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Dokumentenidentifikation DE3814801A1 16.11.1989
Titel Verfahren zur Überwachung einer elektromotorisch betriebenen Textilmaschinen-Einheit
Anmelder FAG Kugelfischer Georg Schäfer KGaA, 8720 Schweinfurt, DE
Erfinder Leurer, Erwin, 8731 Fuchsstadt, DE
DE-Anmeldedatum 02.05.1988
DE-Aktenzeichen 3814801
Offenlegungstag 16.11.1989
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.11.1989
IPC-Hauptklasse B65H 63/00
IPC-Nebenklasse D01H 13/26   D01H 13/14   H02H 7/08   
Zusammenfassung Zur Erkennung des Fadenbruchs bei einzelmotorisch betriebenen Textilmaschinen-Einheiten wird ein Überwachungsverfahren vorgestellt, wobei die Überwachungsvorrichtung (3) über Widerstände Rx mit dem Motor (2) gekoppelt ist. Die Überwachungsvorrichtung (3) basiert auf einer Abschaltschwelle, die last- und drehzahlunabhängig nur auf Negativstrom reagiert und bei z. B. Fadenbruch die Textilmaschinen-Einheit zum Stillstand bringt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung einer elektromotorisch betriebenen Textilmaschinen-Einheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es sind einige Überwachungsmethoden bzw. Vorrichtungen zur Überwachung von elektromotorisch betriebenen Textilspindeln bekannt geworden, die last- und drehzahlabhängig arbeiten. Dies hat den Nachteil, daß z. B. alle Spulen das gleiche Gewicht aufweisen und mit der gleichen Drehzahl betrieben werden müssen.

So wird in der DE-OS 29 46 031 eine Vorrichtung zum Abschalten eines elektromotorisch betriebenen Einzelspindelantriebes beschrieben, wobei der Stillstand der Spindel über eine nicht näher beschriebene Differenzschaltung und eine ebenfalls nicht beschriebene Abschaltvorrichtung erreicht wird.

Desweiteren soll in Kopplung mit der Abschaltvorrichtung die Fadenzufuhr überwacht bzw. unterbrochen werden, wobei gleichzeitig die Lunte abgesaugt wird. Das Differenzmeßwerk arbeitet mit einem Vergleicher, der individuell für diese Position eingestellt ist. Dies bedeutet, daß jede Position innerhalb der Maschine eine eigene Bezugsspannung besitzen muß, wenn eine Überwachung bei unterschiedlicher Belastung der Motoren erfolgen soll.

In einer weiteren Schrift, der DE-OS 29 50 063 wird eine Überwachungsschaltung zum Erfassen von Betriebsstörungen an einer Textilmaschine beschrieben. Auch hier ist die Überwachung nur möglich, wenn alle elektromotorisch betriebenen Spindeln der gleichen Belastung untereinander ausgesetzt sind und mit gleicher Drehzahl betrieben werden. Jeder Motor bedarf darüber hinaus einer individuellen Einstellung.

Man geht in dieser Schrift davon aus, daß sich der Leistungsbedarf der Spindeln zwar fortlaufend aber auch gleichzeitig ändert. Dies trifft jedoch nicht zu. Es ist als normal zu bezeichnen, daß z. B. infolge Fadenbruchs mehrere Spindeln ein völlig anderes Kopsgewicht aufweisen, als andere Spindeln, die ohne Fadenbruch durchlaufen. Bei einer derartigen Situation, die nicht auszuschließen ist, ist die beschriebene Überwachung nicht mehr funktionstüchtig.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, die aufgezeigten Mängel zu vermeiden und eine Überwachung zur Verfügung zu stellen, die zuverlässig einen Fadenbruch erkennt, ohne den Fadenlauf zu beeinträchtigen. Die Lösung der Aufgabe erfolgt nach den Kennzeichen des Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Ansprüchen 2 bis 4 zu entnehmen.

Die Erfindung geht von der eingangs beschriebenen Textilmaschinen- Einheit aus, wobei vorausgesetzt wird, daß die Einheit einzelmotorisch angetrieben wird.

Die erfindungsgemäße Überwachung basiert auf der Abschaltschwelle, die nur auf negative Strömänderungen/Spannungsänderungen reagiert. Hierbei ist die Abschaltschwelle so eingestellt, daß bei Unterschreitung einer Mindestleistungsaufnahme das Signal gegeben wird.

Tritt nun, bei z. B. einer Zwirn- oder Spinnspindel, ein Fadenbruch auf, der bekanntlich einen schnellen Leistungsabfall mit sich bringt, reagiert die Überwachung sofort und bringt über eine Bremsschaltung die Spindel zum Stillstand. Der Fadenbruch wird optisch angezeigt, registriert und zu einem Auswerterechner transferiert. Nach Behebung des Fadenbruchs und Neustart der Spindel wird die Anzeige automatisch gelöscht. Die Abschaltschwelle ist separat für jede Einheit ausgelegt, so daß die Überwachung völlig unabhängig von der Größe der Dauerlast und der Motordrehzahl, sowie unabhängig von den benachbarten Spindeln arbeitet. Dies bedeutet wiederum, daß Spindeln mit unterschiedlicher Garnbelastung und auch unterschiedlicher Spindeldrehzahl auf einer Maschine überwacht werden können. Eine Zwirnspindel ist hier nur als Beispiel angeführt. Die Überwachung ist an diversen einzelmotorisch betriebenen Textilmaschinen-Einheiten wie z. B. Streckwerken, Aufspulmaschinen, Texturierspindeln und der gleichen, einsetzbar.

Bei anders gearteten Fehlern, z. B. Motorübertemperatur ist ein Übertemperaturschalter und eine besondere Anzeige eingebaut, die auch gesondert registriert wird. Hierdurch wird eine Fehlersuche, ob mechanisch oder garntechnologisch, vermieden. Das Bedienungspersonal erkennt hierdurch sofort die Fehlerursache. Auch im letzteren Fall wird die Anzeige bei Neustart des Motors wieder gelöscht.

Die Erfindung soll an einigen Beispielen noch näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 die Zwirnstelle in einer Streckzwirnmaschine bestehend aus Zwirnspindel, Galettenwerk und Aufspulung,

Fig. 2 den Galettenantrieb in der Seitenansicht zu Fig. 1,

Fig. 3 eine Umspinnstelle innerhalb einer Umspinnmaschine bestehend aus Ablaufspule, Umspinnspindel und Aufspulung,

Fig. 4 eine Doppeldrahtspindel,

Fig. 5 eine Scheibentexturierspindel,

Fig. 6 das Blockschaltbild der Überwachung.

In Fig. 1 und 2 wird eine einzelne Zwirnstelle innerhalb einer Streckzwirnmaschine dargestellt. Die Zwirnspindel 1 wird über den Motor 2 direkt angetrieben. Die Überwachung derselben erfolgt über die Überwachungseinrichtung 3, die über Rx mit dem Motor 2 verbunden ist. Der Faden y wird über die Ringbank 4, dem Spinnring 5 und dem Ringläufer 6 zur Streckgalette 7 geführt. Die Streckgalette 7 ist wiederum von dem Motor 2, Fig. 2, der von der Überwachungseinrichtung 3 überwacht wird, angetrieben. Die Streckung erfolgt über die Verlegerolle 8 wovon der Faden y sodann durch den Heizer 9 zum Lieferwerk geführt wird. Die Lieferwalze 10 wird vom Motor 2 betrieben. Die Überwachung erfolgt über die Überwachungsvorrichtung 3. Über die Druckrolle 11 gelangt der Faden y zur Aufspulung. Auch hier erfolgt der Antrieb der Aufspulwalze 12 über den Motor 2, der ebenfalls von der Überwachungsvorrichtung 3 überwacht wird. Der Faden y wird sodann auf die Spule 13 aufgewickelt. Bei allen vier Motoren ist eine Verbindung zueinander geschaffen, so daß jeder Fehler innerhalb der Zwirnstelle der einzelnen Einheit gemeldet wird, welche dann durch Stillstand reagiert.

In Fig. 3 wird eine einzelne Umspinnstelle innerhalb einer Umspinnmaschine dargestellt. Von der Ablaufspule 14 wird der Faden x durch die Hohlseele der Umspinnspindel 15 geführt. Die Umspinnspindel 15 wird vom Motor 2 direkt betrieben und von der Überwachungsvorrichtung 3, die über Rx mit dem Motor 2 verbunden ist, überwacht. Von der Spule 16 wird dem Faden x ein Faden y zugeführt, der den Faden x umspinnt, und gelangt sodann zur Aufspulung. Die Aufspulwalze 17 wird wiederum vom Motor 2, welcher von der Überwachungsvorrichtung 3 überwacht wird, angetrieben. Die Aufspulung erfolgt auf die Spule 18.

In Fig. 4 wird eine Doppeldrahtzwirnspindel 19, die über den Motor 2 angetrieben wird, dargestellt. Die Überwachung erfolgt wiederum über die Überwachungsvorrichtung 3, die über Rx mit dem Motor 2 verbunden ist.

Fig. 5 stellt eine Scheibentexturierspindel 20 dar. Der Motor 2 ist in dem Gehäuse 21 der Scheibentexturierspindel 20 integriert und wird von der Überwachungsvorrichtung 3, die wiederum über Rx mit dem Motor 2 verbunden ist, überwacht.

Fig. 6 zeigt das Blockschaltbild der Überwachungseinrichtung. Hierbei liegen die Meßwiderstände Rx in der Zuleitung zum Motoraggregat. Während des Betriebes fließt durch die Widerstände Rx ein lastabhängiger Strom I. Am Widerstand R entsteht durch den Strom 1 ein Spannungsabfall U1. Über den Trafo T wird diese Spannung U1 auf einen höheren Wert transformiert. Da der Widerstand R einen Wert von z. B. 0,27 Ω hat, wodurch keine nennenswerte zusätzliche Last erzeugt wird, ergibt sich bei einem Strom von 1 A eine Spannung U1 von 0,27 V. Durch den Trenntrafo T wird U1 hochtransformiert für die weitere Auswertung.

Die Bauteile V1 und C1 dienen zum Gleichrichten und Glätten des Signales. An V2 entsteht die Spannung U3, die sich nun proportional zum Strom I ändert. V2 bewirkt eine nochmalige Verstärkung von U3 und eine Trennung von U4. Durch den Kondensator C2 wird der Gleichspannungsanteil in der Spannung U4 zum Punkt P entkoppelt. Die Spannung am Punkt P beträgt, bedingt durch die beiden gleich großen Widerstände Rv1 und Rv2 bei einer Versorgungsspannung von U5 = 12 V = U5/2 = 6 V. Eine Spännungsänderung am Punkt P,U5 erfolgt nur durch einen schnellen Spannungsanstieg oder Spannungsabfall durch U4. Der Kondensator C2 läßt schnelle Spannungsänderungen passieren und wird hochohmig, wenn die Spannung konstant bleibt. Durch die Größe von Rv1 und Rv2 sowie C läßt sich die Reaktionsschnelligkeit und so mit die Empfindlichkeit beeinflussen. Der elektronische Baustein V3 vergleicht die Spannung U5 mit der Spannung U6 und erzeugt an U7 eine Pegeländerung, wenn U5 den Wert von U6 unterschritten hat. Da die Spannungsänderung von U5 am Punkt P durch C2 sowie Rv1 und Rv2 nur abhängig ist von der Spannungsänderung von U4 und nicht vom absoluten Wert von U4, bleibt die Grenzwerteinstellung von U6 gültig, unabhängig von der Motorstromgröße I des Aggregates. Nur bei einer schnellen Änderung ins Negative von U4, dies tritt z. B. bei Fadenbruch auf, reagiert die Überwachungselektronik. Die Pegeländerung an U7 setzt den Speicher V4. Dieser Speicherbaustein V4 zeigt über LED1 Fadenbruch an, bis das Aggregat über den Taster S1 neu gestartet wird und das Signal verlischt. Gleichzeitig mit LED1 wird über die Zeitstufe V6 das Bremsrelais K1 betätigt, das dem Motor eine Bremsspannung zuführt. Nach einer an V6 einstellbaren Zeit wird das Bremsrelais K1 wieder abgeschaltet und das Aggregat ist wieder im Einsatz.

Bei Aggregatstop wird über den Taster S2 das Bremsrelais K1 ebenfalls über die Zeitstufe V6 geschaltet. Jeder Motor besitzt einen Übertemperaturschalter S3. Überschreitet der Motor seine maximal zulässige Temperatur, schaltet S3 den Speicherbaustein V5. Der Speicherbaustein V5 zeigt über LED2 die Motor-Übertemperatur an. Gleichzeitig wird über die Kopplung von V4, V6 und K1 der Motor abgebremst. Die Anzeige Motor-Übertemperatur erlischt, wenn das Aggregat über S1 neu gestartet wird.

Beim Starten des Aggregates entsteht am Punkt P eine positive Spitze. Die Überwachungselektronik wird durch das Startsignal erst nach der Hochlaufphase über ein Zeitglied aktiviert. Die Hochlaufphase des Motors hat keinen Einfluß auf die Überwachungselektronik.

Über den zentralen Potentiometer R läßt sich zentral für jede Position durch eine einstellbare untere Grenzspannung eine prozentuale Abschaltschwelle für jede Position einstellen.

Stückliste der Fig. 1 bis 5

1 Zwirnspindel

2 Motor

3 Überwachungsvorrichtung

4 Ringbank

5 Spinnring

6 Ringläufer

7 Streckplatte

8 Verlegerolle

9 Heizer

10 Lieferwalze

11 Druckrolle

12 Aufspulwalze

13 Spule

14 Ablaufspule

15 Umspinnspindel

16 Spule

17 Aufspulwalze

18 Spule

19 Doppeldrahtspindel

20 Scheibentexturierspindel

21 Gehäuse


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur Überwachung einer elektromotorisch betriebenen Textilmaschinen-Einheit auf Fadenbruch, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Leistungsaufnahme des Motors (2) gemessen, mit einem vorgegebenen Wert verglichen und bei schnellem Abfall der Leistungsaufnahme unter einen bestimmten Mindestwert ein Signal gegeben wird, welches die Textilmaschinen-Einheit (1, 7, 10, 13 usw.) abschaltet.
  2. 2. Verfahren zur Überwachung einer elektromotorisch betriebenen Textilmaschinen-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschaltung nur bei negativen Stromänderungen/Spannungsänderungen erfolgt.
  3. 3. Verfahren zur Überwachung einer elektromotorisch betriebenen Textilmaschinen-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschaltung nur durch eine über Potentiometer einstellbare Spannungsgröße, bei Mehrspindelmaschinen für alle Motoren (2) erfolgt.
  4. 4. Verfahren zur Überwachung einer elektromotorisch betriebenen Textilmaschinen-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stillstand der Textilmaschinen-Einheit (1, 7, 10, 13, usw.) über eine Datenerfassung registriert und gleichzeitig eine Auswertung vorgenommen wird.






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