EP0949179A1 - Stromversorgung für die Spulstellen einer Spulmaschine - Google Patents

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EP0949179A1
EP0949179A1 EP98106667A EP98106667A EP0949179A1 EP 0949179 A1 EP0949179 A1 EP 0949179A1 EP 98106667 A EP98106667 A EP 98106667A EP 98106667 A EP98106667 A EP 98106667A EP 0949179 A1 EP0949179 A1 EP 0949179A1
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power
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storage device
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SSM Schaerer Schweiter Mettler AG
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H54/00Winding, coiling, or depositing filamentary material
    • B65H54/70Other constructional features of yarn-winding machines
    • B65H54/74Driving arrangements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2701/00Handled material; Storage means
    • B65H2701/30Handled filamentary material
    • B65H2701/31Textiles threads or artificial strands of filaments

Definitions

  • the present invention relates to a power supply for the winding units of a winding machine, which is a winding unit with a spindle drive, a sensor for speed and / or position of the spindle and a thread traversing device with a drive, the spindle drive and the thread traversing device being electronically connected to one another are synchronized.
  • the winding unit also contains the so-called thread run, these are the components from the attachment for the bobbin to be rewound to the thread traversing device, for example a thread monitor and a thread brake or insulation.
  • a plurality of up to 60 or more winding units or spindles is arranged in a common frame and forms a winding machine with a common control cabinet, which among other things contains the power supply for all winding units.
  • An example of such a winding machine is the precision cross winder PW1 preciflex from Shurer Schweiter Mettler AG.
  • Suitable winding units are described, for example, in EP-A-0 453 622 and EP-A-0 829 444 and EP-A-0 838 422. If there is any during the operation of such If the winding unit comes to a power failure, the thread traversing device is at a standstill after a very short time silent, whereas the coil because of its usually relatively large The mass continues to rotate, during which time the thread is wound onto the bobbin in parallel becomes. When restarting, the wound position of these parallel turns must be can be peeled and cut by hand, which can be considerable Material loss means. In addition, this requires at each winding unit manual intervention takes a considerable amount of time, so that a Power failure negatively affects productivity.
  • the invention is now to improve the known winding machines so that Power failures no longer with such serious and manual intervention by the operating personnel necessary consequences are connected. But that comes in itself obvious solution, namely equipping the winding machines with a conventional one Emergency generator that feeds the entire winder, for cost reasons alone out of the question. Apart from that, such an emergency generator would be because of the high Number of spindles too big and too heavy.
  • the achievement of the object according to the invention is characterized in that a power storage device that can be activated automatically in the event of a power failure is provided, which on the one hand the sensor mentioned and on the other hand the drive of the thread traversing device powered so that the synchronism between the spindle drive and the thread traversing device is maintained.
  • the arrangement according to the invention therefore maintains the synchronism between the spindle drive and thread traversing device until the bobbin comes to a standstill so that Controlled thread laying also takes place while the bobbin is running out. If the power failure is short, where short here means that the power failure before standstill the coil is finished again, then it is bridged by the arrangement, if it is longer, then an orderly stopping of the winding unit and thus the winding machine is made possible.
  • a second preferred embodiment of the power supply according to the invention is characterized in that the power storage device by a static uninterrupted Power supply is formed.
  • UPS uninterruptable power supply
  • this drawing is a block diagram of the control of a The winding unit and the power supply of the winding machine shows.
  • reference numeral 1 designates the power supply of a winding machine and reference numeral 2 designates a winding unit control, the winding machine consisting of up to 60 or more winding units with winding units. Since the winding unit itself does not form part of the subject of the present invention, a detailed description is omitted here and in this connection EP-A-0 453 622, EP-A-0 829 444, EP-A-0 838 422 and to the preciflex precision cheese winder marketed by Shurer Schweiter Mettler AG.
  • the winding units contain certain components that belong to the basic design, as well certain optional components, the components of the Basic version in a block 2.1 and the optional components in a block 2.2 are summarized.
  • the basic version contains in particular a spindle drive 3, a sensor 4 assigned to the spindle drive for rotational speed and / or rotational position the spindle and thus the bobbin, a thread traversing device 5, a sensor 6 for the bobbin diameter to stop the diameter of the spindle drive 3, a thread monitor 7 and a preferably magnetically actuated thread insulation 8.
  • Dem Spindle drive 3 is a detector 9 for monitoring the power supply Operable switch 10 upstream to interrupt the power supply.
  • the optional components summarized in block 2.2 include, for example a delivery plant 11, an insulation 12 assigned to the delivery plant and the oiling 13 of the Winding unit.
  • a delivery plant 11 for example a delivery plant 11
  • an insulation 12 assigned to the delivery plant
  • the oiling 13 of the Winding unit the illustration is only to be understood as an example; in particular Both the block 2.1 and the block 2.2 can still other components exhibit.
  • the power supply 1 contains a network transformer 14, after the output of which Dividing supply into two paths P1 and P2 to block 2.1 and 2.2 respectively.
  • Path P2 contains one AC / DC converter 15 and a switch 16 and the path P1 contains a switch 16 ', both in the closed state connecting to the supply produce and interrupt them in the open state.
  • the path also points P1 in front of the switch 16 'one for the input of a static uninterruptible power supply (UPS) 17 leading turn.
  • UPS 17 which two with the paths P1 and P2 has connected outputs, controls the two switches 16 and 16 'and is also used for the detection of network failures and drops in network voltage a certain value. All electronics of the UPS 17 for control and monitoring as well as all switching elements are in the central power supply of the Integrated winding machine, which is preferably located in a control cabinet. The The required battery pack is placed next to or on top of the control cabinet put on.
  • the described device functions as follows:
  • the UPS 17 monitors the supply and switches when a power failure or a drop is detected Supply voltage below a certain level by opening switches 16 and 16 ' Emergency power supply around.
  • the detector 9 of the spindle control 2 also monitors the Power supply and opens the switch when the supply voltage falls below a certain level 10 and thereby switches off the main power consumer, namely the spindle drive 3. This continues to rotate with its swing energy.
  • the detector 4, the thread traversing device 5 and all elements of the thread run are further powered by the UPS 17 provided.
  • the UPS 17 By feeding the detector 4 and the drive of the thread traversing device 5 the UPS 17 ensures that the spindle drive 3 can run out undisturbed and that the synchronism between the spindle drive and the thread traversing device 5 is retained, so that the thread laying until the spindle drive comes to a standstill based on the set parameters and only the desired one on the spool Winding is produced.
  • the feeding of all elements of the thread path enables the Maintaining the desired thread delivery and thread take-off conditions. For the If the bobbin produced with the winding unit has such a low mass, that their kinetic energy is not sufficient to allow the coil drive to run out undisturbed let the kinetic energy of the coil and coil drive by an additional mass enlarged.
  • the control of the UPS 17 is designed so that one short "drop in line voltage or a short "mains failure, which ended before the spindle drive 3 came to a standstill, the winding units of the winding machine are switched back to the mains Short "power failure is defined on the basis of a corresponding time interval of, for example, 3 seconds, but this time interval is significantly shorter than the time until the spindle drive comes to a standstill.
  • the UPS 17 deactivates again, closes the switches 16 and 16 'and thereby switches over to normal supply.
  • the spindle drives 3 are switched on again (the switches 10 are closed) and accelerated to their target speed, so that the winding machine continues to work without significant loss of time.
  • Such a Short "power failure only leads to the winding machine running slower for a short time of a few seconds.
  • the spindle drive 3 not switched on again. It is let out with its swing energy and the UPS 17 feeds for an adjustable period of time, for example between 30 and 90 seconds all secondary power consumers, so an orderly shutdown to ensure. After this period, the UPS 17 is deactivated and the winder waiting for the power supply to return. As soon as this exists, behaves the winding machine turns on as with the main switch, i.e. the control the UPS 17 and the winding unit controls 2 initialize and the thread guide moves to the two end points of its traversing interval, for example.

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Abstract

Die Spulstellen weisen ein Spulaggregat mit einem Spindelantrieb (3), einen Sensor (4) für Drehzahl und/oder Drehposition der Spindel und eine Fadenchangiereinrichtunt (5) mit einem Antrieb auf. Der Spindelantrieb (3) und die Fadenchagiereinrichtung (5) sind miteinander elektronisch synchronisiert. Es ist ein bei einem Netzausfall automatisch aktivierbares Stromspeichergerät (17) vorgesehen, welches einerseits den genannten Sensor (4) und andererseits den Antrieb der Fadenchangiereinrichtung (5) mit Strom versorgt. Dadurch bleibt der Synchronismus zwischen dem Spindelantrieb (3) und der Fadenchangiereinrichtung (5) aufrechterhalten. Bei einem Netzausfall erfolgt eine Abschaltung des Spindelantriebs (3) vom Netz und das Stromspeichergerät (17) dient bis zum Stillstand der Spindel zur Speisung aller Nebenstromverbraucher (5, 6, 7, 8, 11, 12, 13). Das Stromspeichergerät (17) ist vorzugsweise durch eine statische unterbrechungslose Stromversorgung gebildet. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stromversorgung für die Spulstellen einer Spulmaschine, welche ein Spulaggregat mit einem Spindelantrieb, einen Sensor für Drehzahl und/oder Position der Spindel und eine Fadenchangiereinrichtung mit einem Antrieb aufweisen, wobei der Spindelantrieb und die Fadenchangiereinrichtung miteinander elektronisch synchronisiert sind.
Die Spulstelle enthält neben dem Spulaggregat noch den sogenannten Fadenlauf, das sind die Komponenten von der Aufsteckung für die umzuspulende Spule bis zur Fadenchangiereinrichtung, also beispielsweise einen Fadenwächter und eine Fadenbremse oder Dämmung. Jeweils eine Mehrzahl von bis zu 60 oder mehr Spulstellen oder Spindeln ist in einem ge-meinsamen Gestell angeordnet und bildet eine Spulmaschine mit einem gemeinsamen Schaltschrank, der unter anderem die Stromversorgung für alle Spulstellen enthält. Als Beispiel für eine solche Spulmaschine sei hier die Präzisions-Kreuzspulmaschine PW1 preciflex der Schärer Schweiter Mettler AG genannt.
Geeignete Spulaggregate sind beispielsweise in der EP-A-0 453 622, der EP-A-0 829 444 und der EP-A-0 838 422 beschrieben. Wenn es während des Betriebs eines derartigen Spulaggregats zu einem Netzausfall kommt, dann steht die Fadenchangiereinrichtung nach sehr kurzer Zeit still, wogegen die Spule wegen ihrer in der Regel relativ grossen Masse weiter rotiert, wobei wäbrend dieser Zeit der Faden auf die Spule parallel aufgewickelt wird. Beim Neustart muss dann die aufgewickelte Lage dieser parallelen Windungen von Hand abgezogen und abgeschnitten werden, was einen unter Umständen beträchtlichen Materialverlust bedeutet. Ausserdem erfordert dieser an jeder Spulstelle vorzunehmende manuelle Eingriff einen beachtlichen Zeitaufwand, so dass also ein Netzausfall die Produktivität negativ beeinflusst.
Durch die Erfindung sollen nun die bekannten Spulmaschinen so verbessert werden, dass Netzausfälle nicht mehr mit derart gravierenden und manuelle Eingriffe des Bedienungspersonals erfordernden Konsequenzen verbunden sind. Dabei kommt aber die an sich naheliegende Lösung, nämlich die Ausrüstung der Spulmaschinen mit einem konventionellen Notstromaggregat, das die gesamte Spulmaschine speist, schon aus Kostengründen nicht in Frage. Abgesehen davon, wäre ein solches Notstromaggregat wegen der hohen Spindelzahl auch zu gross und zu schwer.
Die erfindungsgemässe Lösung der gestellten Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, dass ein bei einem Netzausfall automatisch aktivierbares Stromspeichergerät vorgesehen ist, welches einerseits den genannten Sensor und andererseits den Antrieb der Fadenchangiereinrichtung mit Strom versorgt, so dass der Synchronismus zwischen dem Spindelantrieb und der Fadenchangiereinrichtung aufrechterhalten bleibt.
Durch die erfindungsgemässe Anordnung bleibt also der Synchronismus zwischen Spindelantrieb und Fadenchangiereinrichtung bis zum Stillstand der Spule erhalten, so dass auch während des Auslaufens der Spule eine kontrollierte Fadenverlegung erfolgt. Wenn der Netzausfall kurz ist, wobei kurz hier bedeutet, dass der Netzausfall vor dem Stillstand der Spule wieder beendet ist, dann wird er durch die Anordnung überbrückt, ist er länger, dann wird ein geordnetes Anhalten des Spulaggregats und damit der Spulmaschine ermöglicht.
Eine erste bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Stromversorgung ist dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Netzausfall eine Abschaltung des Spindelantriebs vom Netz erfolgt und das Stromspeichergerät bis zum Stillstand der Spindel zur Speisung der Nebenstromverbraucher dient.
Eine zweite bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Stromversorgung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Stromspeichergerät durch eine statische unterbrechungslose Stromversorgung gebildet ist.
Derartige statische unterbrechungslose Stromversorgungen, die als UPS (uninterruptable power supply) bezeichnet werden, sind heute beispielsweise für Computer verbreitet im Einsatz und in vielen Leistungsabstufungen und Ausführungen kostengünstig erhältlich.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführüngsbeispiels und der einzigen Zeichnung näher erläutert, wobei diese Zeichnung ein Blockschema der Steuerung eines Spulstelle und der Stromversorgung der Spulmaschine zeigt.
In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 1 die Stromversorgung einer Spulmaschine und das Bezugszeichen 2 eine Spulstellensteuerung, wobei die Spulmaschine aus bis zu 60 oder mehr Spulstellen mit Spulaggregaten besteht. Da das Spulaggregat selbst nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet, wird hier auf eine nähere Beschreibung verzichtet und es wird in diesem Zusammenhang auf die EP-A-0 453 622, die EP-A-0 829 444, die EP-A-0 838 422 und auf die von der Schärer Schweiter Mettler AG vertriebene preciflex Präzisions-Kreuzspulmaschine verwiesen.
Die Spulstellen enthalten gewisse Komponenten, die zur Grundausführung gehören, sowie gewisse optionale Komponenten, wobei in der Zeichnung die Komponenten der Grundausführung in einem Block 2.1 und die optionalen Komponenten in einem Block 2.2 zusammengefasst sind. Die Grundausführung enthält insbesondere einen Spindelantrieb 3, einen dem Spindelantrieb zugeordneter Sensor 4 für Drehzahl und/oder Drehposition der Spindel und damit der Spule, eine Fadenchangiereinrichtung 5, einen Sensor 6 für den Spulendurchmesser zur Durchmesserabstellung des Spindelantriebs 3, einen Fadenwächter 7 und eine vorzugsweise magnetisch betätigbare Fadendämmung 8. Dem Spindelantrieb 3 ist ein von einem Detektor 9 zur Überwachung der Stromversorgung betätigbarer Schalter 10 zur Unterbrechung der Stromzufuhr vorgeschaltet.
Die im Block 2.2 zusammengefassten optionalen Komponenten umfassen beispielsweise ein Lieferwerk 11, eine dem Lieferwerk zugeordnete Dämmung 12 und die Ölung 13 der Spulstelle. Selbstverständlich ist die Darstellung nur als beispielhaft zu verstehen; insbesondere kann sowohl der Block 2.1 als auch der Block 2.2 noch weitere Komponenten aufweisen.
Die Stromversorgung 1 enthält einen Netztransformator 14, nach dessen Ausgang sich die Speisung in zwei Pfade P1 und P2 zum Block 2.1 bzw. 2.2 teilt. Der Pfad P2 enthält einen Wechselspannungs-/Gleichspannungswandler 15 und einen Schalter 16 und der Pfad P1 enthält einen Schalter 16', die beide im geschlossenen Zustand die Verbindung zur Speisung herstellen und diese im geöffneten Zustand unterbrechen. Ausserdem weist der Pfad P1 vor dem Schalter 16' eine zum Eingang einer statischen unterbrechungslosen Stromversorgung (UPS) 17 führende Abzweigung auf. Die UPS 17, welche zwei mit den Pfaden P1 und P2 verbundene Ausgänge aufweist, steuert die beiden Schalter 16 und 16' und ist ausserdem zur Detektion von Netzausfällen und Abfällen der Netzspannung unter einen bestimmten Wert ausgebildet. Die gesamte Elektronik der UPS 17 für Steuerung und Überwachung sowie alle Schaltelemente sind in die zentrale Stromversorgung der Spulmaschine integriert, die sich vorzugsweise in einem Schaltschrank befindet. Das erforderliche Batteriepaket wird neben dem Schaltschrank aufgestellt oder auf diesen aufgesetzt.
Die Funktionsweise der beschriebenen Einrichtung ist die folgende: Die UPS 17 überwacht die Speisung und schaltet bei Detektion eines Netzausfalls oder eines Abfalls der Speisespannung unter einen bestimmten Pegel durch Öffnen der Schalter 16 und 16' auf Notstromversorgung um. Der Detektor 9 der Spindelsteuerung 2 überwacht ebenfalls die Speisung und öffnet bei Unterschreitung einer bestimmten Speisespannung den Schalter 10 und schaltet dadurch den Hauptstromverbraucher, nämlich den Spindelantrieb 3 ab. Dieser dreht mit seiner Schwungenergie weiter. Der Detektor 4, die Fadenchangiereinrichtung 5 und alle Elemente des Fadenlaufs werden durch das UPS 17 weiter mit Strom versorgt.
Durch die Speisung des Detektors 4 und des Antriebs der Fadenchangiereinrichtung 5 durch die UPS 17 ist gewährleistet, dass der Spindelantrieb 3 ungestört auslaufen kann und dass dabei der Synchronismus zwischen dem Spindelantrieb und der Fadenchangiereinrichtung 5 erhalten bleibt, so dass die Fadenverlegung bis zum Stillstand des Spindelantriebs anhand der eingestellten Parameter erfolgt und auf der Spule nur die gewünschte Wicklung hergestellt wird. Die Speisung aller Elemente des Fadenlaufs ermöglicht die Aufrechterhaltung der gewünschten Fadenliefer- und Fadenabzugsbedingungen. Für den Fall, dass die mit dem Spulaggregat hergestellte Spule eine so geringe Masse aufweist, dass ihre kinetische Energie nicht ausreicht, um den Spulenantrieb ungestört auslaufen zu lassen, wird die kinetische Energie von Spule und Spulenantrieb durch eine Zusatzmasse vergrössert.
Die Steuerung der UPS 17 ist so ausgelegt, dass bei einem
Figure 00040001
kurzen" Abfall der Netzspannung oder einem kurzen" Netzausfall, der noch vor dem Stillstand des Spindelantriebs 3 beendet ist, die Spulstellen der Spulmaschine wieder an das Netz geschaltet werden. Ein solcher kurzer" Netzausfall wird anhand eines entsprechenden Zeitintervalls von beispielsweise 3 Sekunden Dauer definiert, wobei dieses Zeitintervall aber deutlich kürzer ist als die Zeit bis zum Stillstand des Spindelantriebs.
Wenn also der Netzausfall nicht länger als 3 Sekunden dauert, dann deaktiviert sich die UPS 17 wieder, schliesst die Schalter 16 und 16' und schaltet dadurch auf normale Speisung um. In den Spulstellensteuerungen 2 werden die Spindelantriebe 3 wieder zugeschaltet (Schliessen der Schalter 10) und auf ihre Solldrehzahl beschleunigt, so dass die Spulmaschine ohne wesentlichen Zeitverlust weiterarbeitet. Ein solcher kurzer" Netzausfall führt also nur dazu, dass die Spulmaschine über eine kurze Zeit von wenigen Sekunden langsamer gelaufen ist.
Dauert der Netzausfall länger als beispielsweise 3 Sekunden, dann wird der Spindelantrieb 3 nicht wieder zugeschaltet. Er wird mit seiner Schwungenergie auslaufen gelassen und die UPS 17 speist während einer einstellbaren Zeitspanne von beispielsweise zwischen 30 und 90 Sekunden alle Nebenstromverbraucher, um so ein geordnetes Ausschalten zu gewährleisten. Nach dieser Zeitspanne wird die UPS 17 deaktiviert und die Spulmaschine wartet auf die Rückkehr der Netzversorgung. Sobald diese vorhanden ist, verhält sich die Spulmaschine wie beim Einschalten mit dem Hauptschalter, d.h. die Steuerung der UPS 17 und die Spulstellensteuerungen 2 initialisieren sich und der Fadenführer fährt beispielsweise die beiden Endpunkte seines Changierintervalls an.

Claims (10)

  1. Stromversorgung für die Spulstellen einer Spulmaschine, welche ein Spulaggregat mit einem Spindelantrieb (3), einen Sensor (4) für Drehzahl und/oder Drehposition der Spindel und eine Fadenchangiereinrichtung (5) mit einem Antrieb aufweisen, wobei der Spindelantrieb (3) und die Fadenchangiereinrichtung miteinander elektronisch synchronisiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein bei einem Netzausfall automatisch aktivierbares Stromspeichergerät (17) vorgesehen ist, welches einerseits den genannten Sensor (4) und andererseits den Antrieb der Fadenchangiereinrichtung (5) mit Strom versorgt, so dass der Synchronismus zwischen dem Spindelantrieb (3) und der Fadenchangiereinrichtung (5) aufrechterhalten bleibt.
  2. Stromversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Netzausfall eine Abschaltung des Spindelantriebs (3) vom Netz erfolgt und das Stromspeichergerät (17) bis zum Stillstand der Spindel zur Speisung der Nebenstromverbraucher (5, 6, 7, 8, 11, 12, 13) dient.
  3. Stromversorgung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromspeichergerät durch eine statisch unterbrechungslose Stromversorgung (17) gebildet ist.
  4. Stromversorgung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Netzausfall von der Dauer einer ersten Zeitspanne, die mit Sicherheit kürzer ist als die Zeit bis zum Stillstand der Spindel, nach Beendigung des Netzausfalls eine automatische Deaktivierung des Stromspeichergeräts (17) unter Umschaltung auf normale Speisung sowie eine Zuschaltung der Spindelantriebe (3) erfolgt.
  5. Stromversorgung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte erste Zeitspanne zwischen 2 und 10 Sekunden beträgt und vorzugsweise bei 3 Sekunden liegt.
  6. Stromversorgung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Netzausfall, der länger ist als die genannte erste Zeitspanne, keine Zuschaltung der Spindelantriebe (3) erfolgt.
  7. Stromversorgung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Stromspeichergerät (17) während einer zweiten Zeitspanne die Speisung aller Nebenstromverbraucher (5, 6, 7, 8, 11, 12, 13) erfolgt.
  8. Stromversorgung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass nach Ablauf der zweiten Zeitspanne eine Deaktivierung des Stromspeichergeräts (17) erfolgt.
  9. Stromversorgung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Zeitspanne 20 bis 100 Sekunden beträgt.
  10. Stromversorgung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromspeichergerät (17) in der zentralen Stromversorgung (1) der Spulmaschine integriert ist.
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