JP6956479B2 - 隣り合って配置された複数の作業部を有する繊維機械 - Google Patents

Description

本発明は、隣り合って配置された複数の作業部を有する繊維機械であって、それぞれの作業部は、少なくとも１つの電気負荷、とりわけ電気駆動部を有する、繊維機械に関する。

国際公開第２０１２／０２２４４１号（WO 2012/022441 A1）は、隣り合って配置された複数の作業部を有する繊維機械、とりわけ巻取り機械を開示している。各作業部には、それぞれ複数の電気負荷が配置されている。これらの電気負荷は、とりわけ例えば巻取りローラ又は糸綾振り装置のための電気駆動部である。しかしながら、作業部制御装置や種々のセンサも、これらの作業部の電気負荷に含まれる。

本発明の課題は、各作業部への電気エネルギ供給を有利に保証することである。

上記の課題を解決するために、隣り合って配置された複数の作業部を有する繊維機械が提案される。前記繊維機械は、それぞれの作業部に少なくとも１つの電気負荷、とりわけ電気駆動部を有する。本発明によれば、前記繊維機械は、前記複数の作業部のそれぞれの前記少なくとも１つの電気負荷に電気エネルギを供給するための複数のエネルギ供給ユニットを有し、前記複数のエネルギ供給ユニットのそれぞれは、それぞれ他のエネルギ供給ユニットから独立して、前記複数の作業部の少なくとも一部に電気エネルギを供給するように構成されており、前記複数の作業部のそれぞれの前記少なくとも１つの電気負荷に共同で電気エネルギを供給するために、電気的な前記複数のエネルギ供給ユニットの出力部同士が並列に接続されている。

エネルギ供給ユニットは、給電網によって用意された電圧又は給電網によって用意された電流の大きさ又は周波数を適合させるために使用される。この場合にはエネルギ供給ユニットの入力側が、給電網に接続されている。エネルギ供給ユニットは、上位のエネルギ供給ユニットの電圧又は電流の大きさ又は周波数を適合させることもできる。この上位のエネルギ供給ユニットは、既に繊維機械の一部であるものとすることができ、これに対して給電網は、それぞれの製造工場に対して提供されるものである。

繊維機械の複数の作業部は、全て同じ構造である。従って、複数の異なる作業部における各電気負荷も、それぞれ同じ供給電圧によって運転することができる。従って、それぞれの作業部におけるそれぞれの少なくとも１つの電気負荷に、１つ共通のエネルギ給電ユニットによって電気エネルギを供給することが考えられる。このような解決方法の欠点は、とりわけ当該１つの共通のエネルギ供給ユニットに障害が発生すると、繊維機械全体が停止して、これに関連した製造損失が１００％になることであろう。さらには、エネルギ供給ユニットは、規定された数の作業部における規定された負荷の出力のために設計されている。エネルギ供給を、より多くの作業部又はより大きい出力の負荷を有する機械仕様に単純に適合させることは不可能である。つまり、相応に大型のエネルギ供給ユニットを機械仕様に付与しなければならないか、又は、それぞれの機械仕様にそれぞれ異なるエネルギ供給ユニットを付与しなければならない。

これに代わる方法として、複数のエネルギ供給ユニットを使用し、これらのエネルギ供給ユニットを、限定された数の作業部の、それぞれの少なくとも１つの電気負荷に接続することが考えられる。この実施例も、種々の欠点を有する。

作業部は、運転中にとりわけ機械エネルギを貯蔵する。この機械エネルギは、運転停止又は減速時にとりわけ作業部の電気駆動部によって再び電気エネルギに変換することができる。繊維機械のそれぞれの作業部は個々に製造を実施するので、他の作業部の電気負荷によってこの回生エネルギを消費することが可能である。

エネルギ供給のために限定された数の作業部しか電気的に相互接続されていない分散型のエネルギ供給の場合には、回生エネルギを残りの作業部に分配する可能性が制限されている。複数の作業部の稼働率がそれぞれ異なる場合には、各エネルギ供給ユニットもそれぞれ異なるように負荷される。ある１つのエネルギ供給ユニットに故障が発生した場合には、このエネルギ供給ユニットに対応付けられた作業部だけが停止する。残りの作業部は、引き続き製造を実施することが可能である。しかしながら、複数の作業部の稼働率がそれぞれ異なることに基づき、作業部の総数に対する停止した作業部の割合を超えて、製造量が減少する可能性がある。

上に挙げた２つの可能性とは異なり、本発明に係る繊維機械は、出力側が並列に接続されている複数のエネルギ供給ユニットを備える、モジュール式のエネルギ供給システムを有する。これにより、各作業部の電気負荷への需要に応じた最適な供給を保証することが可能となる。

複数のエネルギ供給ユニット同士を並列に接続することにより、これらのエネルギ供給ユニットに接続されている電気負荷も並列に接続されることとなる。つまり、１つの作業部の少なくとも１つの電気負荷からの回生エネルギを、他の作業部の少なくとも１つの電気負荷に分配することが可能である。

エネルギ供給ユニットを追加又は除去することによって、本発明に係るエネルギ供給システムを機械仕様に簡単に適合させることが可能となる。エネルギ供給ユニットの大型化を回避することができる。

エネルギ供給ユニットの設計は、複数のエネルギ供給ユニットの定格電力の合計が、最大稼働率での複数の作業部のエネルギ消費量に相当するように実施することができる。

それぞれのエネルギ供給ユニットは、それぞれ他のエネルギ供給ユニットから独立して、前記複数の作業部の少なくとも一部に電気エネルギを供給するように構成されている。これによってエネルギ供給ユニットは、各自の配線に基づいて、全ての作業部又は作業部に接続された負荷に電気エネルギを供給することが機能的に可能となる。場合によっては、個々のエネルギ供給ユニットの出力の限定によって、一部の作業部への限定が実施される。

それぞれのエネルギ供給ユニットは、それぞれ他のエネルギ供給ユニットから独立して制御することが可能である。エネルギフローを制御するために、エネルギ供給ユニットは、例えば出力側の電圧を測定することができる。電圧が低下した場合には、エネルギ供給ユニットは、相応にしてエネルギを追加供給しなければならない。電圧が上昇した場合には、エネルギ供給量が相応にして絞られる。

それでもなお、好ましくは、前記繊維機械の前記複数のエネルギ供給ユニット同士間で通信するように構成された通信装置が設けられている。

これによって、各エネルギ供給ユニットの稼働率を最適化することができる。通信することにより、全てのエネルギ供給ユニットによって必要な電力が均等に供給されるように、各エネルギ供給ユニットを制御することが可能となる。これによって、エネルギ供給ユニットの寿命が延長される。繊維機械の稼働率が低い場合、すなわち少数の作業部しか稼働していない場合には、個々のエネルギ供給ユニットをスイッチオフすることも可能である。

本発明に係る繊維機械の好ましい１つの実施形態によれば、前記作業部の運転パラメータを調整するための制御装置が設けられており、前記複数のエネルギ供給ユニット同士間で通信するための前記通信装置は、前記繊維機械の前記複数のエネルギ供給ユニットと前記制御装置との間で通信するためにも構成されている。作業部とエネルギ供給ユニットとの間での通信により、電気負荷の電力消費量をエネルギ供給装置によって供給される電力に要求に応じて適合させることが可能となる。有利には、前記制御装置は、ある１つのエネルギ供給ユニットに故障が発生した場合に、各前記作業部のそれぞれの前記少なくとも１つの電気負荷の電力消費量が残りのエネルギ供給ユニットの定格電力に適合されるように、各前記作業部の運転パラメータを調整するように構成されている。

作業部の運転パラメータは、最も簡単なケースではＯＮビット又はＯＦＦビットとすることができる。つまり、作業部の少なくとも１つの電気負荷のエネルギ消費量を低減して、エネルギ消費量を残りのエネルギ供給ユニットの定格電力に適合させるために、個々の作業部を上記の運転パラメータによって需要に応じてスイッチオフすることができる。複数のエネルギ供給ユニット同士が並列に接続されていることに基づき、どの作業部をスイッチオフするか、及び、どの作業部を稼働させたままにするかを自由に選択することができる。この決定は、各作業部のそれぞれの製造状況に基づいて実施することができる。

各作業部の電気駆動部が複数のエネルギ供給ユニットによって給電される場合には、電気駆動部の回転数を低減させることよって電力消費量を低減させることができ、これにより、ある１つのエネルギ供給ユニットに故障が発生した場合には、電力消費量を残りのエネルギ供給ユニットの定格電力に適合させることができる。作業部の電気駆動部の回転数を低減させる運転パラメータは、製造速度である。巻取り機械の場合には、この製造速度は、巻取り速度に相当する。製造速度を低減させることによって、製造の中断を引き起こすことなく作業部の電力消費量が低減される。

前記複数のエネルギ供給ユニットは、前記繊維機械の１つの中央の場所に一緒に配置することができる。このような中央の場所は、例えば繊維機械の端部に設けられたスイッチキャビネットとすることができる。中央の配置によって、複数のエネルギ供給ユニットへの良好なアクセスが保証される。これによって、エネルギ供給ユニットの障害発生時におけるトラブルシューティング及び交換が容易になる。

前記複数のエネルギ供給ユニットを、前記繊維機械の長さにわたって分散配置することも可能である。この配置は、機械仕様への適合の観点から有利である。作業部の数が増加した場合に、追加のエネルギ供給ユニットを簡単に配置することができる。

以下、本発明を、図面に示した実施例に基づいてより詳細に説明する。

本発明に係る繊維機械を示す図である。 本発明に係る繊維機械の択一的な実施形態を示す図である。

図１は、本発明に係る繊維機械１の概略図を示す。繊維機械１は、隣り合って配置された複数の作業部２を含む。作業部２は、例えば巻返し部として公知のように構成することができる。図１は、一例として、それぞれの作業部２に１つの電気負荷３だけを示している。電気負荷３は、好ましくは電気駆動部として構成されている。もちろん、電気駆動部又はセンサ又は他の制御要素の形態で、複数の電気負荷３を設けてもよい。繊維機械１は、機械長さの直流電圧レール９を有する。直流電圧レール９には電気負荷３が接続されており、場合によっては、電気エネルギを供給するための、作業部２の別の電気負荷（図示せず）も接続されている。

繊維機械１の長さにわたって、複数のエネルギ供給ユニット４、本実施例では３つのエネルギ供給ユニット４が分散配置されている。エネルギ供給ユニット４は、図示された実施例では整流器として構成されており、この整流器の下流には、直流電圧中間回路が配置されている。各エネルギ供給ユニット４の入力部４．１は、それぞれ交流電圧網８に接続されている。各エネルギ供給ユニット４の出力部４．２は、それぞれ直流電圧レール９に接続されている。従って、これらのエネルギ供給ユニット４の出力部４．２は、並列に接続されており、複数の作業部２の電気負荷３に共同で給電する。

繊維機械は、１つの中央制御装置６を有する。この中央制御装置６は、データバス５を介して、各作業部２の図示されていない作業部制御装置に接続されている。

これらの作業部制御装置により、複数の作業部２を個々に運転することが可能である。中央制御装置６を介して、それぞれの作業部２にそれぞれ異なる運転パラメータを設定することができる。さらにはデータバス５を介して、複数のエネルギ供給ユニット４同士が相互接続されており、且つ、複数のエネルギ供給ユニット４と中央制御装置６とが接続されている。データバス５を介した通信により、用意された電気エネルギを個々のエネルギ供給ユニット４に分配することが可能となる。

ある１つのエネルギ供給ユニット４に故障又は障害が発生した場合には、残りのエネルギ供給ユニット４によって、各作業部２の電気負荷３に引き続き電気エネルギを供給することが可能である。用意された電力は、エネルギ供給ユニット４の定格電力のみによって制限される。ある１つのエネルギ供給ユニット４に故障が発生した場合に、残りのエネルギ供給ユニット４の定格電力を上回らないようにするためには、種々の手段を講じることが可能である。

データバス５を介して、故障に関するメッセージを制御装置６に送信することができる。制御装置６は、各作業部２の運転パラメータによってエネルギ消費量を制御することができ、これにより、必要な場合にはエネルギ消費量を低減することができる。例えば、個々の作業部２をスイッチオフすること、又は、各作業部２の製造速度を低減することが可能である。

エネルギ供給ユニット４の故障をユーザに表示することが可能であり、これによってユーザは、相応の対処をすることができる。この表示は、中央制御ユニット６の表示ユニットにて実施することができる。

図２は、本発明に係る繊維機械１を示し、この繊維機械１は、図１の繊維機械と広範囲で一致している。相違点は、複数のエネルギ供給ユニット４が、繊維機械１にわたって分散配置されておらず、繊維機械の端部に設けられた１つの共通のスイッチキャビネット７内に収納されているということにある。

Claims (6)

1. 隣り合って配置された複数の作業部（２）としての巻返し部を有する繊維機械としての巻取り機械（１）であって、
   前記巻取り機械（１）は、それぞれの作業部（２）に少なくとも１つの電気負荷（３）を有する、
   繊維機械としての巻取り機械（１）において、
   前記巻取り機械は、前記複数の作業部（２）のそれぞれの前記少なくとも１つの電気負荷（３）に電気エネルギを供給するための複数のエネルギ供給ユニット（４）を有し、
   前記複数のエネルギ供給ユニット（４）のそれぞれは、それぞれ他のエネルギ供給ユニット（４）から独立して、前記複数の作業部（２）の少なくとも一部に電気エネルギを供給するように構成されており、
   前記複数の作業部（２）のそれぞれの前記少なくとも１つの電気負荷（３）に共同で電気エネルギを供給するために、電気的な前記複数のエネルギ供給ユニット（４）の出力部（４．２）同士が、それぞれの前記少なくとも１つの電気負荷（３）と接続された機械長さの直流電圧レール（９）のみを介して、並列に接続されている、
   ことを特徴とする繊維機械としての巻取り機械（１）。
2. 前記巻取り機械（１）の前記複数のエネルギ供給ユニット（４）同士間で通信するように構成された通信装置（５）が設けられている、
   請求項１記載の繊維機械としての巻取り機械（１）。
3. 前記作業部（２）の運転パラメータを調整するための制御装置（６）が設けられており、
   前記複数のエネルギ供給ユニット（４）同士間で通信するための前記通信装置（５）は、前記巻取り機械（１）の前記複数のエネルギ供給ユニット（４）と前記制御装置（６）との間で通信するように構成されている、
   請求項２記載の繊維機械としての巻取り機械（１）。
4. 前記制御装置（６）は、ある１つのエネルギ供給ユニット（４）に故障が発生した場合に、各前記作業部（２）のそれぞれの前記少なくとも１つの電気負荷（３）の電力消費量が残りのエネルギ供給ユニット（４）の定格電力を上回らないように、各前記作業部（２）の運転パラメータを調整するように構成されている、
   請求項３記載の繊維機械としての巻取り機械（１）。
5. 前記複数のエネルギ供給ユニット（４）は、前記巻取り機械の長さにわたって分散配置されている、
   請求項１から４のいずれか１項記載の繊維機械としての巻取り機械（１）。
6. 前記複数のエネルギ供給ユニット（４）は、前記巻取り機械（１）の１つの場所（７）に一緒に配置されている、
   請求項１から４のいずれか１項記載の繊維機械としての巻取り機械（１）。

Images