DE19517757A1 - Ringspinnmaschine mit einer Einrichtung zum Verhindern des Drehens der Spindeln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ringspinnmaschine mit einer Vielzahl von Spindeln und mit einer Einrichtung zum Verhindern des Dre­ hens der Spindeln im Stillstand der Maschine.

Eine derartige Ringspinnmaschine ist aus der DE 38 39 026 A be­ kannt. Hierbei sind verlagerbare Bremsklötze vorgesehen, die im Stillstand der Maschine an die Wirtel der Spindeln anlegbar sind und die Spindeln an einem zufälligen oder unerwünschten Drehen hindern.

Ein unerwünschtes Drehen der Spindeln kann beispielsweise dann erfolgen, wenn die vollen Kopse von den Spindeln abgezogen wer­ den und dabei auf die von den Kopsen zu den Unterwindungen auf den Spindeln laufenden Fäden Zug ausgeübt wird. Dieser Zug ist bestrebt, den Faden von der Unterwindung abzuziehen und dabei die Spindel zu drehen. Durch dieses Drehen der Spindeln unter Abzug von Faden wird aber das angestrebte Abreißen des Fadens zwischen Kops und Unterwindung verzögert oder verhindert oder der Faden reißt nicht an der gewünschten Stelle, was zu Störun­ gen des weiteren Ablaufs führt. Insbesondere bei dem anschlie­ ßend erforderlichen Anspinnen kann es hierdurch zu Problemen kommen.

Die aus der DE 38 39 026 A bekannte Vorrichtung, bei der die Spindeln durch Einzel-Elektromotoren angetrieben sind, ist kon­ struktiv sehr aufwendig und weist eine Vielzahl von Bauteilen auf.

Des weiteren ist aus der DE 38 05 662 C2 eine Ringspinnmaschine mit Einzelspindelantrieb bekannt, bei welcher ein unerwünschtes Drehen der Spindeln während des Doffens und anschließenden An­ spinnens mittels einer speziellen Ansteuerung der einzelnen Antriebsmotoren vermieden wird. Dabei werden bei Beginn des Ab­ hebevorgangs der Hülsen die Wicklungen der antreibenden Asyn­ chronmotoren an eine Gleichstromquelle angelegt und auf diese Weise ein Haltemoment erzeugt. Als weitere Möglichkeit be­ schreibt diese Druckschrift, die Motoren während des Doffens und Anspinnens an eine Wechselstromquelle anzuschließen, welche ein Drehfeld mit geringer, der unerwünschten Drehbewegung entgegen­ gerichteter Drehrichtung erzeugt, um auf diese Weise das äußere Drehmoment zu kompensieren.

Insbesondere für den Fall, daß, beispielsweise mittels einer selbsttätigen Abziehvorrichtung, ein gleichzeitiges Abziehen aller Kopse an einer Maschine erfolgt, weist diese bekannte Möglichkeit zur Verhinderung unerwünschter Drehbewegungen der Spindeln den Nachteil auf, daß die zusätzliche Bestromung der Motoren mit einem relativ hohen Energieverbrauch verbunden ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einfache und gleichzeitig energiesparende Einrichtung zum Verhindern unerwünschter Drehbewegungen der Spindeln im Stillstand, ins­ besondere während des Doff- und Anspinnvorgangs, zu schaffen.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Merkmale des Patent­ anspruchs 1.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß es zur Lösung dieser Aufgabe genügt, ein Haltemoment oder ein das äußere Dreh­ moment kompensierendes entgegengerichtetes Drehmoment im wesent­ lichen nur dann zu erzeugen, wenn tatsächlich ein die uner­ wünschte Drehbewegung auslösendes äußeres Drehmoment auf die Spindeln wirkt. Denn das Stillhalten der Spindeln ist während des Stillstandes der Maschine zum Kopswechsel nur während kurzer Zeit erforderlich, nämlich von kurz vor dem Beginn des Abziehens der Kopse von den Spindeln bis sie um eine Wegstrecke angehoben sind, nach deren Zurücklegen die Fäden an allen Spindeln als gerissen gelten können. Außerhalb dieser kurzen Zeitspanne be­ steht keine Tendenz, die Spindeln zu drehen und daher keine Notwendigkeit, sie festzuhalten.

Dies wird durch die Verwendung eines oder mehrerer Sensoren zur Erfassung unerwünschter Drehbewegungen der Spindeln ermöglicht, deren Signal ausgewertet und zur entsprechenden Ansteuerung bzw. Aktivierung einer Einrichtung zum Verhindern des Drehens der Spindeln verwendet wird. Hierdurch ergibt sich insbesondere der Vorteil eines geringen Energieaufwandes.

Für die Ausführung des Sensors ist eine Reihe von Ausführungs­ möglichkeiten gegeben. So kann auf der Spindel eine Markierung angebracht sein, die in einem ortsfest angeordneten, auf die Markierung gerichteten Lichttaster beim Drehen der Spindel ein mindestens eine Information über die Drehrichtung, gegebenen­ falls auch über die Drehgeschwindigkeit oder den Drehwinkel enthaltendes Signal auslöst.

Die Drehzahlregelungen moderner Antriebsmotoren, sei es für einen gruppenweisen Antrieb der Spindeln oder für den Einzel­ spindelantrieb, verfügen häufig über eine inhärente Information über die augenblickliche Stellung oder über ein Bewegen des Rotors, die als Signal für ein Beaufschlagen einer geeigneten Auswerte- und Steuereinheit dienen kann.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Ringspinnmaschine einen gruppenweisen Antrieb der Spindeln, beispielsweise einen Tangentialriemenantrieb auf. In diesem Fall ergibt sich der Vorteil eines sehr geringen Aufwandes, da nur ein bzw. wenige jeweils einem Antriebsmotor zugeordnete Sensoren erforderlich sind.

Obwohl die Einrichtung zum Verhindern des Drehens der Antriebs­ motoren vorzugsweise in einer geeigneten Ansteuerung der Motor­ wicklungen durch die entsprechende Ansteuerung einer Motor-Steu­ ereinheit durch eine das Sensorsignal auswertende Auswerte- und Steuereinheit besteht, kann das unerwünschte Drehen der Spindeln selbstverständlich auch mittels jeder beliebigen von einer Aus­ werte- und Steuereinheit ansteuerbaren Vorrichtung zur Erzeugung eines Haltemoments oder eines der Drehung entgegengerichteten Drehmoments verhindert werden.

Insbesondere bei einem gruppenweisen Antrieb der Spindeln ist vorzugsweise jedem Antriebsmotor und jedem Sensor eine separate Auswerte- und Steuereinheit zugeordnet. Dies weist gegenüber der Möglichkeit, jeweils mehreren oder allen Antriebsmotoren bzw. Sensoren eine gemeinsame Auswerte- und Steuereinheit zuzuordnen, den Vorteil auf, daß lange Verkabelungswege vermieden werden. Da die Spindeln mehrerer Spindelgruppen auch dann, wenn sie durch gesonderte Elektromotoren angetrieben sind, in aller Regel un­ tereinander in Antriebsverbindung stehen, genügt sogar häufig der Einsatz nur eines Sensors und nur einer Auswerte- und Steu­ ereinheit. Des weiteren ist ein aufwendigerer Aufbau der Auswer­ te- und Steuereinheit, wie dies z. B. für die Multiplex-Verarbei­ tung mehrerer Sensorsignale und der Ansteuerung mehrerer Motoren erforderlich wäre, unnötig. Letztere Möglichkeit kann sich je­ doch im Fall eines Einzelspindelantriebs als vorteilhaft erwei­ sen, da hier mehrere Spindeln auf relativ engem Raum angeordnet sind, so daß auch bei dieser Möglichkeit keine nachteilig langen Verkabelungswege anfallen.

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung steuert die Auswerte- und Steuereinheit die Vorrichtung zum Verhindern des Drehens der Spindeln derart an, daß das von dieser erzeugte Hal­ temoment oder entgegengerichtete Drehmoment im wesentlichen immer gerade ausreicht, um ein Drehen der Spindeln durch das äußere Drehmoment zu verhindern. Hierdurch wird gegenüber der Möglichkeit, bei Bedarf ein für das Verhindern einer Drehbewe­ gung sicher ausreichendes Moment zu erzeugen, der Energiever­ brauch weiter optimiert. Darüber hinaus ergibt sich bei der oben beschriebenen Möglichkeit der Erzeugung eines Gegendrehmoments durch eine Speisung des wenigstens einen Motors mit einem Wech­ selstrom niedriger Frequenz der Vorteil eines sicheren Doffvor­ gangs. Denn das durch Speisung mit Wechselstrom erzeugte (Ge­ gen) Drehmoment müßte gegebenenfalls so groß sein, daß es die bisweilen hohe, beim Abziehen auf den Faden ausgeübte Zugkraft kompensieren kann. Wenn auf den Faden keine Zugkraft ausgeübt wird, würde dieses Drehmoment eine Zugkraft in dem noch nicht die volle Drehung aufweisenden Fadenstück zwischen Unterwindung und Lieferwalzenpaar bewirken, die leicht zu Fadenbrüchen führen kann. Dieses Gefahr wird zumindest dann vollkommen ausgeschal­ tet, wenn nach dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung immer nur das Drehmoment erzeugt wird, das zur Kompensation einer durch den Abziehvorgang auf den Faden ausgeübten Zugkraft erforderlich ist.

Schließlich ermöglicht eine weitere Ausführungsform der Erfin­ dung das Rückgängigmachen einer bereits erfolgten unerwünschten Drehbewegung.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Teile einer Ringspinnmaschine in schematischer Darstellung.

Die im einzelnen nicht näher dargestellte Ringspinnmaschine besitzt einen Tangentialriemenantrieb 1 in Form eines Felder­ antriebs für eine Vielzahl von Spindeln 3. Für jedes Feld ist in üblicher Weise ein separater Tangentialriemen 5 vorgesehen, welcher von einem Antriebsmotor 7 für dieses Feld angetrieben wird. Um einen gleichmäßigeren Antrieb zu bewirken, kann, wie in der Figur dargestellt, jeder Tangentialriemen 5 auch über Um­ lenkrollen 9 geführt sein, die mit entsprechenden Umlenkrollen 9 des jeweils benachbarten Feldes auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sind. Auf diese Weise erfolgt eine Verkoppelung der Antriebe der einzelnen Felder, d. h. die Antriebsleistung eines Motors 7 verteilt sich auf die Tangentialriemen 5 des betreffen­ den und des benachbarten Feldes.

Auch bei einem derartigen Felderantrieb besteht jedoch die Ge­ fahr einer unerwünschten Drehbewegung der Spindeln während des Doffens. Insbesondere bei Verwendung einer selbsttätigen Abzieh­ vorrichtung für die vollen Spulen (Kopse), welche üblicherweise alle Kopse gleichzeitig abzieht, kann das hierdurch erzeugte hohe Drehmoment eine unerwünschte Drehung der Spindeln auslösen.

Um dies zu verhindern, ist ein Sensor 11 vorgesehen, der bei­ spielsweise, wie in der Figur dargestellt, die Drehung einer Antriebsscheibe 13 bzw. der durch den Motor 7 angetriebenen Achse erfaßt. Der Sensor 11 kann beispielsweise als auf der Achse angeordneter oder mit dieser verkoppelter Inkremental- Drehgeber ausgebildet sein.

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden jedoch solche Antriebsmotoren 7 verwendet, die einen integrierten, die Drehbewegung des Rotors erfassenden Sensor aufweisen.

Das Ausgangssignal des Sensors wird über eine Sensorsignallei­ tung 15 einer Auswerte- und Steuereinheit 17 zugeführt. Dieser kann ebenfalls ein Signal D von einer nicht dargestellten zen­ tralen Maschinensteuerung zugeführt sein, um der Auswerte- und Steuereinheit 17 den Beginn eines Doffvorgangs anzuzeigen. Auf diese Weise kann die Auswerte- und Steuereinheit zwischen Still­ standsphasen unterscheiden, in denen ein Drehen der Spindeln zulässig (ggf. sogar gewünscht) oder unzulässig ist.

Der Ausgang der Auswerte- und Steuereinheit 17 ist mit einem Steuereingang einer Motor-Steuereinheit 19 verbunden. Diese speist im normalen Betrieb der Maschine ein Drehstromversor­ gungsnetz 21, an das die Motoren 7 angeschlossen sind. Die Moto­ ren können beispielsweise als vom üblichen Energieversorgungs­ netz gespeiste Asynchronmotoren ausgebildet sein, wobei die Drehzahl durch die Motor-Steuereinheit 19 durch eine geeignete Wahl der Spannung und ggf. der Frequenz gesteuert wird.

Die Motoren 7 können jedoch auch als Synchronmotoren ausgebildet sein, wobei die Motor-Steuereinheit 19 einen Frequenzumrichter umfaßt, um Spannung und Frequenz im Versorgungsnetz 21 entspre­ chend der gewünschten Drehzahl zu beeinflussen.

Detektiert die Auswerte- und Steuereinheit 17 (bei anliegendem Signal D) eine Drehbewegung des Tangentialriemenantriebs 1, so steuert diese die Motor-Steuereinheit 19 derart an, daß mittels der Motoren 7 ein ausreichendes Haltemoment bzw. ein der uner­ wünschten Drehbewegung des Antriebs entgegengerichtetes Drehmo­ ment erzeugt wird. Dabei muß die Signalverarbeitung und die geeignete Ansteuerung der Motor-Steuereinheit 19 durch die Aus­ werte- und Steuereinheit 17 selbstverständlich ausreichend schnell sein, um die unerwünschte Drehbewegung des Antriebs 1 und damit der Spindeln innerhalb zulässiger Grenzen zu halten.

Auch ist hierfür ein entsprechend fein auflösender Sensor 11 erforderlich. Wird beispielsweise ein Inkrementaldrehgeber ver­ wendet, so genügt eine Auflösung von 1024 Impulsen pro Umdrehung vollkommen.

Das Erzeugen eines Haltemoments kann in an sich bekannter Weise durch das Beaufschlagen des Versorgungsnetzes 21 mit Gleichstrom erfolgen. Ein der Drehung entgegengerichtetes Drehmoment kann in ebenfalls bekannter Weise durch Speisung des Versorgungsnetzes 21 mit einem Drehstrom geringer Frequenz derart erfolgen, daß in den Motoren 7 ein der durch äußere Kräfte bewirkten Drehung entgegengesetztes Drehfeld erzeugt wird.

In einer Ausführungsform der Erfindung kann die Auswerte- und Steuereinheit 17 die Motor-Steuerung 19 derart ansteuern, daß das äußere Drehmoment im wesentlichen gerade kompensiert wird. Auf diese Weise wird ein unnötig hoher Energieverbrauch durch die Motoren 7 im Stillstand vermieden.

Hierzu kann die Steuereinheit 17 das Sensorsignal beispielsweise hinsichtlich der Beschleunigung oder der Geschwindigkeit der Drehbewegung auswerten und abhängig von einem vorgegebenen, vorzugsweise gespeicherten Zusammenhang zwischen Beschleunigung bzw. Geschwindigkeit und dem hierfür erforderlichen Drehmoment die Motor-Steuereinheit 19 zur Erzeugung eines ausreichenden Haltemoments bzw. entgegengerichteten Drehmoments veranlassen.

Des weiteren besteht die Möglichkeit, daß die Auswerte- und Steuereinheit 17 den Betrag und die Richtung der unerwünschten Drehbewegung des Antriebs 1 anhand des Sensorsignals ermittelt und abhängig davon die Motor-Steuereinheit derart ansteuert, daß eine Rückdrehung des Antriebs in die vor der unerwünschten Dre­ hung bestehende Position erfolgt. In dieser muß dann selbstver­ ständlich ein ausreichendes Haltemoment bzw. entgegengerichtetes Drehmoment aufrechterhalten werden.

Schließlich kann die aus Sensor 11, Auswerte- und Steuereinheit 17 und Motor-Steuereinheit 19 bestehende Einrichtung zum Verhin­ dern des Drehens der Spindeln bzw. des Antriebs in Form einer geschlossenen Regelschleife arbeiten. Dabei kann eine Ansteue­ rung der Motoren in der Weise erfolgen, daß bei Detektieren einer Drehung das Halte- bzw. Drehmoment ausgehend von einem Startwert so lange erhöht wird, bis die Drehbewegung unterbunden ist.

Selbstverständlich kann auch mit einem vorgegebenen sehr hohen Halte- bzw. Drehmoment begonnen werden und dieses soweit ernied­ rigt werden, bis gerade ein Stillstand erreicht ist. Diese Vor­ gehensweise ist für das durch das Abreißen der Fäden unerwünsch­ te Drehen der Spindeln vorteilhaft, da sehr schnell ein hohes äußeres Drehmoment erzeugt wird und nach dem Reißen der Fäden nur noch ein geringes Haltemoment erforderlich ist. Mit diesem Verfahren kann entweder ein weiteres Drehen der Spindeln bzw. des Antriebs unterbunden werden oder auch die ursprüngliche Stillstandsposition beibehalten werden.

Claims (14)

1. Ringspinnmaschine mit einer Vielzahl von Spindeln und mit ei­ ner Einrichtung zum Verhindern des Drehens der Spindeln im Stillstand, dadurch gekennzeichnet,

• a) daß ein oder mehrere Sensoren (11) zur Erfassung der Drehbewegung der Spindeln (3) oder eines Antriebselements (7, 13) für die Spindeln vorgesehen sind,
• b) daß das eine oder die mehreren Sensorsignale einer Auswer­ te- und Steuereinheit (17) zugeführt sind,
• c) welche in Phasen des Stillstands einer oder mehrerer be­ stimmter oder aller Spindeln (3) diese anhand der Sensor­ signale hinsichtlich einer Drehbewegung überwacht und im Fall einer detektierten Drehbewegung einer oder mehrerer oder aller Spindeln eine Vorrichtung zum Verhindern des Drehens (19) der Spindeln aktiviert.

2. Ringspinnmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Teilmenge der Spindeln (3) über ein ge­ meinsames Antriebsmittel (5) untereinander und mit einem ge­ meinsamen Antriebsmotor (7) in Antriebs-Drehverbindung stehen und daß jeder Teilmenge von Spindeln (3) ein gemeinsamer Sen­ sor (11) zugeordnet ist.

3. Ringspinnmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Teilmenge von Spindeln (3) eine gemeinsame Auswer­ te- und Steuereinheit (17) zugeordnet ist.

4. Ringspinnmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das gemeinsame Antriebsmittel ein Tangential­ riemen (5) ist.

5. Ringspinnmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Sensor (11) als auf einer Antriebs­ scheibe (13) des Tangentialriemenantriebs (1) angeordneter Inkrementaldrehgeber ausgebildet ist.

6. Ringspinnmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Spindel (3) einen eigenen Antriebsmotor aufweist und daß jeder Spindel ein Sensor (11) zugeordnet ist.

7. Ringspinnmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Spindel (3) oder Gruppe von Spindeln eine separate Auswerte- und Steuereinheit (17) zugeordnet ist.

8. Ringspinnmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Verhindern des Dre­ hens (19) der Spindeln durch eine oder mehrere Motor-Steuer­ einheiten gebildet ist, welche bei Detektieren einer uner­ wünschten Drehbewegung der Spindeln (3) von jeweils einer zugeordneten Auswerte- und Steuereinheit (17) derart ange­ steuert wird, daß der betreffende Motor (7) mit einem Halte­ moment oder einem der detektierten Drehbewegung entgegenge­ richteten Drehmoment beaufschlagt wird.

9. Ringspinnmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltemoment oder das entgegengerichtete Drehmoment bereits nach einer ausreichend kleinen Drehbewegung der Spin­ del (3) das die Drehbewegung auslösende Drehmoment im wesent­ lichen kompensiert.

10. Ringspinnmaschine nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Motor-Steuereinheit (19) das Haltemoment oder entgegengerichtete Drehmoment durch eine Gleichstrom- Bestromung des oder der Motoren (7) erzeugt.

11. Ringspinnmaschine nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerte- und Steuereinheit (17) die Motor-Steuereinheit derart ansteuert, daß eine bereits be­ wirkte Drehbewegung rückgängig gemacht wird.

12. Ringspinnmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerte- und Steuereinheit (17) die Vorrichtung zum Verhindern des Drehens der Spindeln (19) derart ansteuert, daß das von dieser erzeugt Haltemo­ ment oder entgegengerichtete Drehmoment im wesentlichen gerade ausreicht, um ein Drehen der Spindeln (3) durch das äußere Drehmoment zu verhindern.

13. Ringspinnmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine mindestens einer Mehr­ zahl von Kopsen gleichzeitig von den Spindeln (3) abziehende selbsttätige Spulenwechselvorrichtung aufweist.

14. Ringspinnmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Spindeln (3) vor dem Kopswechsel Unterwindungen angebracht werden.