiert sind, und dass das Rotationsgeschwindigkeits-Steuergerät für den Wickeltrommel-Antriebsmotor
ebenfalls an den Gleichspannungsbus angeschlossen ist.
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Auf
diese Weise wird durch ein geeignetes Festlegen der Zeit, in der
jeder Motor als Reaktion auf das Erkennen einer Spannungsunterbrechung abbremst,
die Gleichspannung durch den Gleichspannungsbus beim Abbremsen des
Motors durch die aufgrund der größeren Trägheit des
Spindel-Antriebsmotors erzeugten Rückkopplungs-Spannung erhöht. Diese
Spannung kann dazu verwendet werden, dem Rotationsgeschwindigkeits-Steuergerät für den Wickeltrommel-Antriebsmotor
das Bereitstellen einer Rückkopplungs-Steuerung
zu ermöglichen. Dementsprechend
können
die Motoren ohne Verwendung einer speziellen externen Spannungsversorgung
synchron abgebremst und angehalten werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist so konfiguriert, die Anhalteeinrichtung
ein zentrales Steuergerät
umfasst, das bei der Erkennung einer Spannungsunterbrechung handelt.
Das zentrale Steuergerät übermittelt über eine
Steuersignal-Leitung einen Anhaltebefehl simultan an das Rotationsgeschwindigkeits-Steuergerät für den Wickeltrommel-Antriebsmotor
und an das Rotationsgeschwindigkeits-Steuergerät für jeden Spindel-Antriebsmotor.
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Folglich
bremsen die Rotationsgeschwindigkeits-Steuergeräte beim Erkennen einer Spannungsunterbrechung
im Zeitraum gemäß des Anhaltebefehls
von dem zentralen Steuergerät
synchron ab und halten synchron an, so dass das zentrale Steuergerät, indem
es einfach den Anhaltebefehl übermittelt,
einfache Steuerfunktionen zum synchronen Abbremsen und Anhalten
der Motoren verwenden kann. Weiterhin ermöglicht es diese Konfiguration,
dass während
einer Spannungsunterbrechung keine Batterien oder Kraftstoffzellen
zur Steuerung des zentralen Steuergeräts benötigt werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist so konfiguriert, dass die Anhalteeinrichtung
für jede
Gruppe von Rotationsgeschwindigkeits-Steuergeräten für den Spindel-Antriebsmotor
eine Steuerstufe aufweist, wobei jede Steuerstufe eine Steuerspannungs-Leitung
umfasst, die den zu der entsprechenden Gruppe von Rotationsgeschwindigkeits-Steuergeräten zugehörigen Rotationsgeschwindigkeits-Steuergeräten gemeinsam
ist.
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Weiterhin
umfasst die vorliegende Erfindung eine Hilfsspannungsquelle, die
eine Gleichspannungstransformiereinrichtung zur Erzeugung einer Steuerspannung
auf der Steuerspannungs-Leitung unter Verwendung der Spannung auf
dem Gleichspannungsbus aufweist.
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Folglich
kann während
der auf ein Erkennen einer Spannungsunterbrechung folgenden Abbremsphase
die von jedem Spindel-Antriebsmotor über eine Antriebsenergie-Versorgungsleitung
erhaltene Rückkopplungsspannung
in eine geeignete Spannung gewandelt werden, die als Steuerspannung
für jede
Gruppe von Rotationsgeschwindigkeits-Steuergeräten verwendet werden kann.
Auch dient die Gleichspannungstransformiereinrichtung für jede Gruppe
von Rotationsgeschwindigkeits-Steuergeräten dazu,
die Verkabelung zu vereinfachen und Spannungsabfälle zu verhindern, wodurch
jedes Rotationsgeschwindigkeits-Steuergeräten verlässlich abgebremst und angehalten
werden kann.
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Die
vorliegende Erfindung schafft eine Textilmaschine mit Einzelspindelantrieb,
bei der mehrere Spulstellen in einer Linie angebracht sind, wobei
jede Spulstelle einen Antriebsmotor hat und die mehreren Antriebsmotoren
von Rotationsgeschwindigkeits-Steuergeräten angetrieben werden. Die
Maschine umfasst weiterhin einen Gleichspannungsbus mit einer ersten
Gleichspannung als Antriebskraft, wobei die Rotationsgeschwindigkeits-Steuergeräte an den
Gleichspannungsbus angeschlossen sind, und mit Gleichspannungstransformiereinrichtungen zum
Wandeln der ersten Gleichspannung in eine zweite Gleichspannung
zur Steuerung, wobei die Maschine so konfiguriert ist, dass die
mehreren Rotationsgeschwindigkeits-Steuergeräte in mehrere Einheiten mit
jeweils einer definieren Anzahl dieser Geräte aufgeteilt werden, wobei
für jede
dieser Einheiten eine Gleichspannungstransformiereinrichtung vorhanden
ist.
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Folglich
kann mit dem Ziel, die Anzahl der in einer Linie in der Textilmaschine
mit Einzelspindelantrieb installierbaren Spulstellen (Wickelstellen)
zu erhöhen,
ein Spannungsabfall vermieden werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist so konfiguriert, dass die Maschine ein
zentrales Steuergerät
mit einer Kommunikationsfunktionalität sowie eine Relais-Vorrichtung
zur Vereinheitlichung der Rotationsgeschwindigkeits-Steuergeräte für die Antriebsmotoren
jeder Einheit aufweist. Darüber
hinaus sind das zentrale Steuergerät und jedes der Rotationsgeschwindigkeits-Steuergeräte über die
Relais-Vorrichtung unter Verwendung einer Kommunikations-Leitung
miteinander verbunden.
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Folglich
kann das zentrale Steuergerät
Parameter zur Steuerung jedes Motors bei einer großen Anzahl
von Rotationsgeschwindigkeits-Steuergeräten setzen. Selbst wenn die
Anzahl der Spulstellen vergrößert wird,
kann jedes Rotationsgeschwindigkeits-Steuergerät seinen Motor verlässlich steuern.
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Die
vorliegende Erfindung ist so konfiguriert, dass jede Einheit eine
gerade Anzahl an Rotationsgeschwindigkeits-Steuergeräten hat,
die an eine einzige Gleichspan nungstransformiereinrichtung und eine
einzige Relais-Vorrichtung angeschlossen sind.
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Die
Verkabelung zwischen dem Gleichspannungsbus, der Kommunikations-Leitung
und den Rotationsgeschwindigkeits-Steuergeräten kann folglich vereinfacht
werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist so konfiguriert, dass es sich bei dem
Spindel-Antriebsmotor
um einen bürstenlosen
Motor mit einem eingebauten Sensor zur Ermittlung der Drehposition
des Rotors handelt, wobei der Sensor in einem Statorabschnitt eingebaut
ist, der um einen Rotor angeordnet ist, der ein Permanentmagnet
ist.
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Da
der Sensor zur Erfassung der Drehrichtung des Rotors in den Motor
eingebaut ist, kann die Rotation des Motors gesteuert werden, während durch
Faserstaub verursachte Erfassungsfehler verlässlich vermieden werden. Weiterhin
kann die Verwendung eines bürstenlosen
Motors jeden Motor kompakter gestalten und dessen Effizienz verbessern.