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Dokumentenidentifikation DE4228300A1 03.03.1994
Titel Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung von Spinnstellen
Anmelder Maschinenfabrik Rieter AG, Winterthur, CH
Erfinder Wolf, Horst, Winkel, CH
Vertreter Manitz, G., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat.; Finsterwald, M., Dipl.-Ing. Dipl.-Wirtsch.-Ing., 80538 München; Rotermund, H., Dipl.-Phys., 70372 Stuttgart; Heyn, H., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat., Pat.-Anwälte, 80538 München
DE-Anmeldedatum 26.08.1992
DE-Aktenzeichen 4228300
Offenlegungstag 03.03.1994
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.03.1994
IPC-Hauptklasse D01H 13/14
IPC-Nebenklasse D01H 13/26   
Zusammenfassung Es wird ein Verfahren zur Überwachung von Spinnstellen (1) einer Spinnmaschine, insbesondere einer Ringspinnmaschine mit an den Spinnstellen (1) angeordneten Spindeln (3), auf die das produzierte Garn aufgewickelt wird, angegeben. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß während der Anlaufphase, der Betriebsphase und der Auslaufphase zumindest eines die Spindeln (3) antreibenden Motors mindestens an einem Teil der Spinnstellen (1) zumindest zeitweise unmittelbar die Drehzahl der Spindel (3) oder die Leistungsaufnahme des Spindelmotors (5) als repräsentativer Istwert ermittelt wird. Dieser Istwert wird jeweils mit einem vorgebbaren, gemäß einem vorgegebenen Drehzahlprogramm zeitlich variablen Sollwert verglichen. Bei Abweichung des Istwertes vom Sollwert und einen vorgegebenen oberen Schwellenwert nach oben oder einen vorgegebenen unteren Schwellenwert nach unten wird abhängig von der Art der Abweichung eine Klassifizierung der Störung im einen Fall als Fadenbruch oder Schnellauf bzw. im anderen Fall als Schleichlauf vorgenommen und ein entsprechendes Alarmsignal ausgelöst. Insbesondere wird die Spinnstelle (1) oder die gesamte Spinnmaschine abgeschaltet.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung von Spinnstellen einer Spinnmaschine, insbesondere einer Ringspinnmaschine mit an den Spinnstellen angeordneten Spindeln, auf die das produzierte Garn aufgewickelt wird. Ferner ist die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gerichtet.

Aus der DE-OS 40 10 376 ist ein Einzelspindelantrieb für eine Arbeitsstelle einer Ringspinnmaschine bekannt, der aus einem Drehstromsynchronmotor besteht. Die drei Wicklungen des Drehstrommotors sind in der Anlauf- und der Stillsetzungsphase mit den drei Phasen des Drehstromnetzes verbunden, wodurch das bei der Anlauf- und Stillsetzungsphase benötigte hohe erforderliche Drehmoment erreicht werden kann.

In der Betriebsphase, d. h. nach dem Erreichen der Nenndrehzahl, wird eine der Drehstromwicklungen von der zugehörigen Phase getrennt, so daß aus der in der abgetrennten Wicklung induzierten Spannung direkt die Drehzahl des Spindelmotors bestimmt werden kann. Durch einen Vergleich mit einer vorgegebenen Solldrehzahl können da durch Abweichungen der Istdrehzahl erkannt werden, die beispielsweise aufgrund eines Fadenbruchs auftreten.

Da die Drehzahl nur während der Betriebsphase bestimmt werden kann, ist nur für diese eine Überwachung der Spinnstellen möglich. Der für Fadenbrüche besonders kritische Bereich des Anlaufens des Motors kann dabei nicht auf Fadenbrüche hin überprüft werden.

Darüber hinaus werden in der Praxis auch Spinnmaschinen verwendet, bei denen nicht jede Spindel von einem Einzelspindelmotor angetrieben wird, sondern bei denen eine Vielzahl von Spindeln über beispielsweise einen Bandantrieb von einem Zentralmotor angetrieben werden. Nach der DE-OS 40 10 376 kann bei Verwendung eines solchen Zentralmotors nicht auf die einzelnen Drehzahlen der von diesem angetriebenen Spindeln geschlossen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Überwachung von Spinnstellen einer Spinnmaschine anzugeben, mit dem in allen Funktionsphasen, also während der Anlaufphase, der Betriebsphase und der Auslaufphase der die Spindeln antreibenden Motoren eine sichere Erkennung und Klassifizierung von Störungen, wie beispielsweise Fadenbruch und Schnellauf bzw. Schleichlauf gewährleistet werden kann. Dabei soll das Verfahren sowohl für Spinnmaschinen mit Einzelspindelantrieb als auch für Spinnmaschinen mit Zentralantrieb geeignet sein. Ferner soll eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens angegeben werden.

Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung durch den kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der jeweilige Sollwert von einer Programmsteuervorrichtung berechnet, wobei insbesondere als jeweiliger Sollwert der Mittelwert aller zum aktuellen Zeitpunkt gemessenen Istwerte verwendet wird. Dadurch entfällt zum einen die Notwendigkeit einer Vorabbestimmung des Sollwertverlaufs und zum anderen werden Umgebungseinflüsse, die sich auf alle Spindeln gleichmäßig auswirken, kompensiert.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Alarmsignal erst dann ausgelöst, wenn sich der Istwert vom Sollwert um einen Schwellenwert für eine bestimmte Mindestzeitdauer unterscheidet. Die Zeitdauer kann z. B. eine Ringrahmen-Hubdauer oder ein Teil von ihr, beispielsweise nur die Aufwärtshubzeit sein. Vorzugsweise beträgt die Mindestzeitdauer zwischen 10 Sekunden und 10 Minuten, insbesondere zwischen 20 Sekunden und 7 Minuten, bevorzugt zwischen 30 Sekunden und 5 Minuten. Durch die Einführung einer Mindestzeitdauer werden kurzzeitige Störungen, die keinen anhaltenden Einfluß auf den Betrieb der Spinnmaschine haben, unterdrückt, so daß ein Fehlalarm und beispielsweise ein unnötiges Abschalten der Spinnmaschine vermieden wird.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird, wenn der Istwert den Sollwert um den unteren Schwellenwert unterschreitet, die Störung als eine zu langsame Drehgeschwindigkeit der Spindel klassifiziert. Dabei wird bei einer Unterschreitung um einen ersten unteren Schwellenwert die Verwendung eines zu schweren Läufers und bei einer Unterschreitung um einen größeren, zweiten unteren Schwellenwert eine mechanische Störung im Spindellager angezeigt. Bei einem Antrieb mehrerer Spindeln über einen gemeinsamen Riemen wird die Unterschreitung des Sollwertes um den zweiten unteren Schwellenwert als zu schwach gespannter bzw. defekter Riemen eingestuft. Entsprechend kann, wenn der Istwert den Sollwert um den oberen Schwellenwert überschreitet, die Störung als eine zu schnelle Drehgeschwindigkeit der Spindel klassifiziert werden, womit insbesondere Fadenbruch, die Verwendung eines zu leichten Läufers oder das Fehlen einer Kopshülse erkannt wird.

Bei einem Antrieb mehrerer Spindeln über einen gemeinsamen Riemen kann vorzugsweise die Drehzahl nur einer dieser Spindeln bestimmt werden, wobei bei einer Unterschreitung des Sollwertes durch den Istwert um mindestens den zweiten unteren Schwellenwert ein zu schwach gespannter bzw. defekter Riemen angezeigt wird.

Vorteilhaft wird bei einer Klassifizierung als schwerwiegende Störung, wie z. B. Lagerschaden, die Spinnmaschine sofort abgeschaltet, um eine weitergehende Beschädigung zu vermeiden. Bei Erkennen eines falschen Läufers kann dagegen vom Bedienungspersonal zunächst überprüft werden, ob ein sofortiges Abschalten nötig ist.

Die Klassifizierung der Störung führt dazu, daß nach Abschalten der Spinnmaschine die zuständige Betriebsperson den entsprechenden Schaden schneller beheben kann.

Bevorzugt wird der Istwert jeweils einmal pro Ringbankhub zwischen dem unteren und dem oberen Totpunkt der Ringbank ermittelt. Die Bestimmung des Istwertes wird dabei bei einem bestimmten, einstellbaren Abstand der Ringbank bezogen auf den jeweiligen unteren Totpunkt durchgeführt. Insbesondere wird dieser Abstand für alle Messungen gleich eingestellt. Durch die Bestimmung der Sollwerte jeweils an einer gleichen relativen Höhe eines Ringbankhubes ist ein korrekter Vergleich mit den für diese Ringbankhöhe abgespeicherten Sollwerten möglich.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird die Drehzahl einer Spindel gemäß einem vorgegebenen Drehzahlprogramm bei einer Aufwärtsbewegung des Ringrahmens so erniedrigt und bei einer Abwärtsbewegung des Ringrahmens so erhöht, daß die Fadenspannung konstant ist. Dadurch kann eine hohe Qualität des zu erzeugenden Garnes gewährleistet werden.

Es kann aber auch die Drehzahl einer Spindel gemäß einem vorgegebenen Drehzahlprogramm bei einer Aufwärtsbewegung des Ringrahmens so erhöht und bei einer Abwärtsbewegung des Ringrahmens so erniedrigt werden, daß die Läufergeschwindigkeit konstant ist. Dadurch kann die Läuferlage stabil gehalten werden, wodurch weniger Verschleiß auftritt.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die oberen und unteren Schwellenwerte so groß gewählt, daß Drehzahländerungen, die aufgrund der Regulierung der Fadenspannung bzw. der Läufergeschwindigkeit vorgenommen werden, unter den oberen und unteren Schwellenwerten liegen. Dadurch wird vermieden, daß Drehzahländerungen, die aufgrund der Regulierung der Fadenspannung bzw. der Läufergeschwindigkeit vorgenommen werden, als Störungen klassifiziert werden und dadurch der Betrieb der Spinnmaschine unterbrochen wird.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung ist jeder Spindel ein unmittelbar die Drehzahl der Spindel oder die Leistungsaufnahme des die Spindel antreibenden Motors aufnehmender Signalwertgeber zugeordnet, dessen Ausgang mit dem ersten Eingang eines Komparators verbunden ist. Am zweiten Eingang des Komparators liegt ein von einer Programmsteuervorrichtung gelieferter, zeitlich variabler Sollwert an, der fortlaufend mit dem Ausgangssignal des Signalwertgebers verglichen wird. Der Ausgang des Komparators ist dabei an einem Schwellenwertschalter angeschlossen, der bei einer Abweichung des Ausgangssignals des Signalwertgebers vom jeweiligen Sollwert um einen vorgegebenen oberen Schwellenwert nach oben oder einen unteren Schwellenwert nach unten eine mit ihm verbundene Alarmvorrichtung ansteuert.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung umfaßt die Programmsteuervorrichtung einen Speicher und einen Steuerteil, wobei im Speicher ein vorgegebener Sollwertverlauf abgespeichert ist und der Steuerteil den dem jeweiligen Spinnzeitpunkt entsprechenden Wert des Sollwertverlaufs dem Komparator als Sollwert zuführt.

Die Programmsteuervorrichtung kann aber auch eine Vorrichtung zur Bildung des Mittelwertes der jeweiligen Istwerte aller Spinnstellen und einen Steuerteil umfassen, wobei der Steuerteil den gebildeten Mittelwert dem Komparator als Sollwert zuführt.

Bevorzugt umfaßt die Alarmvorrichtung Schalter, mit denen die einzelnen Spindelmotoren bzw. die gesamte Spinnmaschine abgeschaltet werden können. Zusätzlich können noch Anzeigevorrichtungen vorhanden sein, die die Art der erkannten Störungen, insbesondere Schleicherspindeln und Fadenbruch anzeigen.

Zur Drehzahlmessung der Spindeln umfaßt nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung der die Drehzahl aufnehmende Signalwertgeber mindestens einen mit der Spindel fest verbundenen magnetischen Sender, insbesondere einen Dauermagneten, einen von der Spindel getrennten magnetischen Empfänger und einen Impulsgeber. Der magnetische Empfänger ist dabei so angeordnet, daß die vom magnetischen Sender abgegebene magnetische Strahlung je nach Drehposition der Spindel vom magnetischen Empfänger in unterschiedlicher Stärke erfaßt wird. Der Impulsgeber erzeugt dabei einen elektrischen Puls, solange die empfangene Stärke der magnetischen Strahlung einen vorgegebenen magnetischen Schwellenwert überschreitet. Die Anzahl der elektrischen Pulse pro Zeiteinheit ist dann ein Maß für die Drehzahl der Spindeln.

Dabei kann entweder jeder Spindel ein eigener magnetischer Empfänger zugeordnet sein oder beispielsweise nur ein magnetischer Empfänger für eine ganze Maschinenseite vorgesehen sein. Dieser kann z. B. an einem fahrbaren Bedienungsgerät angebracht sein, das die an dieser Maschinenseite liegenden Spinnstellen nacheinander abfährt.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung umfaßt der die Drehzahl aufnehmende Signalwertgeber mindestens eine mit der Spindel fest verbundene Zahnscheibe, eine Lichtschrankenanordnung und einen Impulsgeber. Die Zahnscheibe und die Lichtschrankenanordnung sind dabei so angeordnet, daß der Lichtstrahl zwischen zwei nebeneinander liegenden Zähnen der Zahnscheibe hindurchtreten kann und bei Drehung der Spindel von den Zähnen der Zahnscheibe periodisch unterbrochen wird. Der Impulsgeber erzeugt dabei einen elektrischen Puls, solange der Lichtstrahl nicht unterbrochen ist. Die Anzahl dieser elektrischen Pulse pro Zeiteinheit ist wiederum ein Maß für die Drehzahl der Spindel.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Der Vorteil der Erfindung liegt darin, daß eine Bestimmung der Spindeldrehzahl beginnend mit dem Anlaufen der Spindelmotoren fortlaufend während der Betriebsphase bis hin zum Stillstand der Spindeln möglich und nicht auf die eigentliche Betriebsphase beschränkt ist. Es kann also insbesondere auch der für Fadenbrüche besonders kritische Bereich des Anlaufens des Motors auf Fadenbrüche hin überprüft werden.

Da die Drehzahl direkt an den Spindeln gemessen wird, ist das erfindungsgemäße Verfahren sowohl beim Betrieb mit Einzelspindelmotoren als auch beim Betrieb mit einem Zentralmotor anwendbar. Bei Antrieb mittels Zentralmotor kann jedoch in der Regel nur Schleichlauf, beispielsweise aufgrund falscher Riemenspannung oder eines defekten Riemens erkannt werden. Fadenbruch an einer Spinnstelle führt normalerweise nicht zu einer Drehzahlerhöhung des Zentralmotors.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist sehr vielseitig einsetzbar und kann insbesondere auch an bisher eingesetzten Spinnmaschinen leicht nachgerüstet werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert; in dieser zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Motorsteuerung für eine erfindungsgemäße Vorrichtung,

Fig. 3 ein Diagramm zur Darstellung der Spindeldrehzahl im Normalbetrieb, und bei auftretenden Störungen und

Fig. 4 ein Diagramm mit der Darstellung von zwei alternativen Drehzahlverläufen der Spindeln zur Regelung der Fadenspannung bzw. der Läufergeschwindigkeit und dem korrespondierenden Hubverlauf der Ringbank.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung zur Überwachung einer Spinnstelle 1 mit einer Spindel 3, die von einem Einzelmotor 5 angetrieben werden kann. Der Einzelmotor 5 ist über einen Schalter 7 mit einer Motorsteuerung 9 verbunden.

Am unteren Ende der Spindel 3 ist an einer Spindelgrundplatte 11 ein Magnet 13 angebracht. In Höhe des Magneten 13 ist ein magnetischer Empfänger 15 angeordnet, der an einem Impulsgeber 17 angeschlossen ist. Der Magnet 13, der magnetische Empfänger 15 und der Impulsgeber 17 bilden einen Signalwertgeber 19 dessen Ausgang mit einem ersten Eingang I eines Komparators 21 verbunden ist. Der zweite Eingang II des Komparators 21 ist an einer Programmsteuervorrichtung 23 angeschlossen, die einen Speicher 24 zur Abspeicherung eines Sollwertverlaufs der Spindeldrehzahl und einen Steuerteil 26 umfaßt.

Der Ausgang des Komparators 21 ist mit einem Schwellenwertschalter 25 verbunden, an dessen Eingang O ein oberer Schwellenwert So und am Eingang U ein unterer Schwellenwert Su anliegt.

Am Ausgang des Schwellenwertschalters 25 ist eine Alarmvorrichtung 27 angeschlossen, die zum einen mit dem Schalter 7 und zum anderen mit zwei Anzeigelampen 29, 31 verbunden ist.

Im Normalbetrieb ist der Schalter 7 geschlossen. Der Einzelmotor 5 wird über die Motorsteuerung 9 nach einem bestimmten Drehzahlprogramm mit Strom versorgt und treibt die Spindel 3 gemäß dem Drehzahlprogramm an. Da die Spindel 3, die Spindelgrundplatte 11 und der Magnet 13 fest miteinander verbunden sind, rotiert der Magnet 13 um die Spindel 3 mit deren Drehzahl NSp.

Bewegt sich der Magnet 13 an dem magnetischen Empfänger 15 vorbei, so wird von diesem die magnetische Strahlung empfangen und vom Impulsgeber 17 ein elektrischer Impuls erzeugt. Vom Signalwertgeber 19 wird der aus der Anzahl der Impulse pro Zeiteinheit ermittelte Istwert der Spindeldrehzahl dem Eingang I des Komparators 21 zugeführt und mit dem am Eingang II anliegenden, von der Programmsteuervorrichtung 23 gelieferten aktuellen Sollwert verglichen. Dieser aktuelle Sollwert wird aus dem im Speicher 24 abgespeicherten Sollwertverlauf für den aktuellen Spinnzeitpunkt vom Steuerteil 26 entnommen und an den Eingang II des Komparators angelegt.

Überschreitet der aktuelle Istwert den aktuellen Sollwert um mindestens den Schwellenwert So, so liefert der Schwellenwertschalter 25 ein Signal an die Alarmvorrichtung 27, wodurch diese den Schalter 7 öffnet und damit den Antrieb des Einzelmotors 5 und der Spindel 3 unterbricht. Gleichzeitig zeigt die Anzeigelampe 29 eine zu schnelle Drehgeschwindigkeit der Spindel, beispielsweise aufgrund von Fadenbruch an.

Unterschreitet der gemessene Istwert der Spindeldrehzahl den von der Programmsteuervorrichtung 23 vorgegebenen aktuellen Sollwert um mindestens den Schwellenwert Su, so liefert der Schwellenwertschalter 25 ein Signal an die Alarmvorrichtung 27, wodurch der Schalter 7 geöffnet und damit der Antrieb des Einzelmotors 5 und der Spindel 3 unterbrochen wird. Gleichzeitig zeigt die Anzeigelampe 31 eine Schleicherspindel, beispielsweise aufgrund einer mechanischen Störung im Spindellager an.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der Motorsteuerung 9 nach Fig. 1. Diese umfaßt einen Steuerungsblock 33, der einen Frequenzumrichter 35 ansteuert. Der Ausgang des Frequenzumrichters 35 ist mit Einzelmotoren 5 verschiedener Spinnstellen 1 verbunden.

Der Steuerungsblock 33 steuert den Frequenzumrichter 35 gemäß einem vorgegebenen Drehzahlprogramm so an, daß die Einzelmotoren 5 mit Strom variabler Frequenz versorgt werden, so daß der durch das Drehzahlprogramm vorgegebene Drehzahlverlauf der Spindeln 3 gewährleistet wird.

In Fig. 3 ist ein Drehzahlverlauf einer Spindel 3 über der Zeit im Normalbetrieb 37, bei Fadenbruch 39 und bei Auftreten einer Schleicherspindel 41 angetragen.

Im Normalbetrieb fällt die Drehzahl NSp nach dem Einschalten des Spindelmotors 5 von einem Anfangswert N0 auf einen Endwert N1.

Tritt zum Zeitpunkt t1 eine Störung, beispielsweise ein Fadenbruch auf, so nimmt die Drehzahl gemäß dem Drehzahlverlaufe 39 plötzlich zu und anschließend einen konstanten Wert an. Ist der Unterschied zwischen dem Drehzahlverlauf 37 und 39 größer als der Schwellenwert So, so unterbricht die Alarmvorrichtung 27 den Antrieb der Spindel 3 und zeigt die Störung durch die Anzeigelampe 29 an.

Tritt dagegen zum Zeitpunkt T2 eine Störung durch ein schadhaftes Lager auf, so verläuft die Drehzahl gemäß dem Drehzahlverlauf 41. Unterschreitet der Drehzahlverlauf den Sollverlauf 37 um mindestens den Schwellenwert Su, so unterbricht die Alarmvorrichtung 27 den Antrieb der Spindel 3 und zeigt die Störung durch die Anzeigelampe 31 an.

Fig. 4 zeigt die Drehzahlverläufe einer Spindel 3 für eine konstante Fadenspannung NSpF bzw. eine konstante Läufergeschwindigkeit NSpL und den prinzipiellen Hubverlauf der Ringbank HRR über der Zeit.

Im Gegensatz zu Fig. 3, in der eine Drehzahlsteuerung mit konstanter Abnahme der Drehzahl der Spindel 3 dargestellt ist, muß zum Erreichen einer konstanten Fadenspannung bzw. einer konstanten Läufergeschwindigkeit die Drehzahl entsprechend dem Diagramm aus Fig. 4 gesteuert werden.

Zum Erhalten einer konstanten Fadenspannung wird bei einer Aufwärtsbewegung des Ringrahmens jeweils die Motordrehzahl verringert und bei einer Abwärtsbewegung des Ringrahmens entsprechend erhöht. Da die Garnqualität in hohem Maße von der Fadenspannung abhängt, kann durch eine konstante Fadenspannung eine deutliche Verbesserung der Garnqualität erreicht werden.

Um eine konstante Läufergeschwindigkeit zu erreichen muß bei einer Aufwärtsbewegung des Ringrahmens die Motordrehzahl erhöht und bei einer Abwärtsbewegung entsprechend verringert werden. Nur durch eine konstante Läufergeschwindigkeit kann eine stabile Läuferlage garantiert werden, wodurch weniger Verschleiß auftritt.

Es muß daher von Fall zu Fall entschieden werden, ob einer konstanten Fadenspannung oder einer konstanten Läufergeschwindigkeit der Vorzug gegeben werden soll.

Bezugszeichenliste

1 Spinnstelle

3 Spindel

5 Einzelmotor

7 Schalter

9 Motorsteuerung

11 Spindelgrundplatte

13 Magnet

15 magnetischer Empfänger

17 Impulsgeber

19 Signalwertgeber

21 Komparator

23 Programmsteuervorrichtung

24 Speicher

25 Schwellenwertschalter

26 Steuerteil

27 Alarmvorrichtung

29 Anzeigelampe für Fadenbruch

31 Anzeigelampe für Schleichlauf

33 Steuerungsblock

35 Frequenzumrichter

37 Drehzahlverlauf im Normalbetrieb

39 Drehzahlverlauf bei Fadenbruch

41 Drehzahlverlauf bei Schleicherspindeln


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur Überwachung von Spinnstellen (1) einer Spinnmaschine, insbesondere einer Ringspinnmaschine mit an den Spinnstellen (1) angeordneten Spindeln (3), auf die das produzierte Garn aufgewickelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß während der Anlaufphase, der Betriebsphase und der Auslaufphase zumindest eines die Spindeln (3) antreibenden Motors (5) mindestens an einem Teil der Spinnstellen (1) zumindest zeitweise unmittelbar die Drehzahl der Spindel (1) oder die Leistungsaufnahme des Spindelmotors (5) als repräsentativer Istwert ermittelt wird, dieser Istwert jeweils mit einem vorgebbaren, gemäß einem vorgegebenen Drehzahlprogramm zeitlich variablen Sollwert verglichen wird und bei Abweichung des Istwertes vom Sollwert um einen vorgegebenen oberen Schwellenwert (So) nach oben oder einen vorgegebenen unteren Schwellenwert (Su) nach unten abhängig von der Art der Abweichung eine Klassifizierung der Störung im einen Fall als Fadenbruch oder Schnellauf bzw. im anderen Fall als Schleichlauf vorgenommen und ein entsprechendes Alarmsignal ausgelöst, insbesondere die Spinnstelle (1) oder die gesamte Spinnmaschine abgeschaltet wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige Sollwert von einer Programmsteuervorrichtung (23) berechnet wird, insbesondere als jeweiliger Sollwert der Mittelwert aller zum aktuellen Zeitpunkt gemessenen Istwerte verwendet wird.
  3. 3. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das Alarmsignal erst dann ausgelöst wird, wenn sich der Istwert vom Sollwert um den oberen oder unteren Schwellenwert für eine bestimmte Mindestzeitdauer unterscheidet.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Mindestzeitdauer vorzugsweise zwischen 10 Sekunden und 10 Minuten, insbesondere zwischen 20 Sekunden und 7 Minuten, bevorzugt zwischen 30 Sekunden und 5 Minuten beträgt.
  5. 5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß, wenn der Istwert den Sollwert um den unteren Schwellenwert (Su) unterschreitet, die Störung als eine zu langsame Drehgeschwindigkeit der Spindel (3) klassifiziert wird, wobei bei einer Unterschreitung um einen ersten unteren Schwellenwert (Su1) die Verwendung eines zu schweren Läufers und bei einer Unterschreitung um einen größeren, zweiten unteren Schwellenwert (Su2) eine mechanische Störung im Spindellager oder bei einem Antrieb mehrerer Spindeln (3) über einen gemeinsamen Riemen ein zu schwach gespannter bzw. defekter Riemen angezeigt wird.
  6. 6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Antrieb mehrerer Spindeln (3) über einen gemeinsamen Riemen vorzugsweise die Drehzahl einzelner, insbesondere nur einer dieser Spindeln (3) bestimmt wird und bei einer Unterschreitung des Sollwertes durch den Istwert um mindestens den zweiten unteren Schwellenwert (Su2) ein zu schwach gespannter bzw. defekter Riemen angezeigt wird.
  7. 7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß, wenn der Istwert den Sollwert um den oberen Schwellenwert (So) überschreitet, die Störung als eine zu schnelle Drehgeschwindigkeit der Spindel (3) klassifiziert wird und damit insbesondere Fadenbruch, die Verwendung eines zu leichten Läufers oder das Fehlen einer Kopshülse erkannt wird.
  8. 8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der Istwert jeweils einmal pro Ringbankhub zwischen dem unteren und dem oberen Totpunkt der Ringbank ermittelt wird, wobei die Bestimmung des Istwertes bei einem bestimmten, einstellbaren Abstand der Ringbank bezogen auf den jeweiligen unteren Totpunkt durchgeführt wird.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstand für alle Messungen gleich eingestellt wird.
  10. 10. Verfahren zur Regulierung der Fadenspannung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl einer Spindel (3) gemäß einem vorgegebenen Drehzahlprogramm bei einer Aufwärtsbewegung des Ringrahmens so erniedrigt und bei einer Abwärtsbewegung des Ringrahmens so erhöht wird, daß die Fadenspannung konstant ist.
  11. 11. Verfahren zur Regulierung der Läufergeschwindigkeit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl einer Spindel (3) gemäß einem vorgegebenen Drehzahlprogramm bei einer Aufwärtsbewegung des Ringrahmens so erhöht und bei einer Abwärtsbewegung des Ringrahmens so erniedrigt wird, daß die Läufergeschwindigkeit konstant ist.
  12. 12. Verfahren nach den Ansprüchen 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen und unteren Schwellenwerte (So, Su, Su1, so groß gewählt werden, daß Drehzahländerungen, die aufgrund der Regulierung der Fadenspannung bzw. der Läufergeschwindigkeit vorgenommen werden, unter den oberen und unteren Schwellenwerten (So, Su, Su1, Su2) liegen.
  13. 13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Überwachung von Spinnstellen einer Spinnmaschine, insbesondere einer Ringspinnmaschine mit an den Spinnstellen (1) angeordneten Spindeln (3), auf die das produzierte Garn aufgewickelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Spindel (3) ein unmittelbar die Drehzahl der Spindel (3) oder die Leistungsaufnahme des die Spindel (3) antreibenden Motors (5) aufnehmender Signalwertgeber (19) zugeordnet ist, dessen Ausgang mit dem ersten Eingang (I) eines Komparators (21) verbunden ist, und daß am zweiten Eingang (II) des Komparators (21) ein von einer Programmsteuervorrichtung (23) gelieferter, zeitlich variabler Sollwert anliegt, der fortlaufend mit dem Ausgangssignal des Signalwertgebers (19) verglichen wird, wobei der Ausgang des Komparators (21) an einen Schwellenwertschalter (25) angeschlossen ist, der bei einer Abweichung des Ausgangssignals des Signalwertgebers (19) vom jeweiligen Sollwert um einen vorgegebenen oberen Schwellenwert (So) nach oben oder einen unteren Schwellenwert (Su) nach unten eine mit ihm verbundene Alarmvorrichtung (27) ansteuert.
  14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Programmsteuervorrichtung (23) einen Speicher und einen Steuerteil umfaßt, wobei im Speicher ein vorgegebener Sollwertverlauf abgespeichert ist und der Steuerteil den dem jeweiligen Spinnzeitpunkt entsprechenden Wert des Sollwertverlaufs dem Komparator (21) als Sollwert zuführt.
  15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Programmsteuervorrichtung (23) eine Vorrichtung zur Bildung des Mittelwertes der jeweiligen Istwerte aller Spinnstellen (1) und einen Steuerteil umfaßt, wobei der Steuerteil den gebildeten Mittelwert dem Komparator (21) als Sollwert zuführt.
  16. 16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Alarmvorrichtung (27) Schalter (7), mit denen die einzelnen Spindelmotoren bzw. die gesamte Spinnmaschine abgeschaltet werden können, und/oder Anzeigevorrichtungen (29, 31) umfaßt, die die Art der erkannten Störungen, insbesondere Schleicherspindeln und Fadenbruch anzeigen.
  17. 17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der die Drehzahl aufnehmende Signalwertgeber (19) mindestens einen mit der Spindel (3) fest verbundenen magnetischen Sender, insbesondere einen Dauermagneten (13), einen von der Spindel (3) getrennten magnetischen Empfänger (15) und einen Impulsgeber (17) umfaßt, wobei der magnetische Empfänger (15) so angeordnet ist, daß die vom magnetischen Sender (13) abgegebene magnetische Strahlung je nach Drehposition der Spindel (3) vom magnetischen Empfänger (15) in unterschiedlicher Stärke erfaßt wird, und der Impulsgeber (17) einen elektrischen Puls erzeugt, solange die empfangene Stärke der magnetischen Strahlung einen vorgegebenen magnetischen Schwellenwert überschreitet.
  18. 18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der die Drehzahl aufnehmende Signalwertgeber (19) mindestens eine mit der Spindel (3) fest verbundene Zahnscheibe, eine Lichtschrankenanordnung und einen Impulsgeber umfaßt, wobei die Zahnscheibe und die Lichtschrankenanordnung so angeordnet sind, daß der Lichtstrahl zwischen zwei nebeneinanderliegenden Zähnen der Zahnscheibe hindurchtreten kann und bei Drehung der Spindel (3) von den Zähnen der Zahnscheibe periodisch unterbrochen wird, und der Impulsgeber einen elektrischen Puls erzeugt, solange der Lichtstrahl nicht unterbrochen ist.






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