DE4041301A1 - Spinnmaschine fuer und verfahren zum spinnen von effektgarn - Google Patents
Spinnmaschine fuer und verfahren zum spinnen von effektgarnInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Spinnmaschine der im
Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art sowie
ein Verfahren zum Herstellen von Effektgarn gemäß
Oberbegriff des Patentanspruchs 13.
In der Praxis werden Spinnmaschinen eingesetzt, bei
denen der Antrieb für den Lieferzylinder ein über einen
Kettentrieb mit dem Hauptantrieb gekoppeltes Getriebe
enthält. Für jeden Streckzylinder ist über einen
Kettentrieb ein Planetengetriebe mit dem Lieferzylinder
gekoppelt, das mittels eines Kettentriebs an ein den
Streckzylinder treibendes Getriebe angeschlossen ist.
Ein Regeleingang des Planetengetriebes ist ein
Servo-Motor, der relative Geschwindigkeitsänderungen des
Streckzylinders einsteuert, um die Flammen im Effektgarn
zu erzeugen. Der Servo-Motor ist an eine
Programmsteuerung angeschlossen, in der ein ein
Garndesign repräsentierendes Programm abarbeitbar ist.
Das Lieferwerk bestimmt sozusagen die Garnstegdicke. Der
Servo-Motor steuert designabhängige
Geschwindigkeitsüberhöhungen des Streckzylinders ein,
die durch Überzufuhr von Fasern zum Lieferwerk zur
Ausbildung der Flammen führen. Die Größe jeder Flamme
wird durch das Ausmaß der Geschwindigkeitserhöhung und
deren Zeitdauer bestimmt. Die Flammen können auf dem
Steg sowohl aus dem Grundmaterial des Stegs als auch aus
jedem beliebigem Material, in beliebigen Farben oder
Farbmischungen geformt werden. Abgesehen von dem hohen
baulichen Aufwand der mechanischen Antriebsverbindungen
für die Zylinder, der hochwertigen Planetengetriebe und
der gegenseitigen mechanischen Verknüpfung der einzelnen
Komponenten sind der Individualität des
Effektgarndesigns durch die Massenträgheit im
Antriebsweg Grenzen gesetzt und leidet die Qualität des
Effektgarns besonders unter dem in den Kettentrieben
funktionsnotwendigem Spiel. Ferner baut die
Spinnmaschine durch die Komponenten für das Effektgarn
groß und ist der regelungs- und steuertechnische Aufwand
verhältnismäßig groß. Da die Zylinder in den Streck- und
Lieferwerken nahe zueinander gesetzt sind, werden für
die notwendigen Übersetzungsverhältnisse und die
Planetengetriebe Zwischenwellen, Zwischenzahnräder und
platzraubende Umgehungen gebraucht, die wiederum zu
großen bewegten Massen führen, was ein feinfühliges
Regeln oder Steuern erschwert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kompakt
bauende und feinfühlig regelbare Spinnmaschine der
eingangs genannten Art zu schaffen, mit der individuelle
und qualitativ hochwertige Effektgarne herstellbar sind.
Damit ist die Forderung verbunden, die Handhabung für
den Betreiber der Spinnmaschine, auch bezüglich einer
raschen und einfachen Umstellung, so komfortabel wie
möglich zu machen und eine nachträgliche Umrüstung
bereits im Betrieb gewesener Spinnmaschinen ohne
gravierende Eingriffe in das Gesamtsystem zu
ermöglichen.
Die gestellte Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen
Spinnmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des
Patentanspruchs 1 und mit dem in Anspruch 13 angegebenen
Verfahren gelöst.
Bei dieser Ausbildung der Spinnmaschine wird ein
kompakter und einfacher Aufbau erreicht. Zumindest der
Antrieb jedes Streckzylinders kann unmittelbar bei
diesem angebracht werden. Baulich aufwendige mechanische
Getriebequerverbindungen und -umlenkungen entfallen. Den
Antrieb des Streckzylinders elektronisch vom
Hauptantrieb zu führen, läßt sich mit regelungstechnisch
geringem Aufwand bewerkstelligen. Der jedem
Streckzylinder zugeordnete regelbare Elektromotor
steuert sowohl die Grundgeschwindigkeit als auch die
Geschwindigkeitsänderungen des Streckzylinders, so daß
sich harmonische Übergänge zwischen der
Grundgeschwindigkeit und den Geschwindigkeitsänderungen
ergeben. Wegen der geringen bewegten Massen ergibt sich
ein sehr feinfühliges und unmittelbares
Ansprechverhalten in der Regelung. Die Qualität des
Effektgarnes ist auch bei aufwendigem Garndesign
hervorragend. Es sind durch einfach vorzunehmende
Eingriffe in das Effektsteuersystem und in das
Flammensteuersystem besonders individuelle Garndesigns
möglich. Neben dem geringen Platzbedarf ist der
Bedienungskomfort für den Betreiber hoch, da die
Eingriffe in das Effekt- und das Flammensteuersystem keine
Getriebeumstellungen oder Eingriffe in die
Hauptsteuervorrichtung erfordern. Es lassen sich bereits
im Betrieb gewesene Spinnmaschinen mit vertretbar
geringem baulichen und steuerungstechnischen Aufwand
umrüsten. Gravierende Eingriffe in das Grundkonzept der
Spinnmaschine entfallen, da die Programmsteuerung mit
dem mechanisch vom Hauptantrieb der Spinnmaschine
getrennten Antrieb zumindest für jeden Streckzylinder
ein eigenständiges System bilden kann.
Das in Anspruch 13 geschilderte Verfahren hat den
Vorteil, daß mit dem Effekt- und dem Flammensteuersystem
die Regeleingriffe praktisch auf die grundsätzliche
Betriebsweise der Spinnmaschine aufgesetzt werden. Die
Qualität der Effektgarne ist hoch, da die die
Programmroutine für das Garndesign dominierende
Flammensteuerung sicherstellt, daß jede Flamme
unabhängig von ihrer designabhängigen Dicke bzw. Länge
auf dem Garnsteg ausschließlich nach Gesichtspunkten
geformt wird, die von Maschinen- und
Materialspezifikationen abhängt und unter keinen im
Endprodukt sichtbaren mechanischen Einflüssen leidet.
Mit dem Kunstgriff, das Garndesign vom Flammentyp
losgelöst bereitzustellen und bei der Verarbeitung diese
Parameter zu überlagern, hat der Betreiber der
Spinnmaschine eine außerordentlich breite Palette zur
Hand, ein Effektgarn hoher Qualität und praktisch frei
wählbaren Aussehens herzustellen. Ein weiterer Vorteil
dieser Spinnmaschine und des erläuterten Verfahrens ist
die Möglichkeit, jederzeit auch glattes Garn
herzustellen. Dazu wird der Streckzylinder durch den
Elektromotor mit jeweils in Relation zur
Grundgeschwindigkeit gleichbleibender Geschwindigkeit
angetrieben. Zum Passivieren der
Effektgarn-Programmeinflüsse braucht nicht in den
mechanischen Teil der Maschine eingegriffen, sondern nur
ein entsprechendes einfaches Programm verwendet zu
werden. Gegebenenfalls werden die vorhandenen Effekt-
und Flammenprogramme nicht entfernt, sondern der
Elektromotor des Streckzylinders nur direkt über die
Hauptsteuervorrichtung angetrieben.
Im Hinblick auf einem kompakten Aufbau der
Spinnmaschine, deren leichte Umrüstung und eine direkte
und damit verlustarme Antriebsübertragung ist die
Ausführungsform von Anspruch 2 zweckmäßig. Der
Elektromotor mit seinem Untersetzungsgetriebe baut so
klein, daß er im Maschinengestell leicht Platz findet,
auch wenn er direkt an den Streckzylinder angeflanscht
ist. Selbst bei mehreren Streckzylindern für mehrere,
einem Spinnsystem zuarbeitenden Streckwerken reichen die
Abstände zwischen den Streckzylindern aus, den
Elektromotor für jeden Streckzylinder an diesen direkt
anzuflanschen.
Das Führen des Antriebs zumindest des Streckzylinders in
Abhängigkeit von der vom Hauptantrieb vorgegebenen
Grundgeschwindigkeit läßt sich gemäß Anspruch 3
besonders einfach bewerkstelligen. Es kann allerdings
gemäß Anspruch 20 bei vom Hauptantrieb geführtem
Lieferwerk das Lieferwerk als Führantrieb für die
Streckwerke benutzt werden.
Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 4 regelt das
Effektsteuersystem alle für die Qualität des
Effektgarnes wesentlichen Parameter, nur nicht die
jeweilige Flammenform. Auf dem Datenträger liegen
mehrere Garndesigntabellen für unterschiedliche
Garndesigns vor.
Wichtig ist auch die Ausführungsform gemäß Anspruch 5,
weil auf die Qualität des Effektgarns auch andere
Ist-Wertparameter aus dem Spinnsystem-Betriebsablauf
Einfluß haben können, die zu berücksichtigen das
Effektsteuersystem in der Lage ist.
Ein besonders wichtiger Gedanke geht aus Anspruch 6
hervor. Die Soll-Wertkurve ist das Richtmaß für die
durch das Effektsteuersystem vorgegebenen Flammen. Die
Soll-Wertkurve ist so vorbestimmt, daß jede Flamme
optimal geformt wird. Ob die Flamme länger oder kürzer
bzw. dicker oder dünner wird, bestimmt das
Effektsteuersystem, wie auch die Farbe oder Farbmischung
in der Flamme. Da die Soll-Wertkurve den dynamischen
Eigenschaften des Elektromotors, der Stapellänge der
Fasern, dem Material im Garnsteg und in der Flamme und
auch dem jeweils eingesetzten Spinnsystem Rechnung
trägt, und da keine ungenaue mechanische Kopplung mit
dem Hauptantrieb gegeben ist, werden die Flammen im
Garndesign ohne nachteilige Stegeinschnürungen,
Stegverdickungen oder Umrißschwankungen geformt.
Die Ausführungsform gemäß Anspruch 7 ist hinsichtlich
des Bedienungskomforts wichtig.
Ein hoher Bedienungskomfort wird auch bei der
Ausführungsform gemäß Anspruch 8 erreicht. Der
Controller ist zum Programmieren mehrerer unabhängig
voneinander betriebener Spinnmaschinen nacheinander
einsetzbar, und wird nach dem Programmieren entfernt,
damit keine ungewollten Änderungen mehr vorgenommen
werden können. Der Controller kann mehrere
Soll-Wertkurven enthalten, die wahlweise nutzbar sind.
Durch Eingeben der Soll-Wertkurve wird sozusagen das
Flammensteuersystem in das Effektsteuersystem
integriert.
Für im größeren Verbund arbeitende Spinnmaschinen ist
die Ausführungsform gemäß Anspruch 9 vorteilhaft, weil
über den Zentralrechner von einer zentralen Leitstelle
die Steuerung aller angeschlossenen Spinnmaschinen und
auch deren Überwachung möglich ist.
Eine vorteilhafte Ausführungsform geht ferner aus
Anspruch 10 hervor. Infolge Fehlens störender
mechanischer Einflüsse und wegen des feinfühligen und
individuell modulierbaren Regelverhaltens lassen sich
bis zu vier Streckwerke pro Spinnsystem gleichzeitig
betreiben. Damit läßt sich einerseits ein sehr
phantasievolles Garndesign erreichen. Andererseits
können bei hoher Frequenz der Flammen pro Längeneinheit
die Streckwerke die Flammen zwischen sich aufteilen. Der
Lieferzylinder wird exakt an der Grundgeschwindigkeit
geführt. Sofern mit einheitlicher Stegdicke gearbeitet
wird, ist eine Programmsteuerung für den
Lieferzylinderantrieb nicht erforderlich. Dieser kann
sogar direkt als Führungsantrieb für die Streckwerke
benutzt werden.
Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform geht ferner
aus Anspruch 11 hervor. Hierbei läßt sich mit dem vom
Hauptantrieb mechanisch getrennten, und individuell vom
Effekt-Steuersystem gesteuerten Elektromotor für den
Lieferzylinder auch die Drehung des Garns und damit die
Stegdicke verändern, was ein weiterer Parameter zum
Individualisieren des Designs des Effektgarns ist. In
der Programmsteuerung ist zweckmäßigerweise eine
Abstimmung der Streck- und
Lieferzylinder-Geschwindigkeiten enthalten.
Die Soll-Wertkurve gemäß der Ausführungsform von
Anspruch 12 trägt den maschinen- und
materialspezifischen Voraussetzungen für eine
einwandfreie Flammenform Rechnung. Die Beschleunigungs-
und Verzögerungsabschnitte fährt der Elektromotor
sprungfrei nach, da die die Kurve definierenden
Koordinatenpunkte klar abfragbar sind. Der gespreizte
Übergang, zumindest für den Verzögerungsabschnitt,
stellt sicher, daß Stegdickenänderungen bei den Flammen
vermieden sind.
Die Ausführungsvariante des Verfahrens gemäß Anspruch 14
hat den Vorteil einfach verarbeitbarer Programmroutinen,
wobei die Soll-Wertkurven und das Garndesignprogramm
dominieren.
Wichtig ist die Verfahrensmaßnahme gemäß Anspruch 15,
weil keine unvollständigen oder qualitativ schlechten
Flammen entstehen können.
Gemäß Anspruch 16 ist die Soll-Wertkurve nur bei
Auftreten jedes eine Flamme repräsentierenden
Steuersignals abfragbar.
Wichtig ist ferner die Verfahrensvariante gemäß Anspruch
17, weil die Übergänge zur Grundgeschwindigkeit das
gefürchtete Auftreten von Stegeinschnürungen mit
anschließender Stegverdickung ausschließen.
Wichtig ist ferner das Verfahren gemäß Anspruch 18, weil
der Lieferzylinder mit seinem Elektromotor ohne
nachteilige mechanische Kopplungen mit dem
Hauptsteuersystem auskommen, und weil der eigenständig
regelbare Elektromotor des Lieferzylinders Variationen
der Drehung des Effektgarns ermöglicht.
Schließlich ist die Verfahrensmaßnahme gemäß Anspruch 19
vorteilhaft, weil sie besonders eigenartige und
interessante Effekte und auch eine hohe Flammenfrequenz,
ermöglicht.
Anhand der Zeichnung wird eine Ausführungsform des
Erfindungsgegenstandes erläutert. Es zeigen
Fig. 1 einen schematischen Vertikalschnitt
durch eine Hohlspindel-
Spinnmaschine,
Fig. 2 als Schema einen Ausschnitt des
Antriebs- und Steuersystems
einer Ringspinnmaschine,
Fig. 3+4 Schaubilder zu einer Soll-
Wertkurve, und
Fig. 5 einen Teil einer Garndesign-
Programmtabelle.
Eine in Fig. 1 schematisch und im Schnitt gezeigte
Spinnmaschine H ist eine Hohlspindel-Spinnmaschine mit
einem Unterbau G und einem Aufbau A zum Anbringen von
Vorratsspulen V, von denen an beiden Maschinenseiten in
Reihen angeordnete Spinnsysteme S1 und S2 versorgt
werden. Dazu sind im Unterbau G durch einen Hauptantrieb
antreibbare Spindeln 1 und Lagerungen 2 gehalten, bei
denen ein Führungsteil 4 und eine Abdeckung 3 vorgesehen
sind. Im Garnweg von den Vorratsspulen zur Spindel 1
sind ein Streckwerk T mit Streckzylindern 5 und ein
Lieferwerk L mit Lieferzylindern 6 angeordnet. Beim
Spinnen von Effektgarn werden die
Streckzylinder-Drehgeschwindigkeiten variiert, so daß -
aufbauend auf einem Garnsteg im wesentlichen
gleichbleibender Dicke - in garndesignabhängigen
Abständen sogenannte Flammen entstehen. Die Flammen
können aus dem gleichen Material und in der gleichen
Farbe aufgebaut werden, wie der Garnsteg, müssen jedoch
nicht. Sind mehrere Streckwerke T vorgesehen (es können
bis zu vier Streckwerke vorgesehen sein), dann können
die Flammen auch in unterschiedlichen Farben und/oder
Materialien geformt werden. Für die Spindel 1, die
Streckzylinder 5 und die Lieferzylinder 6 sind in Fig. 1
nicht gezeigte und durch eine Programmsteuerung und eine
Hauptsteuervorrichtung steuerbare Antriebe vorgesehen,
wobei die Antriebe zumindest der Streckzylinder
eigenregelbare Elektromotoren aufweisen, die mechanisch
vom Hauptantrieb getrennt und individuell steuerbar
sind.
In Fig. 2 ist ein Teil einer Ringspinnmaschine R in
einer Seitenansicht gezeigt, deren Antriebsprinzip im
Detail erläutert wird. Zwei Spindeln 7, die auf die
Hülsen 9 aufgesteckt sind, gehören zu einer Reihe eines
Spinnsystems S1. Ein Riemen 8 eines Hauptantriebes 12
treibt die Spindeln 7 an. Die Spindeln 7 sind von einer
Ringhalterung 10 umgeben, in der bei jeder Spindel ein
in üblicher Weise koaxial zur Spindelachse umlaufender
Ring geführt wird. Die Ringhalterung 10 steht mit einem
Herz-Antrieb 120 in Verbindung, der sie über eine
Antriebsverbindung 11 periodisch entlang den Spindeln 7
auf- und abbewegt. Der Hauptantrieb 12 ist über eine
Leitung 41 mit einer Hauptsteuervorrichtung 15
verbunden. Ein Inkrementalgeber 13 dient zum Abtasten
der Geschwindigkeit des Hauptantriebes 12. Er ist über
eine Signalleitung 14 mit der Hauptsteuervorrichtung 15,
und zwar einem Steuerteil 33 der Hauptsteuervorrichtung
15, verbunden. Auch der Herzantrieb 120 besitzt einen
Inkrementalgeber 16, der über eine Signalleitung 17 mit
der Hauptsteuervorrichtung 15 verbunden sein kann.
Im Lieferwerk L ist ein Lieferzylinder 18 drehbar
gelagert, der über einen Inkrementalgeber 19 verfügt,
der über eine Signalleitung 20 mit der
Hauptsteuervorrichtung 15 verbunden ist. Der
Lieferzylinder 18 ist direkt an einen mechanisch vom
Hauptantrieb 12 getrennten Antrieb 21 angeschlossen, der
aus einem regelbaren Elektromotor 22 und einem
Untersetzungsgetriebe 23 besteht. In dem einen,
angedeuteten Streckwerk T sind Streckzylinder 24 und 24a
drehbar gelagert, wobei der Streckzylinder 24a über ein
Zwischengetriebe 25 in einem konstanten
Geschwindigkeitsverhältnis zum Streckzylinder 24
angetrieben wird. Auf Streckzylinder 24 ist ein
Inkrementalgeber 26 angeordnet, der über eine
Signalleitung 27 mit der Hauptsteuervorrichtung 15
verbunden ist. Ein Antrieb 28 ist direkt an den
Streckzylinder 24 angeschlossen. Der Antrieb 28 besteht
aus einem regelbaren Elektromotor 29, vorzugsweise einem
Asynchronmotor, und einem Untersetzungsgetriebe 30. Die
Antriebe 21 und 28 sind über Leitungen 31, 31 mit dem
Steuerteil 33 der Hauptsteuervorrichtung 15 verbunden.
Eine Schnittstelle 34 der Hauptsteuervorrichtung 15
kann mit einem Zentralrechner, z. B. einer zentralen
Leitstelle, verbunden sein. Die Hauptsteuervorrichtung
15 enthält ein Haupt- und Führungssteuersystem 35 für
den Hauptantrieb 12 sowie ein Effektsteuersystem 36 und
ein Flammensteuersystem 37, die mit dem Steuerteil 33
über Leitungen 38, 39 verbunden sind. Die einzelnen
Steuersysteme können Mikroprozessoren und Speicher
enthalten, wobei die Speicher fest eingebaut und
individuell beschreibbar sind. Ggfs. sind abnehmbare
Controller vorübergehend an die Hauptsteuervorrichtung
anschließbar, um Programme in Speichervorrichtung der
Hauptsteuervorrichtung 15 einschreiben zu können.
Fig. 3 zeigt in einem Diagramm eine Soll-Wertkurve K,
die im Flammensteuersystem 37 gespeichert oder
festgestellt ist. Die Soll-Wertkurve K gibt für einen
maschinen- und materialspezifischen Flammentyp des
herzustellenden Effektgarns den Drehzahlverlauf des
Elektromotors 29 über der Zeit vor. Die Soll-Wertkurve
besitzt einen Beschleunigungsabschnitt B, einen oberen
Zwischenabschnitt Z und einen Verzögerungsabschnitt V.
Die Soll-Wertkurve K besteht aus Koordinatenpunkten,
z. B. p1 für eine Drehzahl n1 und eine Zeit t1 nach
Beginn der Soll-Wertkurve K, wobei der Anstieg, der
Verlauf und der Abfall der Soll-Wertkurve K an die
dynamischen Eigenschaften des Elektromotors 29 so
angepaßt sind, daß dieser sprungfrei zu folgen vermag
und die Geschwindigkeit des Streckzylinders 24
entsprechend steuert. Der Beschleunigungsabschnitt B ist
an die horizontale Achse angeschmiegt. Der
Verzögerungsabschnitt V besitzt einen gespreizten und an
die horizontale Achse angeschmiegten Übergangsbereich.
Die Geschwindigkeitsänderung von der horizontalen Achse
erfolgt beim Beschleunigen und beim Verzögern
sprungfrei. Für eine einwandfrei geformte Flamme hat die
Soll-Wertkurve z. B. eine Zeitdauer tmin, die nicht
unterschritten werden darf, wie auch eine
Mindestdrehzahl.
Gemäß Fig. 4 wird eine Grundgeschwindigkeit VG
vorgegeben, die sich nach der Geschwindigkeit des
Hauptantriebs 12 bzw. der Spindeln 7 richtet. Auf die
Grundgeschwindigkeit VG wird die Soll-Wertkurve K
aufgelegt. Ist die Grundgeschwindigkeit VG höher oder
tiefer (strichliert bzw. strichpunktiert angedeutet)
wird, die Soll-Wertkurve K genauso aufgesetzt. Die
Grundgeschwindigkeit VG wird für den Elektromotor 29
durch eine elektronische Führung, z. B. über den
Inkrementalgeber 13, vom Hauptantrieb 12 und über die
Hauptsteuervorrichtung 15 eingesteuert. Dies kann
entweder direkt von der Hauptsteuervorrichtung 15 getan
werden, oder über das Effekt-Steuersystem 36, das die
momentane Arbeitsgeschwindigkeit des Hauptantriebs 12
kennt. Es ist bei relativ zum Hauptantrieb mit
gleichbleibender Geschwindigkeit angetriebenem
Lieferwerk auch möglich, dieses als Führungsantrieb für
das oder die Streckwerke einzusetzen und jegliche
Verwindungen zwischen dem Hauptantrieb 12 und jedem
Elektromotor 28 zu vermeiden. Das Effekt-Steuersystem 36
ist auch mit Anfahr- und Stillsetzrampen AR, ER
programmiert, die dem dynamischen Verhalten des
Elektromotors 29 und den Materialspezifikationen der
verarbeiteten Fasern Rechnung tragen. Im Programm des
Effektsteuersystems 36 ist ferner wenigstens eine
Programmtabelle gemäß Fig. 5 für ein bestimmtes
Garndesign enthalten. Das Garndesign wird durch in
individuellen Zeitabständen gesetzte Steuersignale F
repräsentiert, die sich voneinander durch ihre Länge
(Zeitdauer) und ihre Intensität (in Richtung der
vertikalen Achse U) unterscheiden.
Im Betrieb werden die Garndesign-Programmtabelle gemäß
Fig. 5 und bei Auftreten eines Steuersignals F die
Soll-Wertkurve K des Flammensteuersystems geführt von
der Grundgeschwindigkeit VG abgearbeitet. Dabei werden
die Beschleunigungs- und Verzögerungsabschnitte BV der
Soll-Wertkurve K berücksichtigt. Bei einem Steuersignal
F mit einer die Zeitdauer tmin überschreitenden
Zeitdauer wird somit in der Soll-Wertkurve K der
Zwischenabschnitt Z verlängert. Bei einem Steuersignal F
mit einer Höhe über dem Drehzahlwert tmin der
Soll-Wertkurve K werden die Beschleunigungs- und
Verzögerungsabschnitte BV entsprechend nach oben
fortgesetzt. Auf diese Weise werden unterschiedlich
lange und unterschiedlich dicke Flammen geformt, wobei
sichergestellt ist, daß die vom dynamischen Verhalten
des Elektromotors 29 und der Eigenschaften des Materials
bzw. der Stapellänge der Fasern abhängigen Mindestgrößen
und Mindestlängen der Flamme nicht unterschritten
werden.
Zur Überwachung der Garndesign-Programmtabelle gemäß
Fig. 5 und der Soll-Wertkurve gemäß Fig. 3 kann z. B. die
momentane Stromaufnahme des Elektromotors 29 oder ein
anderer die Ist-Drehzahl repräsentierender Parameter
abgetastet und in der Hauptsteuervorrichtung registriert
werden. Es ist ferner möglich, die
Garndesign-Programmtabelle gemäß Fig. 5 in Abhängigkeit
von Ist-Parametern in der Spinnstation S1 zu variieren,
z. B. durch den Inkrementalgeber 16 vom Herzantrieb 120
abgeleitete Spinnspannungsänderungen.
Bei Änderung der Garndesign-Programmtabelle im
Effektsteuersystem kann die Soll-Wertkurve beibehalten
werden. Wird ein anderes Material verarbeitet, dann kann
auch eine andere Soll-Wertkurve K benutzt werden.
Soll glattes Garn erzeugt werden, wird der Elektromotor
29 mit konstanter Drehzahl betrieben bzw. nur an
Geschwindigkeitsvariationen des Hauptantriebes 12
angepaßt. Sind mehrere Streckwerke T vorgesehen, (bis zu
vier) ist jeder Streckzylinder mit einem eigenen Antrieb
28 versehen.
Der Elektromotor 22 des Lieferzylinders 18 kann
ebenfalls in seiner Geschwindigkeit variiert werden, um
durch Veränderung der Drehung die Stegdichte des Garns
variieren und damit einen zusätzlichen Effekt im Garn
herbeiführen.
Das Prinzip, zumindest jedem Streckzylinder einen
eigenen und mechanisch vom Hauptantrieb unabhängigen
Antrieb mit einem über den gesamten möglichen
Geschwindigkeitsbereich regelbaren Elektromotor
zuzuordnen, ist auch für sogenannte Streckvorrichtungen
brauchbar, in denen ein Vorgarn zur
Effektgarnherstellung hergestellt wird. Auch bei
Zwirnmaschinen mit Walzenlieferwerken ist es zweckmäßig,
die Walzenlieferwerke individuell antreibbar auszulegen
und durch eine Programmänderung in der vorerwähnten
Weise zu steuern, um gezwirnte Effektfäden herzustellen.
Claims (20)
1. Spinnmaschine, insbesondere Ring-, Hohlspindel- oder
Offenend-Spinnmaschine, zum Herstellen von Effektgarn
mit in den Garnsteg eingesponnenen Flammen, mit
wenigstens einem Spinnsystem, für das abzugsseitig ein
mit einer elektronischen Hauptsteuervorrichtung
verbundener Hauptantrieb vorgesehen ist, mit wenigstens
einem dem Spinnsystem vorgeschalteten Streckwerk und
einem Lieferwerk, wobei das Streckwerk und das
Lieferwerk an mittels einer Programmsteuerung
individuell verstellbare Antriebe angeschlossene Streck-
und Lieferzylinder aufweisen, die mit die Flammengröße
und den Flammenabstand bestimmenden Geschwindigkeiten
antreibbar sind, und mit einem zumindest eine
Geschwindigkeitsvariation gegenüber einer vom
Hauptantrieb abgeleiteten Grundgeschwindigkeit
bewirkenden, eigenregelbaren Elektroantriebsmotor für
jeden Zylinder, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest
der Antrieb jedes Streckzylinders (5, 24) mechanisch vom
Hauptantrieb (12) getrennt ist, daß der Elektromotor
(29) des Antriebs des Streckzylinders (24) sowohl mit
der Grundgeschwindigkeit (VG) als auch mit den
programmabhängigen Geschwindigkeitsvariationen direkt
steuerbar ist, und daß die Programmsteuerung für den
Elektromotor (29) drei Steuersysteme aufweist, nämlich
- a) ein an den Hauptantrieb (12) elektronisch angeschlossenes Führungssteuersystem (35) für die Grundgeschwindigkeit (VG),
- b) ein Effekt-Steuersystem (36) für das Programm des Effektgarn-Designs, und
- c) ein Flammen-Steuersystem (37) für ein Programm eines maschinen- und materialbezogenen Flammendesigns.
2. Spinnmaschine nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der mit einem Untersetzungsgetriebe
(3a, 23) ausgestattete Elektromotor (29, 22) direkt an
den von ihm antreibbaren Zylinder (5, 24, 18)
angeflanscht ist.
3. Spinnmaschine nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Führungssteuersystem (35) einen
Inkrementalgeber (13) beim Hauptantrieb (12), einen
Impulswandler und eine Signalleitung (14) aufweist, die
entweder indirekt über die Hauptsteuervorrichtung (15) (15)
oder direkt mit der Programmsteuerung des Elektromotors
(22, 29) angeschlossen ist.
4. Spinnmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das Effektsteuersystem (36)
einen Mikroprozessor mit einem zumindest lesbaren
Speicher für wenigstens ein Garndesignprogramm aufweist,
z. B. repräsentiert durch eine Stegdicken,
Flammenstärken, Flammenlängen,
Flammenabstands-Sollwerte, Anfahr- und Auslauframpen der
Grundgeschwindigkeit (VG) und dgl., enthaltende
Programmtabelle auf einem Datenträger.
5. Spinnmaschine nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß im Effektsteuersystem (36)
zusätzlich Ist-Wert-Parameter aus dem
Spinnsystem-Betriebsablauf verarbeitbar sind, z. B. beim
Ringspinnen Momentanpositionen des Herzantriebs (120)
oder daraus abgeleitete Spinnspannungswerte.
6. Spinnmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß das Flammensteuersystem (37)
wenigstens eine gespeicherte, maschinen- und/oder
materialspezifische Soll-Wertkurve (K) für den
Elektromotor-Drehzahlverlauf (Beschleunigen und
Verzögern) für einen garndesignunabhängigen Flammentyp
enthält, die im vom Effektsteuersystem (36) vorgegebenen
Garndesign bei jeder designabhängig auftretenden Flamme
verarbeitet wird.
7. Spinnmaschine nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Soll-Wertkurve (K) in einem an
die Hauptsteuervorrichtung (15) anschließbaren,
designabhängig abfragbaren Speicher angeordnet ist.
8. Spinnmaschine nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Soll-Wertkurve (K) in einem in
einer Schnittstelle an die Hauptsteuervorrichtung
anschließbaren Controller gespeichert und in einen
Flammen-Steuer-Speicher des Effektsteuersystems (36)
einschreibbar ist.
9. Spinnmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß an die
Hauptsteuervorrichtung (15) ein Zentralrechner einer
zentralen Leitstelle anschließbar ist, von der das
jeweilige Garndesignprogramm für das Effektsteuersystem
(36) und eine individuelle Soll-Wertkurve (K) des
Flammentyps bereitstellbar ist.
10. Spinnmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß zum Hohlspindel- oder
Ringspinnen von Effektgarn bis zu vier individuell
antreibbare Streckwerke (T, 24, 24a) vorgesehen sind,
die ein gemeinsames Lieferwerk (L) speisen.
11. Spinnmaschine nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß mit dem an die Programmsteuerung
angeschlossenen Elektromotor (22) des vom Hauptantrieb
(12) mechanisch getrennten Antriebs (21) des
Lieferzylinders (18) die Drehung des Garns und damit die
Stegdicke veränderbar ist.
12. Spinnmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die Soll-Wertkurve (K) einen
an die Grundgeschwindigkeit (VG)
(Führungsgeschwindigkeit) angeschmiegten
Beschleunigungsabschnitt (B), einen den
Beschleunigungsabschnitt (B) fortsetzenden
Zwischenabschnitt (Z) und einen, gegebenenfalls in
Steigung und Länge vom Beschleunigungsabschnitt (B)
verschiedenen, Verzögerungsabschnitt (V) aufweist, der
über einen gespreizten Übergang von oben her an die
Grundgeschwindigkeit (VG) angeschmiegt ist, und daß die
Soll-Wertkurve (K) aus einzelnen Drehzahl-,
Stromaufnahme- oder Steuerfrequenzwerten des
Elektromotors (29) in Form von abgespeicherten
Koordinatenpunkten besteht, deren Verlauf in
Abhängigkeit vom dynamischen Verhalten des Elektromotors
(29) so festgelegt ist, daß dieser sprungfrei zu folgen
vermag.
13. Verfahren zum Herstellen von Effektgarn mit
individuellen und individuell entlang des Garnstegs
verteilten Flammen in einer Ring-, Hohlspindel- oder
Offenend-Spinnmaschine, bei dem dem Spinnsystem
wenigstens ein Streckwerk und ein Lieferwerk
vorgeschaltet sind, wobei zumindest im Streckwerk
wenigstens ein vom Hauptantrieb der Spinnmaschine
unterschiedlich und individuell antreibbarer
Streckzylinder vorgesehen ist, und bei dem eine
Hauptsteuervorrichtung und eine Programmsteuerung für
die Antriebe des Spinnsystems, des Streckwerks und des
Lieferwerks vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß
zumindest jeder Streckzylinder durch einen vom
Hauptantrieb mechanisch unabhängigen und an die
Programmsteuerung angeschlossenen Elektromotor direkt
angetrieben wird, daß in der Programmsteuerung unter
elektronischer Führung durch die Geschwindigkeit des
Hauptantriebs ein Garndesignprogramm verarbeitet und mit
einem Flammendesignprogramm überlagert wird, das für
einem Flammentyp eine maschinen- und materialspezifische
Antriebsgeschwindigkeits-Soll-Wertkurve (K) aufweist,
und daß bei jeder designabhängig auftretenden Flamme die
Geschwindigkeit des Antriebsmotors, ausgehend von einer
Grundgeschwindigkeit, nach der Soll-Wertkurve (K)
verändert (beschleunigt und verzögert) wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß das Garndesignprogramm als Tabelle mit
designabhängig über eine Längeneinheit des Effektgarns
beabstandeten, in Länge und Höhe individualisierten
Steuersignalen auf der Grundgeschwindigkeit des
Antriebsmotors verarbeitet wird, und daß mit jedem
abgearbeitetem Steuersignal die Geschwindigkeit des
Antriebsmotors, zumindest beim Beschleunigen von der
Grundgeschwindigkeit und beim Verzögern auf die
Grundgeschwindigkeit, entlang der Soll-Wertkurve
verändert wird.
15. Verfahren nach den Ansprüchen 13 und 14, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuersignale eine Mindestlänge
aufweisen, die unabhängig von der Grundgeschwindigkeit
(VG) mindestens der Länge (Zeitdauer tmin) der
Soll-Wertkurve (K) entsprechen.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15,
daduch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (29)
entlang der Soll-Wertkurve (K) und eines
Beschleunigungs- und eines Verzögerungsabschnitts (B, V)
gesteuert wird, die auf das dynamische Verhalten des
Elektromotors (29) sprungfreie Beschleunigung und
Verzögerung und die Stapellänge des Fasermaterials
abgestimmt sind, und daß die Soll-Wertkurve (K) durch
diskret abfragbare Koordinationspunkte in einem
n/t-Koordinatensystem bestimmt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
daß entlang der Beschleunigungs- und
Verzögerungsabschnitte (B, V) der Soll-Wertkurve (K) mit
Stegeinschnürungen ausschließenden Anfangs- und
Auslaufübergängen zur Grundgeschwindigkeit (VG)
gesteuert wird.
18. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die Geschwindigkeit des Lieferzylinders (18) über
die Programmsteuerung vom Hauptantrieb (12) elektronisch
geführt und nach einem Programm gesteuert wird, bei dem
zwecks Stegdickenänderungen eine Programmtabelle mit
Zeitpunkten, Zeitabschnitten und Intensitäten von
Drehungs-Geschwindigkeitsänderungen berücksichtigt wird.
19. Verfahren nach den Ansprüchen 13 bis 18, dadurch
gekennzeichnet, daß bis zu vier Streckwerke (T) mit
eigenen Elektromotoren (29) und ein diesem gemeinsames
Lieferwerk (L) mit einem fünften Elektromotor (22) vom
Hauptantrieb (15) getrennt über die Progammsteuerung
angetrieben werden.
20. Verfahren nach den Ansprüchen 13 bis 17 und 19,
dadurch gekennzeichnet, daß bei mit gleichbleibender
Geschwindigkeit angetriebenem Lieferwerk (L) das
Lieferwerk (L) als Führungsantrieb für das oder die
Streckwerke (T) benutzt wird.
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DE19904041301 DE4041301A1 (de) | 1990-12-21 | 1990-12-21 | Spinnmaschine fuer und verfahren zum spinnen von effektgarn |
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DE19904041301 DE4041301A1 (de) | 1990-12-21 | 1990-12-21 | Spinnmaschine fuer und verfahren zum spinnen von effektgarn |
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DE4041301A1 true DE4041301A1 (de) | 1992-06-25 |
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ID=6421105
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