DE19828436A1 - Spinnmaschine mit einer Steuereinheit für fadenführende Teile - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spinnmaschine mit einer Steuereinheit für fadenführende Teile, insbesondere eine Ringspinnmaschine mit einer Steuereinheit für den Ringrahmen gemäß Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs.

Bei Ringspinnmaschinen nach dem Stand der Technik wird eine exzentrische Kurvenscheibe vom Vorderzylinder der Spinnmaschine angetrieben, welche über einen Rollenhebel mit einem daran befestigten Zugorgan alternierende Hubbewegungen des Ringrahmens bewirkt. Bei jeder Umdrehung der Kurvenscheibe, der sogenannten Herz Kurve, bewirkt eine Klinkenschaltung die allmähliche Aufwicklung des Zugorganes auf einer Scheibe und somit eine Verlagerung des Ringrahmens entlang der zu bewickelnden Spinnhülse, welche auf einer Spindel der Spinnmaschine aufgesteckt ist. Bei Produktionsmaschinen wird eine große Anzahl von solchen Hülsen gleichzeitig bewickelt.

Die Hubbewegung des Ringrahmens und die Weiterschaltung des Antriebs zu höheren Positionen entlang der Hülse ist somit proportional zur Bewegung des Vorderzylinders. Die Klinkenschaltung wirkt relativ ungenau, weshalb ein gewünschtes Gewicht der bewickelten Hülsen, der sogenannten Kopse, nur mit größeren Toleranzen einhaltbar ist.

Aus der einschlägigen Patentliteratur ist in erster Linie das Deutsche Patent DE 37 06 513 zu erwähnen, wonach die Fortschaltung des Ringrahmens gemäß vorgegebenen Werten für die Aufwärtsbewegung und Abwärtsbewegung des Ringrahmens bewirkt wird. Die Verlagerung des Ringrahmens geschieht jeweils nach einem Doppelhub und ist somit von der Ringrahmengeschwindigkeit abhängig, welche vorgegeben oder als Standardwert berechnet wird. Da die Spindeldrehzahl und Garnlieferung während der Bewicklung einer Hülse stark variiert, kann eine mehr oder weniger lieferungsunabhängige Verlagerung des Ringrahmens, die mit der Ringrahmengeschwindigkeit gekoppelt ist, zu einem ungleichmäßigen Kopsaufbau führen.

Aus der Deutschen Patentschrift DE 195 28 204 ist ein elektromotorischer Antrieb für einen Ringrahmen einer Spinnmaschine bekannt, wobei in die Steuereinheit für den Ringrahmenantrieb Leitpunkte für den mittleren Weg und die Amplitude oder Leitpunkte der Einhüllenden gemäß dem Hubdiagramm des Ringrahmens über der Zeit eingebbar sind. Es läßt sich damit zwar eine beliebige Hubfunktion für den Ringrahmen erzielen, andererseits dürfte der damit verbundene Programmieraufwand bzw. der Aufwand für die Eingabe der gewünschten Kopsparameter beträchtlich sein.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuereinheit für einen Ringrahmen für eine gattungsgemäße Spinnmaschine zu schaffen, bei der durch Änderung bzw. Eingabe nur weniger Parameter für die Form des Kopses eine rasche Umstellung der Spinnmaschine erzielbar ist und die erwähnten Nachteile vermieden werden.

Diese Aufgabe wird durch eine Spinnmaschine einer Steuereinrichtung gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruches gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

Die Spinnmaschine weist eine Steuereinheit für fadenleitende Teile auf, wobei ein elektromotorischer Ringrahmenantrieb an die Steuereinheit angeschlossen ist und in der Steuereinheit eine Recheneinheit für die changierende Hubbewegung des Ringrahmens und für dessen Verlagerung vorgesehen ist, die einerseits mit einer Bedienungseinheit zur Vorgabe von insbesondere Kopsparametern, andererseits mit einem Impulsgeber eines Streckwerksantriebs zur Initialisierung einer Hubverlagerung verbunden ist, wobei die Recheneinheit mit Mitteln zur Erzeugung der changierenden Hubbewegung und zur Initialisierung der Hubverlagerung abhängig vom Impulsgeber des Streckwerksantriebs in Verbindung steht. Diese Mittel umfassen bevorzugt einen analoge oder digitale Steuersignale verarbeitenden Frequenzsteller, der mit einem Synchronmotor, insbesondere Reluktanzmotor, zusammengeschaltet ist.

Die Hubbewegung - einerseits die mehr oder weniger stetige Auf- und Abbewegung und andrerseits die zusätzlich notwendige Verlagerung des Ringrahmens - muß somit nicht durch zahlreiche Eingabeparameter festgelegt werden, sondern wird durch das Zusammenwirken der Recheneinheit und der Gebersignale vom Streckwerk aufgrund nur weniger Eingabewerte laufend automatisch bestimmt.

Mit der von der Lieferung abhängigen Hubverlagerung des Ringrahmens wird die Weiterschaltung des Ringrahmens während der Bewicklung der Hülse so genau, daß von Kops zu Kops praktisch keine Unterschiede feststellbar sind. Die Geschwindigkeit des Ringrahmens während der Bewicklung der Hülse kann abhängig oder unabhängig von der Garnlieferung vom Streckwerk her gewählt werden. Weiterhin sind die Kopsform bzw. das Kopsgewicht durch Einstellung nur weniger Parameter veränderbar. Das Kopsgewicht selbst kann als Parameter eingegeben werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Gesamtübersicht über die Steuereinrichtung einer Spinnmaschine;

Fig. 2 einen Ausschnitt der Steuereinrichtung speziell mit Bezug auf die Steuerung des Ringrahmens;

Fig. 3 ein Diagramm des Hubverlaufs H des Ringrahmens über der Lieferung L (in m Garnlänge) und

Fig. 4 einen Meridianschnitt durch einen Kops mit den wesentlichen Kenngrößen.

Gemäß Fig. 1 werden sämtliche Antriebe einer Spinnmaschine von einer Steuereinheit 1 mit einer Bedienungseinheit 1a über Steuerleitungen kontrolliert, beispielsweise der Spindelantrieb 16, die Streckwerksantriebe 26, 28 eines Streckwerks und der Ringrahmenantrieb 6. Über die Leitung 37 erhalten Frequenzumrichter 31, 32 Parameter für den Verzug des Vorgarns aufgrund der Drehzahlverhältnisse im Streckwerksantrieb 26. Für die Energieversorgung dieser Antriebe stehen Frequenzumrichter 30, 31, 32 und 33 oder Frequenzsteller zur Verfügung. Von den Sollwertgebern 17 und 20 werden der Sollfrequenz entsprechende analoge oder digitale Werte den Frequenzumrichtern 33 und 30 zugeführt. Für die Streckwerksantriebe stehen bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel insgesamt acht Elektromotoren mit Getrieben 26a,b,c. . ., 28a,b,c. . . zur Verfügung, welche Walzen 27a,b,c bzw. 29a,b,c usw. zum Verzug von Vorgarn in Drehung versetzen. Bei einer langen Spinnmaschine werden die Motorengruppen 26a,b,c bzw. 28a,b bevorzugt als Reluktanzmotoren mit den zugehörigen Walzen 27a,b,c, 29a,b,c usw. jeweils an einem Maschinenende bzw. an einer Seite der Walzen 27a,b,c bis 29a,b,c angeordnet. Es kann für jede Walze ein Motor vorgesehen werden, womit insgesamt 12 Elektromotoren nötig wären. Wenigstens an einer Walze, bevorzugt am Auslaufzylinder, in Fig. 1 bei der Walze 29a, sitzt ein Impulsgeber 25, der pro Umdrehung der Walze eine bestimmte Anzahl Impulse abgibt. Am Spindelantrieb 16 sitzt ein weiterer Geber 36, beispielsweise am Ende der Hauptantriebswelle für einen Vierspindelbandantrieb, dessen Impulse einem Sollwertaufbereiter 35 zugeleitet werden, der wiederum Führungsgrößen für die Frequenzsteller 31 und 32 aufbereitet, da der Spindelantrieb 16 und die Streckwerksantriebe 26 und 28 in einem bestimmten Verhältnis zueinander laufen müssen.

Unabhängig von diesen Antrieben, aber in Koordination dazu, wird der Ringrahmenantrieb 6 angesteuert. Ein Motor 6e, vorzugsweise ein Synchronmotor, erhält Strom variabler Frequenz von dem Frequenzsteller 33. Er treibt über ein Getriebe 6a einen Ringrahmen 7 an. An verschiedenen Stellen des Ringrahmenantriebs 6 werden bevorzugt zwei Geber 4 und 5 angeordnet, wobei der erste Geber 4 Impulse proportional zur Drehung einer Antriebswelle abgibt. Dieser Geber ist bevorzugt ein Inkrementalwertgeber. Der andere Geber 5, bevorzugt ein Absolutwertgeber, registriert die Höhe des Ringrahmens 7 relativ zu den Spindeln. Die Impulse bzw. Werte der erwähnten Geber 4 und 5 werden über Umsetzer 2, 3 der Steuereinheit 1 zugeführt und dort verarbeitet.

Bei der Inbetriebnahme einer Spinnmaschine wird der Geber 5 so eingestellt, daß bei der Stellung des Ringrahmens 7 auf Höhe der Unterkante der Hülse 14 die Höhenposition Null angezeigt wird. Zu Beginn der Bewicklung der Hülse muß also der Geber 5 einen Wert ≦ Null angeben.

Die Verarbeitung der Impulse von Geber 4 gemäß Fig. 2 und Fig. 3 kann folgendermaßen organisiert werden:
Die vom Geber 4 dem Umsetzer 2 und somit der Steuereinheit 1 übermittelten Impulse, welche proportional zum Hub des Ringrahmens 7 sind, werden einer Recheneinheit 17a für die Hubsteuerung des Ringrahmens 7 zugeführt. Der Sollwert für den Hub des Ringrahmens 7 wird in der Recheneinheit 17a beispielsweise als Summenwert einerseits aus einem einmalig vorgegebenen Eingabewert aus einem Sollwertspeicher 17 entsprechend der Kötzerhöhe HK des Kops ermittelt, andererseits aus einem Wert aufgrund eines Signals vom Impulsgeber 25 beim Streckwerksantrieb 28, wobei der erste Wert im wesentlichen der alternierenden Hubbewegung (HK gemäß Fig. 3) des Ringrahmens 7 entspricht und der zweite Wert (HV gemäß Fig. 3) zur Verlagerung der Hubbewegung entlang der Spinnhülsen 14 verwendet wird.

Für die Aufwärtsbewegung des Ringrahmens 7 gilt gemäß Fig. 3 der Hubweg PO-PU = HK+HV, sofern in diesem Bewegungsabschnitt eine Hubverlagerung stattfinden soll, analog dazu für die Abwärtsbewegung:
PO-PU= HK-HV.

In der Recheneinheit 17a werden bevorzugt keine absoluten Größen, sondern Zahlenwerte von Schritten berechnet bzw. verarbeitet, da vom Geber 4, der die Bewegung des Ringrahmens 7 überwacht, einzelne Impulse bzw. Schritte über die Kanäle A, B und den Umsetzer 18a zur Recheneinheit gelangen. Entsprechend werden im Sollwertgeber 17 die dem Hubweg entsprechenden Anzahlen der absoluten Schritte nach oben bzw. unten abgelegt. Ein Umsteuerbefehl für die Steuereinheit 18 wird jeweils von der Recheneinheit 17a dann ausgegeben, wenn die Schrittzahl vom Geber 4 gleich groß ist wie die Anzahl Schritte entsprechend dem absoluten vorgegebenen Hubweg PO-PU.

Die Ermittlung der Steuergrößen für den Hub des Ringrahmens 7 durch die Recheneinheit 17a kann auch anders ablaufen:
In bestimmten Phasen, beispielsweise bei Bildung des Kopsansatzes, können die absoluten Hubwerte an Umkehrpunkten unten PU und/oder oben PO einzeln und fortlaufend berechnet werden. Es wird beispielsweise ein oberer Wert HO für den Hub sowie ein unterer Wert HU für den Beginn der Bewicklung der Hülse 14 mit Garn festgelegt, und zu diesen Werten wird jeweils eine Hubverlagerung HV nach Initialisierung durch den Impulsgeber 25 laufend hinzugezählt. Die Hubverlagerung HV kann schrittweise neu festgelegt werden oder für die obere (HV1) und untere (HV2) Umkehr des Ringrahmens 7 verschieden groß sein.

Diese Werte PO = HO + N × HV1 bzw. PU = HU + N × HV2 werden laufend berechnet, wobei N die Anzahl Verlagerungsschritte ist und HV1, HV2 die Hubverlagerungen oben bzw. unten sind.

Die Recheneinheit 17a ist für die Führung der Steuereinheit 18 für den Hub bzw. des Frequenzstellers 33 in den gegebenenfalls verschiedenen Phasen der Kopsbildung zuständig. In einer ersten Phase der Kopsbildung kann die Recheneinheit 17a so programmiert werden, daß sie allmählich zunehmende Hubwerte des Ringrahmens 7 bei der Bildung des sogenannten Kopsansatzes berechnet, während die Hubwerte in der 2. Phase nur jeweils um den Wert der sogenannten Hubverlagerung variieren. Diese Phasen sind aus den Fig. 3 und 4 zu erkennen: Der kreuzweise schraffierte Bereich des Kopses in Fig. 4 zeigt den sogenannten Kopsansatz, wobei die äußersten Fadenlagen vom unteren Rand des Kopses gemessen die Höhe H1 erreichen. Am Ende der Bildung des Kopsansatzes erreicht die Hubhöhe den Wert HK, auch Kötzerhub genannt. Während dieser Phase nehmen die Hubwerte gemäß einem Rechenprogramm allmählich zu, was aus Fig. 3 zu ersehen ist. Der Hub H des Ringrahmens 7 variiert zwischen der oberen und der unteren ausgezogenen schräg ansteigenden Linie hin und her, wobei die untere Linie eine Kurve zweiter Ordnung bis zur Höhe H1 darstellen kann. Von der Lieferlänge T1 an beginnt die zweite Phase der Kopsbildung, in Fig. 4 durch die Schraffung bei der Wicklung 12 erkennbar. Während dieser zweiten Phase verlaufen die untere und obere Begrenzungslinie der Hubwerte im wesentlichen entlang von parallelen Geraden, wobei sich der vertikale Abstand der Geraden bis zur Fertigstellung des Kopses nicht mehr ändert.

In der Steuereinheit 1 ist ein Vergleicher 1c für Werte aus einem Speicher 1b und vom Geber 5 vorgesehen, wobei bei Gleichheit von vorgegebenen und gemessenen Werten im Vergleicher 1c bestimmte Schaltungszustände in der Steuereinheit 1 auslösbar sind, beispielsweise bei Beginn der sogenannten Hinterwindung nach Fertigstellung der Kopse. Der Speicher 1b und der Vergleicher 1c können mit der Recheneinheit 17a zusammengefaßt sein. Der Geber 5 hat eine weitere wichtige Funktion. Falls vom Impulsgeber 25 kommende Signale nicht richtig verarbeitet werden und beispielsweise Grenzwerte bei der Bewicklung der Hülsen 14 überschritten werden, kann durch Vergleich des Gesamthubs H aufgrund der Signale vom Absolutwertgeber 5 und des berechneten Hubs analog zur Summierung von Signalen des Gebers 4 die Fehlfunktion erkannt und in der Steuereinheit 1 ein Abstellsignal für den gesamten Maschinenantrieb erzeugt werden.

Während also durch den Absolutwertgeber 5 über den Umsetzer 3 die verschiedenen Phasen der Kopsbildung bzw. Bewicklung der Spindel 14 bzw. Hülse erkannt werden und das Erreichen von vorgegebenen Hubwerten des Ringrahmens 7 der Steuereinheit 1 mitgeteilt wird, werden die Signale des Gebers 4 zur Steuerung der alternierenden Bewegung und Verlagerung des Ringrahmens 7 verwendet.

Aus Fig. 2 ist zu erkennen, daß das Garn 7b auf Höhe des Spinnringes 7a auf der Spindel 14 mit Hülse aufgewickelt wird. Die Spindeln 14 werden wie erwähnt durch einen Spindelantrieb 16 oder durch individuelle Antriebe für jede Spindel oder Gruppen von Spindeln über die ganze Länge der Spinnmaschine 10 angetrieben. Der Ringrahmenantrieb 6 besteht gemäß Fig. 2 aus einem Motor 6e und einem Getriebe 6a, das ein Zugmittel 6d über Rollen bewegt, an dem der Ringrahmen 7 aufgehängt ist.

Nach Fig. 2 weist das Getriebe 6a ein Zahnriemen-Vorgeleggetriebe 6b und bevorzugt ein Stirnradschneckengetriebe 6c auf, an dessen Eingangswelle der Geber 4 befestigt sein kann. Die Anzahl Impulse des Gebers 4 entspricht dem Hubweg des Ringrahmens 7.

Es können in der Bedienungseinheit 1a beispielsweise Vorgabewerte für die Hubverlegung in die Eingabeeinheit 11a, für den Hub des Ringrahmens 7 in die Eingabeeinheit 11b und für die Geschwindigkeit des Ringrahmens in die Eingabeeinheit 11c eingegeben werden. Zweckmäßiger dürfte es sein, nur die technologischen Grundwerte Kopsgewicht, Garntiter, Hülsenlänge, Ringdurchmesser und Kötzerhöhe usw. einzugeben. Es kann sich dabei um ein und dieselbe Einheit 1a handeln. Die erwähnten Werte werden über Leitungen einer Recheneinheit 17a zugeführt, die als Summiereinheit ausgebildet ist. Einer Steuereinheit 18 für den Hub werden von der Recheneinheit 17a Sollwerte für Geschwindigkeit und Richtung bei der Auf- und Abbewegung des Ringrahmens 7 übermittelt. In der Recheneinheit 17a wird die Hubverlegung HV immer dann zum Hubwert HK gemäß Fig. 3 oder 4 hinzugezählt wird, wenn vom Impulsgeber 25 ein Signal kommt, welches anzeigt, daß seit der letzten Hubverlagerung eine gewisse Menge Garn über die Walze 29a einer Spindel 14 zugeführt worden ist. Beispielsweise kommt pro Meter Garnlieferung L über die Walze 29a ein Verlegeimpuls zur Recheneinheit 17a, worauf diese Summiereinheit das Maß HV für die Hubverlegung aufgrund des Eingabewertes in der Eingabeeinheit 11 a für die Verlegung dem üblichen hubmaß HK hinzuaddiert. Die Hubverlagerung kann sowohl während der Aufwärtsbewegung als auch während der Abwärtsbewegung initialisiert werden, wodurch bewirkt wird, daß beispielsweise beim Abwärtshub des Ringrahmens 7 der Wert HK verkleinert wird und umgekehrt während des Aufwärtshubes der Hub HK um das verlegemaß HV vergrößert wird. Der verkleinerte bzw. vergrößerte Sollwert für den Hub H wird in der Recheneinheit 17a für den Hub mit Zählwerten des Gebers 4 über die Kanäle A und B verglichen, worauf bei Gleichheit von Soll- und Istwerten die Umkehrung der Bewegung ausgelöst wird. Die Zählwerte gelangen über einen Umsetzer 18a vom Geber 4 zur Recheneinheit 17a.

Wenn der Ringrahmen 7 über das Ziel hinausgeht, in Fig. 3 mit dem Punkt P01 oberhalb der Hüllkurve der oberen Umkehrpunkte angedeutet, kann der Überhub DHK bei der nächsten Abwärtsbewegung wieder in Abzug gebracht werden. Die entsprechenden überzähligen Inkremente vom Geber 4 gemäß Fig. 2b werden beispielsweise in einem Speicher der Steuereinheit für den Hub 18 abgelegt, und der Sollwert für die nächste Abwärtsbewegung wird entsprechend vergrößert. Auf diese Weise können sich Fehler während der Hubbewegung nicht aufsummieren. Die Steuereinheit 18 für den Hub ist ebenso wie die Steuereinheit 19 für die Geschwindigkeit des Ringrahmens 7 über Leitungen an den Frequenzsteller 33 für den Ringrahmenmotor 6e angeschlossen. Zur Speisung dieses Frequenzstellers ist ein Gleichstrom-Zwischenkreis 34 wie in Fig. 1 angedeutet bevorzugt allen Frequenzstellern 30 bis 33 zugeordnet.

Der Inkrementalwertgeber 4 besitzt ein Auflösungsvermögen genauer als 5/10 mm, während der Absolutwertgeber 5 nur ein Auflösungsvermögen schlechter als 5/10 mm benötigt. Ein höheres Auflösungsvermögen des Inkrementalwertgebers 4 ist nötig, um die Hubverlagerung des Ringrahmens 7 möglichst genau zu steuern. Je nach Wertabgabe des Absolutwertgebers 5 an die Steuereinheit 1 werden verschiedene Schaltungszustände in den verschiedenen Antrieben der Spinnmaschine initialisiert, beispielsweise eine rasche Abwärtsbewegung des Ringrahmens 7 durch Einschalten des Ringrahmenantriebes 6 mit hoher Geschwindigkeit nach unten nach Beendigung der Bewicklung eines Spinnkopses.

Die Recheneinheit 17a kann bevorzugt derart ausgebildet sein, daß nach und nach Umkehrpunkte des Ringrahmens in dessen unterster Stellung während der Bildung des Kopsansatzes bis zu einer Lieferlänge T1 bzw. einer Höhe H1 + HK gemäß Fig. 3 berechenbar sind. In dieser ersten Phase der Kopsbewicklung während der Bildung des Kopsansatzes ergeben die Hubwerte in den unteren Umkehrpunkten des Ringrahmens über der Lieferlänge L aufgetragen eine Kurve erster, zweiter oder höherer Ordnung, und die oberen Umkehrpunkte des Ringrahmens liegen bevorzugt auf einer Geraden.

Die fortlaufende Berechnung der Hubwerte H in der ersten Phase der Kopsbildung bis zur Lieferlänge T1 gemäß Fig. 3, bzw. der oberen und unteren Umkehrpunkte PO, PU bei der Pilgerschrittbewegung des Ringrahmens 7, hat zum Zweck, mehr Garn auf den Kops zu bringen als durch die bekannten Verfahren, wobei der Kopsansatz gemäß Fig. 4 in schraffierter Darstellung bereits vom Beginn der Bewicklung an möglichst breit ausgeführt ist. Die laufend neue Berechnung der Umkehrpunkte erlaubt ein Optimieren der Kopsform bzw. der Garnmenge einerseits und der Abwickelfähigkeit des Garnes an dieser Stelle andererseits.

Um auf eine Hülse 14 gemäß Figur möglichst viel Garn aufzuwickeln wird, angestrebt, eine zur Hülsenachse parallele Außenkontur der Wicklung 12 zu erreichen, wie in Fig. 4 durch die gestrichelte Linie angedeutet ist. Dies erreicht man am einfachsten durch eine variable mechanische Übersetzung z. B. durch eine exzentrische Lagerung einer Scheibe 6e des Getriebes 6a gemäß Fig. 2, die ein Zugmittel 6d aufwickelt.

Bevorzugt wird die Hubgeschwindigkeit des Ringrahmens mit Hilfe der Steuereinheit 19 für die Geschwindigkeit des Ringrahmens 7 während der Pilgerschrittbewegung gemäß dem gestricheltem Bewegungsverlauf in Fig. 3 so variiert, daß im unteren Umkehrpunkt PU des Ringrahmens 7 Werte unterhalb der mittleren Ringrahmengeschwindigkeit und im oberen Umkehrpunkt PO Werte oberhalb der mittleren Ringrahmengeschwindigkeit erreicht werden. In einer groben Vereinfachung kann sich der Ringrahmen bei der Abwärtsbewegung zu Beginn doppelt so schnell wie zu Beginn der Aufwärtsbewegung verschieben. Dabei wird die Ringrahmengeschwindigkeit mit Vorteil so variiert, daß das Produkt aus Ringrahmengeschwindigkeit und dem jeweiligen Bewicklungsradius am Kops konstant bleibt. Dies führt zu einer gleichmäßigeren Bewicklung.

Die Hüllkurve der unteren Umkehrpunkte PU des Ringrahmens gemäß Fig. 3 hat bevorzugt folgende Charakteristik:
Sie ergibt sich als Summe variabler Verlagerungswerte einer linear ansteigenden Funktion und andererseits nach einer nichtlinearen Kurve mit wachsender Steigung, wobei ein elliptischer Verlauf der variablen Verlagerungswerte über der Lieferlänge L bevorzugt wird. Der Übergang der unteren Hüllkurve vom gekrümmten Bereich in den geraden Bereich bei T1 soll bevorzugt stetig erfolgen, was bedeutet, daß die Steigung der Hüllkurve am Ende des Kopsansatzes kurz vor Erreichen der Lieferlänge T1 mit der Steigung der Hüllkurve nach T1 identisch ist.

Der Ringrahmenmotor 6e kann auch als Schrittmotor ausgeführt werden, wobei in diesem Fall aus der Steuereinheit 18 Schrittbefehle abgegeben werden und der Frequenzumrichter 33 entfällt.

Im folgenden wird die Bestimmung der Ringrahmenverlegung für ein Beispiel angegeben:
Wenn man pro Meter Garndurchlauf einen Verlegeimpuls für den Ringrahmenantrieb 6 möchte, muß ein Teiler 4a hinter den Impulsgeber 25 gesetzt werden mit einem Teilerverhältnis von 1 : 1179. Dies ist einfach zu realisieren mit einem Zähler, der auf 1179 Eingangsimpulse eingestellt ist. Nach Eingang von 1179 Impulsen gibt der Zähler 4a einen Ausgangsimpuls aus. Damit wird erreicht, daß pro Meter Lieferung ein Verlegeimpuls, das heißt ein Verlegeschritt für den Ringrahmen 7, ausgelöst wird. Dies ist-nur eine Methode, um pro Meter Lieferung einen Verlegeimpuls bzw. einen Verlegeschritt zu bekommen.

Im weiteren werden folgende Annahmen getroffen:
Kopsgewicht 51.2 g, NE (Nummer englisch) 40 bzw. NM (Nummer metrisch) 68. Der Lift (englische Literatur) bzw. die Bewicklungshöhe HT gemäß Fig. 4 beträgt 175 mm. Dabei beträgt der Ringdurchmesser 40 mm, und der Kopsdurchmesser ist Ringdurchmesser minus 3 mm, also 37 mm.

Es gilt nach der Erfahrung für die Höhe des Kötzers (Schräge am Kops): 40 mm (Ringdurchmesser) × 1.15 = 46 mm. Dieser Wert entspricht einer sogenannten Hubkonstante, die sich mit Hilfe des Gebers 4, bevorzugt eines Inkrementalgebers mit zwei Spuren A und B, bestimmen läßt. Er zählt auf getrennten Kanälen hinauf und hinunter, womit verhindert wird, daß bei Schwingungen usw. Fehlimpulse vorkommen. Dieser Zähler kann auf der Welle des Ringrahmenmotors 6e oder bevorzugt auf der Eingangswelle eines Stirnrad-Schneckengetriebes 6c angeordnet werden. Es können damit gleichzeitig eine Beschädigung oder ein Abspringen des Zahnriemens im Zahnriemenvorgelegegetriebe 6a überwacht werden. Wenn der Motor läuft und gleichzeitig keine Impulse kommen, ist daraus zu schließen, daß eine Störung in der Bewegungsübertragung vorliegt.

Es wird angenommen, daß eine Wellenumdrehung oder 100 Impulse des Gebers 4 einem Hub H = 0.05618 mm entsprechen, was sich einfach aus den Übersetzungsverhältnissen im Getriebe 6a ergibt.

Wenn man 1 : 0.05618 mm dividiert, ergibt sich die sogenannte Hubkonstante mit 17,8 Zählimpulsen pro mm Hub des Ringrahmens 7. Sie ist nur abhängig von den Übersetzungsverhältnissen. Die Hubkonstante mit 46 mm multipliziert ergibt IZK = 819 Zählimpulse für den Kötzer. Dieser Wert wird für die Einstellung der Kötzerhöhe HK gemäß Fig. 4 verwendet. Pro Meter Lieferung von der Walze erhält man einen Verlegeimpuls für den Ringrahmen 7 auf folgende Weise:
Die Garnlänge auf einem Kops ist das Produkt aus Kopsnettogewicht multipliziert mit Nummer metrisch: 51.2 g × 68 m/g = 3'482 m.

Da man von jedem Meter Lieferung einen Verlegeimpuls bekommt, sind 3'482 Verlegeimpulse von ganz unten bis ganz oben nötig.

Den Verlegeweg SV (Lift H minus Kötzerhöhe HK) berechnet man folgendermaßen: SV = HT - HK = 175 - 46 = 129 mm. Um dieses Mass ist die Kegelspitze von Anfang Kops bis Ende Kops zu verlegen.

Nun ist auch der Verlegeschritt DS zu berechnen:
DS = 129 mm: 3'482 (Verlegeimpulse oder Meter) = 0.03705 mm Verlegeimpuls bzw. mm/m Lieferung.

Nun ist DIZ, die Anzahlimpulse für einen Verlegeschritt DS oder 1 m Garn, als Einstellwert zu bestimmen:
DIZ = Verlegeweg SV × Hubkonstante/Kopsnettogewicht × Garnnummer = 129 mm × 17.8 Zählimpulse/mm/51.2 g × 68 m/g = 0,660 1/mm.

Der Betreiber der Maschine kann die gewünschten Daten für IZK (Anzahl Zählimpulse für die Kötzerhöhe) und DIZ (Anzahl Impulse für einen Verlegeschritt oder 1 m Garn) in die Bedienungseinheit 1a eingeben.

Wird DIZ größer gewählt, z. B. von 0.660 auf 0.665 gesteigert, dann wird der Kops schlanker. Wird der Wert kleiner eingestellt, z. B. um 5 Einheiten, dann wird der Kops dicker. Man hat somit eine einfache Möglichkeit, die Kopsstärke optimal an den Ringdurchmesser anzupassen.

Folgende Extremwerte ergeben sich:
DIZ = 4.417 für Garnnummer Ne 6
DIZ = 0.177 für Ne 150

Bezugszeichenliste

1

Steuereinheit

2

Umsetzer (Zähler)

3

Umsetzer

4

Geber

4

a Teiler

5

Absolutwertgeber

6

Ringrahmenantrieb

6

a Getriebe

6

b Zahnriemenvorgelege

6

c Stirnrad - Schneckengetriebe

6

d Zugmittel

6

e Ringrahmenmotor

7

Ringrahmen

7

a Spinnring

7

b Garn

8

9

10

Spinnmaschine

11

11

a Eingabeeinheit für Verlegung

11

b Eingabeeinheit für Hub

11

c Eingabeeinheit für Geschwindigkeit

12

Wicklung

13

14

Spindel mit Spinnhülse

15

16

Spindelantrieb

17

Sollwertgeber Hub (Summiereinheit)

17

a Recheneinheit Hub

18

Steuereinheit für Hub

18

a Umsetzer

19

Steuereinheit für Geschwindigkeit

20

Sollwertgeber für Spindelantrieb

21

22

23

24

25

Impulsgeber

26

Streckwerksantrieb

26

a Motoren mit Getriebe

26

b

26

c

27

27

a Walzen

27

b

27

c

28

Streckwerksantrieb

28

a Motoren mit Getriebe

28

b

29

29

a Walzen

29

b

29

c

30

FU (Frequenzumrichter)

31

dito

32

dito

33

dito

34

Gleichstromzwischenkreis - Leitung

35

Sollwertaufbereiter

36

Geber

37

Steuerleitung
H Hub Ringrahmen (RR)
HI Lift
HK Kötzerhub
L Lieferung (m. Garn)
HV Hubverlegung
HO oberer Wert Hub RR
HU unterer Wert Hub RR
N Anzahl Hübe
HV Hubverlagerung

Claims (11)

1. Spinnmaschine mit einer Steuereinheit für fadenleitende Teile, insbesondere Ringspinnmaschine, wobei ein elektromotorischer Ringrahmenantrieb (6) an die Steuereinheit (1) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuereinheit (1) eine Recheneinheit (17a) für die changierende Hubbewegung des Ringrahmens (7) und dessen Verlagerung vorgesehen ist, die einerseits mit einer Bedienungseinheit (1a) zur Vorgabe von insbesondere Kopsparametern, andererseits mit einem Impulsgeber (25) eines Streckwerksantriebs (26) zur Initialisierung einer Hubverlagerung verbunden ist, wobei die Recheneinheit (17) mit Mitteln (18, 33) zur Erzeugung der changierenden Hubbewegung und zur Initialisierung der Hubverlagerung abhängig vom Impulsgeber (25) des Streckwerksantriebs (26) in Verbindung steht.

2. Spinnmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel einen Frequenzsteller (33) und einen Synchronmotor (6e), insbesondere Reluktanzmotor enthalten.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinheit (17a) oder eine Steuereinheit für den Hub (18) an einen Geber (4) am Ringrahmenantrieb (6) zur Abgabe von Istwerten der Bewegung des Ringrahmens (7) angeschlossen ist.

4. Spinnmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen weiteren Geber (5), insbesondere Absolutwertgeber, der dem Ringrahmenantrieb (6), insbesondere dem Ringrahmen (7) zugeordnet ist und ebenfalls an die Recheneinheit (17a) oder Steuereinheit (18) angeschlossen ist.

5. Spinnmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Recheneinheit (17a) oder Steuereinheit (1) ein Speicher (1b) für vorgegebene Schaltwerte zum Vergleich mit übermittelten Werten des Gebers (5) vorgesehen ist, und daß ein Vergleicher (1c) für Werte aus dem Speicher (1b) und vom Geber (5) vorgesehen ist, und daß bei Gleichheit von vorgegebenen bzw. gemessenen Werten im Vergleicher (1c) bestimmte Schaltungszustände in der Steuereinheit (1) auslösbar sind.

6. Spinnmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Ringrahmenantrieb (6) ein Inkrementalwertgeber (4) mit einem Auflösungsvermögen genauer als 5/10 mm und ein Absolutwertgeber (5) mit einem Auflösungsvermögen schlechter als 1/10 mm vorgesehen sind, welche mit der Steuereinheit (1) oder insbesondere der Recheneinheit (17a) für den Ringrahmenantrieb (6) wirkungsverbunden sind.

7. Spinnmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Recheneinheit (17a) für die Kopsbewicklung vorgesehen ist, wobei die Recheneinheit (17a) derart ausgebildet ist, daß nach einer Funktion ersten oder zweiten Grades nach und nach Umkehrpunkte des Ringrahmens (7) insbesondere in dessen unterster Stellung während der Bildung des Kopsansatzes bis zu einer Höhe H1 + HK berechenbar sind.

8. Verfahren zum Betrieb einer Spinnmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lieferung von Garn an einer Walze (29a) eines Streckwerksantriebes (28) bestimmt wird, der gelieferten Garnlänge entsprechende Impulse erzeugt werden, die der Liefermenge entsprechenden Impulse einer Recheneinheit (17a) zugeführt werden und entsprechend einer Anzahl empfangener Impulse Hubverlegungswerte für die Hubverlegung des Ringrahmens (7) jeweils einem kontinuierlich wiederkehrend vorgegebenen Hubwert (HK) für die Auf- bzw. Abbewegung des Ringrahmens (7) zugeschlagen, bzw. in Abzug gebracht werden, welche Werte als Führungsgrößen für eine Steuereinheit (18) für den Hub des Ringrahmens (7) verwendet werden.

9. Verfahren zum Betrieb einer Spinnmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Recheneinheit (17a) für den Hub des Ringrahmens (7) Hubwerte PU in der unteren Umkehrstellung des Ringrahmens (7) und in der oberen Umkehrstellung PO einzeln und fortlaufend berechnet werden, indem ein oberer Wert HO und eine unterer Wert HU für den Beginn der Bewicklung einer Hülse mit Garn festgelegt wird, zu diesen Werten jeweils eine Hubverlagerung HV nach Initialisieren durch den Impulsgeber (25) schrittweise hinzugezählt wird, wobei die Hubverlagerung HV laufend neu festgelegt werden kann, so daß sich mit der Lieferlänge L vom Streckwerk (26, 28) allmählich zunehmend Hubwerte HO + N × HV und HU + N × HV ergeben, welche als Führungsgrößen für die Steuereinheit (18) für den Hub H des Ringrahmens (7) verwendet werden.

10. Verfahren nach den Ansprüchen 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Phase der Kopsbewicklung während der Bildung des sogenannten Kopsansatzes mit einer Höhe H1 + HK Hubwerte für den Ringrahmenantrieb (6) in einer Recheneinheit (17a) der Steuereinheit (1) laufend berechnet werden, wobei die Hubwerte in den unteren Umkehrpunkten des Ringrahmens (7) über der Zeit aufgetragen eine Kurve zweiter oder höherer Ordnung ergeben und die oberen Umkehrpunkte des Ringrahmens (7) bevorzugt auf einer Kurve erster Ordnung liegen.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ausführung eines Überhubs DHK über einen oberen Hubwert PO bzw. unteren Hubwert PU hinaus eine Hubkorrektur dadurch erfolgt, daß die entsprechenden überzähligen Inkremente vom Geber (4) in einem Speicher der Steuereinheit für den Hub (18) abgelegt werden und der Sollwert HK für die nächste Aufwärts- oder Abwärtsbewegung entsprechend vergrößert wird, wodurch eine Aufsummierung von Fehlern während der changierenden Hubbewegungen vermieden wird.