DE3309789C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Zwirnmaschine
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Zwirnmaschine ist bereits bekannt
(DE-OS 23 26 276) und weist für eine Vielzahl
von Arbeitsstellen, an denen das Verzwirnen
und Aufwinden der zugelieferten Fäden erfolgt, jeweils
mindestens einen, die Arbeitsgeschwindigkeit beeinflussenden,
drehzahlveränderbaren Einzelelektromotor
auf.
Von sogenannten Spinnreglern ist es bekannt, die
Geschwindigkeit von Ringspinn- oder -Zwirnmaschinen
in Abhängigkeit vom Aufwindedurchmesser des Fadens
auf die Spule kontinuierlich oder stufenweise zu
verändern, um optimale Spinnbedingungen zu erreichen.
Hierbei wird stets die Geschwindigkeit der gesamten
Spinnmaschine, d. h. sowohl aller in Richtung des
Fadenlaufes hintereinander liegender Arbeitsorgane
in gleicher Weise verändert. Diese Arbeitsweise hat den
Nachteil, daß alle Spulen mit vollen Wickeln gleichzeitig
zum Wechseln anstehen, was mit einer unerwünschten
Unterbrechung der Produktion der betreffenden Zwirn
maschine einhergeht.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
eine Zwirnmaschine zu schaffen,
die die Arbeitsgeschwindigkeit
jeder einzelnen einer Vielzahl von Arbeitsstellen
einer Spinnereimaschine unabhängig von der jeweiligen
Arbeitsgeschwindigkeit anderer Arbeitsstellen der
gleichen Maschine in gleicher, vorgegebener Weise
zu verändern gestattet.
Diese Aufgabe wird bei einer Zwirnmaschine nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende
Merkmale gelöst.
Mit der Erfindung ist es möglich, auch bei Veränderung
der Arbeitsgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom jeweiligen
Aufwindedurchmesser der Zwirne auf den Spulen,
einen Wechsel derselben individuell an jeder
Arbeitsstelle vornehmen zu können. Werden von
einer Bedienungsperson nach einem Spulenwechsel
die einzelnen Arbeitsstellen nacheinander wieder
in Betrieb genommen, so kann die im Mittel
auftretende Unterbrechung der Produktion
äußerst klein gehalten werden. Besonders hoch ist dieser
erreichte Vorteil beim Verzwirnen und Aufwinden von Glasfäden.
Die Weiterbildung der Erfindung erfolgt nach den
auf Anspruch 1 rückbezogenen Ansprüchen 2 bis 6.
Hinsichtlich der Weiterbildung nach Anspruch 6 wird
noch angegeben, daß es an sich bekannt ist, bei
Spinnmaschinen verschiedene Drehzahlen bei einer
Arbeitsstelle (DE-OS 22 35 686) zur Wirkung kommen
zu lassen, ohne daß es jedoch möglich ist, unterschiedliche
Drehzahlprogramme an benachbarten
Arbeitsstellen ausführen zu können.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1 die Seitenansicht eines Abschnittes einer Maschine zum
Zwirnen von Glasfäden:
Fig. 2 ein Blockschaltbild der Antriebsorgane des Gegenstandes
der Fig. 1;
Fig. 3 ein Geschwindigkeits/Zeit-Diagramm der Arbeitsorgane der
Maschine der Fig. 1.
Im folgenden ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise
an einer Maschine zum Zwirnen von Glasfäden beschrieben.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, weist die
Maschine 1 ein Antriebsgestellt 2, das nicht im
einzelnen dargestellte Antriebs- und Steuereinrichtung
zum Betrieb der Maschine enthält sowie
ein Maschinengestell 3 auf. Im oberen Teil der
Längsseite dieses Maschinengestells 3 sind Vorlagespulen
4 drehbar gelagert, die durch je einen Elektromotor
5 angetrieben sind und von denen Fäden 6
über Fadenführer 7 zu Läufern laufen, die an Ringen
8 geführt sind, die in einer auf- oder abbewegbaren
Ringbank 9 angeordnet sind. Die Fäden 7 werden auf
Spulen 10 aufgewunden, die auf Spindeln 11 angeordnet
sind. Die Spindeln 11 werden durch je einen
Einzelelektromotor 12 angetrieben, die in einer ortsfesten
Spindelbank 13 befestigt sind. Je eine Vorlagespule
4 mit Motor 5, ein Fadenführer 7, ein Ring 8,
eine Spule 10 auf einer Spindel 11 und ein Spindelmotor
12 bilden eine der in den Fig. 1 und 2 durch
strichpunktierte Linien umrahmten Arbeitsstellen 14.
Die Stromversorgung der Einzelelektromotoren 5 und 12
einer Arbeitsstelle 14 erfolgt von einer Zuleitung 15
aus über je einen Drehzahlsteller 16, der die Drehzahlen
der Motoren durch Veränderung ihrer Speisespannung
und/oder Speisefrequenz zu verändern gestattet. Die Dreh
zahlsteller 16 sind so ausgeführt, daß an ihnen die
Drehzahlen der ihnen zugeordneten Motoren 5 und 12 unabhängig
voneinander einstellbar, jedoch unter Einhaltung
des eingestellten Drehzahlenverhältnisses gemeinsam verstellbar
sind.
Die Verstellung aller Drehzahlsteller 16 einer Maschine
erfolgt gemeinsam von einem zentralen Steuergerät 17
aus über eine Leitung 18. Das zentrale Steuergerät 17
leitet über die Leitung 18 Steuersignale an die Dreh
steller 16, durch die diese veranlaßt werden, die Drehzahlen
der Motoren 5 und 12 allmählich zu verändern, bei
spielsweise zu erhöhen. Die vom Steuergerät 17
ausgehenden Steuersignale können aus Impulsen bestehen,
deren einstellbares, gleichbleibendes Intervall
bei einer Zeitdauer eines Abzugs (dem Füllen
einer Spule 10) von beispielsweise zwei bis acht
Stunden bspw. zwei bis fünf Minuten betragen kann.
Die Intervalle der Impulse sind im zentralen Steuergerät
17 einstellbar. Die Impulse beaufschlagen in
den Drehzahlstellern 16 ein Arbeitselement, das die
an die Motoren 5 und 12 abgegebene Speisespannung
oder Speisefrequenz um einen vorgegebenen Betrag verstellt,
der einer Änderung der Drehzahl um beispielsweise
50 Umdrehungen je Minute entspricht.
Die Anordnung kann auch so getroffen sein, daß das
zentrale Steuergerät 17 Steuerimpulse abgibt, deren
Intervall gleichbleibend, deren Amplitute jedoch verstellbar
ist oder die in gleichbleibenden Zeitabständen
beginnen, deren Zeitdauer jedoch verstellbar ist und
die eine der Amplitude bzw. der Zeitdauer proportionale
Verstellung der Drehzahlen der Motoren 5 und 12 auslösen.
In einer anderen Ausführungsform kann das zentrale Steuergerät
ferner eine kontinuierliche, veränderliche Steuerspannung
oder Steuerfrequenz abgeben, die in den Drehzahlstellern
16 Stellmotoren mit veränderlicher Drehzahl
antreibt, die ein allmähliches Verstellen der Drehzahl
der Motoren 5 und 12 bewirkt, wobei die Verstellgeschwindigkeit
von der Höhe der Steuerspannung bzw. der Steuerfrequenz
bestimmt wird.
In Fig. 3 ist im Kurvenzug 19 der Verlauf der Drehzahl
eines der Motoren 5 oder 12 über einen Abzug dargestellt,
wobei die Abszisse die Zeit und die Ordinate die Drehzahl
wiedergibt. Nach dem Aufstecken einer leeren neuen Hülse
läuft der Antriebsmotor in der Zeit t1 von null auf die
Drehzahl n1 hoch. Die Steilheit dieses Anstiegs ist im
Drehzahlsteller 16 vorprogrammiert. Ausgehend von der Drehzahl
n1 beginnt die allmähliche Veränderung der Drehzahl
des Motors, die in dem dargestellten Beispiel eine Erhöhung
ist. Nach dem Zeitintervall Δt erhält der Drehzahl
steller 16 vom zentralen Steuergerät 17 einen Steuerimpuls,
der ihn veranlaßt, die Drehzahl um delta n
zu erhöhen. Dies wiederholt sich über den Abzug während
der Zeit t2 mehrfach, bis die vorgesehene höchste Drehzahl
n2 erreicht ist. Von dieser Drehzahl n2 aus senkt
der Drehzahlsteller 16 die Drehzahl des Motors während
der Zeit t3 auf null ab. Auch die Steilheit dieses Absenkens
ist im Drehzahlsteller 16 vorprogrammiert.
Die Verstellung der Drehzahl bei einem Verstellschritt
delta n des Drehzahlstellers 16 und die Anzahl der den
Drehzahlsteller in der Zeit t2 erreichenden Stellimpulse
werden so gewählt, daß die vorgesehene höchste Drehzahl n2
ausgehend von der gewählten Ausgangsdrehzahl n1 jedenfalls
vor dem Vollwerden der Spule 10 erreicht wird. Die Anzahl
der die Drehzahlsteller 16 erreichenden Impulse wird durch
Wahl des Impulsintervalles Δt bestimmt. Das Absenken
der Motorendrehzahl auf null kann durch Erreichen der
höchstens vorgesehenen Drehzahl oder durch Erreichen einer
vorgegebenen, durch einen nicht dargestellten Meterzähler
gemessenen Aufwindelänge auf die Spule 10 ausgelöst werden.
Gleichzeitig mit dem Absenken der Motorendrehzahl auf null
im Gefolge des Vollwerdens der Spule 10 wird der Drehzahlsteller
16 in seine Ausgangsstellung zurückgestellt, von
der aus er die Motorendrehzahl nach Wiedereinschalten von
null ausgehend auf die Ausgangsdrehzahl n1 erhöht.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt es, an jeder
einzelnen Arbeitsstelle eine vollgewordene Spule 10
gegen eine leere Hülse auszutauschen, wobei die anderen
Arbeitsstellen unbeeinflußt weiterlaufen können. Nach
Auswechseln einer Spule wird durch Druck auf einen Bedienungsknopf
20 am Drehzahlsteller 16 die Speisung der
Motoren 5 und 12 wieder aufgenommen und damit die Arbeitsstelle
14 in Betrieb gesetzt. An jeder Arbeitsstelle läuft
also das in Fig. 3 dargestellte Drehzahlprogramm gegenüber
den anderen Arbeitsstellen zeitlich gestaffelt ab. In Fig. 3
ist im Kurvenzug 21 strichpunktiert der teilweise Ablauf
des Drehzahlprogrammes an einer anderen Arbeitsstelle eingezeichnet.
Die Kurvenzüge 19 bzw. 21 in Fig. 3 geben die Drehzahl
zweier Motoren 5 oder zweier Motoren 12 wieder.
Es versteht sich, daß der andere, der Arbeitsstelle
zugeordnete Motor gemäß einer geometrisch ähnlichen,
je nach Drehzahlverhältnis zum anderen Motor über oder
unter dem dargestellten Kurvenzug 20 zu liegenden Drehzahlsteuerkurve
22 gesteuert wird.
Das Verhältnis der Drehzahlen der Motoren 5 oder 12 kann
an den Drehzahlstellern 16 eingestellt werden. Bevorzugt
ist vorgesehen, daß dieses Einstellen des Drehzahlverhältnisses
von einem zentralen Verhältnissteller 23 über
eine Leitung 24 erfolgt. Dadurch werden Einstellfehler an
einzelnen Arbeitsstellen vermieden, die zu Abweichungen
in den durch das Verhältnis dieser Drehzahlen bestimmten,
sehr genau einzuhaltenden Werte der Drehungen je Längeneinheit
in den behandelten Fäden führen würden.
In Fig. 3 ist ein feinstufiger, linearer Verlauf der Dreh
zahlveränderung über die Zeit dargestellt. Bei kontinuierlicher
Verstellung der Drehzahlsteller 16 kann auch eine
kontinuierliche Veränderung der Drehzahlen der Motoren 5
und 12 erreicht werden. Die Drehzahlsteller 16 können auch
ohne weiteres so programmiert werden, daß die durch Steuerimpulse
des zentralen Steuergerätes 17 ausgelösten Drehzahlverstellungen
Δn im oberen Drehzahlbereich größer
oder kleiner sind als im unteren Drehzahlbereich. Dadurch
kann ein nicht linearer Verlauf der Drehzahlkurve 19 er
reicht werden, der beispielsweise der unter Umständen
nicht linearen Zunahme des Durchmessers der Auffindespule
über die Zeit t2 entsprechen kann.
Die Drehzahlsteller 16 können auch ferner so ausgebildet sein, daß
bei Bruch des Fadens an der betreffenden Arbeitsstelle,
der dem Drehzahlsteller z. B. durch einen nicht dargestellten
Fadenfühler gemeldet wird, die Drehzahlen der
im zugeordneten Motoren 5 und 12 auf 0 abgesenkt und nach
Beheben des Fadenbruches wieder erhöht werden, und zwar auf die
Drehzahlstufe, die bei Eintritt des Fadenbruches erreicht
war. Die Drehzahlsteller 16 weisen also ein Gedächtnis
für die vor einem eventuellen Abstellen bspw. infolge
Fadenbruches erreichte, z. B. einem bestimmten Aufwindedurchmesser
der Spule 10 zugeordneten Drehzahl oder Drehzahlstufe
auf und suchen diese Drehzahl nach einer Betriebsunterbrechung
im Verlaufe eines Abzuges wieder auf, um
von ihr ausgehend die Drehzahl in der durch das zentrale
Steuergerät 17 aufgegebenen Weise zu verändern.
Es ist auch möglich,
die Drehzahlsteller 16 als Wechselrichter
für 4-Quadrantenbetrieb auszubilden, so daß sie auch
zum Abbremsen der von ihnen gespeisten Motore 5 und 12
dienen können. Dabei speisen sie Energie in die aus einem
Gleichrichter 25 gespeiste, als Gleichstromschiene eines
Gleichstromzwischenkreises ausgebildete Zuleitung 15 zurück
und vermindern damit den Energiebedarf der Maschine.
Die Ausführung mit Gleichstromzwischenkreis und einer
Gleichstromschiene 15, an die alle, für Rückspeisung
eingerichteten Drehzahlsteller 16 angeschlossen sind,
hat darüber hinaus den Vorteil, daß beim Abstellen der
ganzen Maschine einerseits Elektroeinzelmotoren an Arbeitselementen
mit größerer Schwungmasse und damit
langsamerem Auslauf unter Abbremsung Energie in den
Gleichstromzwischenkreis zurückspeisen, durch die andererseits
Einzelelektromotoren an Arbeitselementen mit
geringerer Schwungmasse und überwiegendem Widerstandsmoment,
die rascher zum Stillstand kommen würden, angetrieben
werden. Dies bewirkt einen annähernd synchronen
Auslauf aller Arbeitselemente bis nahe zum Stillstand,
durch den fehlerhafte Einwirkungen auf das behandelte
Produkt vermieden werden.
Es versteht sich, daß die Erfindungen auch an Zwirnmaschinen
anderer Art und anderen Aufbaues als der vorstehend
beschriebenen mit einem oder mehreren drehzahl
veränderbaren Einzelelektromotoren je Arbeitsstelle ausführbar
ist, sie ist insbesondere geeignet für Maschinen
mit einzeln angetriebenen Spindeln zur Aufnahme von Aufwindespulen
wie Ringzwirnmaschinen, Streckzwirnmaschinen,
Umwindespinnmaschinen und ähnlichen.
Claims (6)
1. Zwirnmaschine, insbesondere zum Verzwirnen und zum Aufwinden von Glasfäden, mit
einer Vielzahl von Arbeitsstellen, von denen jede
mindestens einen, die Arbeitsgeschwindigkeit
beeinflussenden, drehzahlveränderbaren Einzelelektromotor
aufweist, dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Arbeitsstelle (14) ein Drehzahlsteller (16)
zugeordnet ist, der die Drehzahl des mindestens
einen Einzelelektromotors (5, 12) steuert und der
von einem zentralen, zur Abgabe diskreter, annähernd gleichmäßig über die
Zeit verteilter Steuerimpulse ausgebildeten Steuergerät (17)
zur Verstellung der Drehzahlen des Einzelelektromotors
mit Steuersignalen beaufschlagbar ist, nachdem
ein willkürlich bestimmbarer Inbetriebnahmevorgang von der Drehzahl 0 auf eine Anfangsdrehzahl (n1) erfolgt ist
und solange, bis eine einstellbare Enddrehzahl (n2)
erreicht ist.
2. Zwirnmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Steuerimpuls jeden Drehzahlsteller
(16) zur Verstellung der Drehzahl des von
ihm gespeisten Elektromotors (5, 12)
um einen vorgegebenen Betrag (Δn) veranlaßt und daß
das Intervall (Δt) der Steuerimpulse einstellbar ist.
3. Zwirnmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zeitdauer eines Steuerimpulses
das Ausmaß der Verstellung der Drehzahl des
Einzelektromotors (5, 12) durch den
Drehzahlsteller (16) bestimmt.
4. Zwirnmaschine nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß jeder Drehzahlsteller (16)
am Ende eines Drehzahlzyklus selbsttätig auf
eine Anfangsstellung zurückgestellt wird,
von der bei Inbetriebnahme die Anfangsdrehzahl
(n1) des Einzelelektromotors
erreichbar ist.
5. Zwirnmaschine nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Drehzahlsteller (16) ein Stellprogramm
enthält, gemäß dem beim Einschalten zu
Beginn eines Drehzahlzyklus die Drehzahlen der
Elektromotoren allmählich von 0 bis zu der einstellbaren
Anfangsdrehzahl (n1) erhöht
und nach Erreichen
der einstellbaren Enddrehzahl (n2) rasch auf 0 abgesenkt
werden.
6. Zwirnmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß bei mindestens
zwei, unabhängig voneinander drehzahlverstellbaren
Einzelelektromotoren je Arbeitsstelle
das Verhältnis der Drehzahlen der
Einzelelektromotoren (5, 12) jeder Arbeitsstelle (14)
durch Verstellen des Verhältnisses zwischen den
Stromspeisungen der Einzelelektromotoren durch jeden
der Drehzahlsteller (16) veränderbar ist.
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