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Title:
REGULATING, CONTROLLING AND POWER SUPPLY DEVICE FOR TEXTILE MACHINES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/073171
Kind Code:
A1
Abstract:
According to the invention, a shared regulating, controlling and power supply device for each of the yarn processing positions (Pos.) is modularly constructed in a spinning machine or other textile machines. The functional modules (Mod) assigned to the yarn processing stations (SP, AP, R1, R2, WT/WS), which are arranged one behind the other in the direction of the yarn path, are fastening to a shared cooling rail (KK) accommodated in a terminal and control box (ASK) which is sealed on all sides and which belongs to the corresponding yarn processing position. An additional functional module (ModK) configured as a top station is assigned to each yarn processing position and is fastened to the cooling rail as well. Said top station establishes a data bus connection of the functional modules to a master computer (LR). A main current switch (PLS) provided in each terminal and control box enables each yarn processing position to be switched with no-load current. The customary air-conditioned control panel area (STB) used up to now in installations of this type is rendered unnecessary.

Inventors:
GEHRMANN WOLFGANG
LEHLE ERHARD DI
Application Number:
PCT/EP2001/002975
Publication Date:
October 04, 2001
Filing Date:
March 15, 2001
Export Citation:
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Assignee:
DIENES APPBAU GMBH (DE)
International Classes:
D01D13/00; G05B19/05; G05B19/414; (IPC1-7): D01D13/00; G05B19/07; G05B23/02
Domestic Patent References:
WO1994025869A11994-11-10
Foreign References:
EP0845432A11998-06-03
EP0389849A21990-10-03
Attorney, Agent or Firm:
Rentzsch, Heinz (Sch�nbornring 1 Neu-Isenburg, DE)
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Claims:
Patentansprüche :
1. Regel-, Steuer-und Energieversorgungseinrichtung für Anlagen zum Herstellen synthetischer Endlosfaden, inbesondere für Spinnmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß a) die elektrischen Regel-, Steuer-und Energieversorgungseinrichtungen für die einzelnen, im Fadenlaufweg hintereinancier angeordneten Fadenerzeugungs-, Fadenbehandlungs-, Fadenüberwachungs-und Steuervorrichtungen jeder Fadenbehandlungsposition (Pos) als einzelne, kombinier-und austauschbare, elektronische Funktionsmodule (Mod) ausgebildet sind ; b) alle einer bestimmten Fadenbehandiungsposition (Pos) zugeordneten Funktionsmodule auf einem benachbart zu den Regel-, Steuer-und Energieversorgungsvorrichtungen dieser Fadenbehandlungsposition vorgesehenen, als Kühlkörper (KK) ausgebildeten Modulträger angeordnet sind ; und c) ein weiteres, der jeweiligen Fadenbehandlungsposition zugeordnetes und auf deren Kühlkörper angebrachtes Elektronikmodul als Kopfstation (ModK) eine Datenbusverbindung der Funktionsmodule mit einem entfernt von der Fadenbehandlungsposition vorgesehenen Leitrechner (LR) herstellt, welcher mehrere oder alle Fadenbehandlungspositionen einer Textilmaschine steuert bzw. überwacht.
2. Einrichtung nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkörper (KK) unmittelbar die Leistungsbaugruppen (EMV, IGBT, TH, GL) und über seitliche Stützen (sot" eine Leiterplatte (LP) mit den elektronischen Schaltungsbaugruppen des Funktionsmoduls trägt.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Stützen (St2) für jedes Modul eine die Leiterplatte (LP) abdeckende Schutzhaube (SH) tragen.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kühlkörper (KK) ein an eine Kühlmittelquelle anschließbares, gut wärmeleitendes Rohr (CuR) eingepaßt ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlrohr (CuR) federnd gegen den Kühlkörper (KK) gedrückt wird.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkörper (KK) auf seiner der Leiterplatte (LP) abgewandten Seite auf weiteren Stützen (Stl) eine Abdeckplatte (AP) trägt.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkörper (KK) gleichzeitig als Berührungsschutz für die Strom-Sammelschienen (SL, SN) der Funktionsmodule (Mod) ausgebildet ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Strom-Sammelschienen (SL, SN) für die Funktionsmodule (Mod) im Raum zwischen Kühlkörper (KK) und Abdeckplatte (AP) angeordnet sind.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche I bis 8, gekennzeichnet durch eine solche Ausgestaltung des Kühlkörpers (KK), daß er wahlweise mit Luft oder Wasser gekühlt werden kann.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, da# der Kühlkörper (KK) eine Vielzahl von Kühlrippen (KR) aufweist.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionsmodule (Mod) jeweils auf der gleichen Seite Anschlußklemmen (KL) für äußere

Stromkreise, wie Meßfühler, Motoren, Heizer, Stellglieder, digitale Ein-und Ausgänge, tragen.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Kanten der Leiterplatten (LP) benachbarter Funktionsmodule (Mod) mit Stellsignalanschlüssen (SKA SKE) sowie Anschlüssen (SB) für einen gemeinsamen internen Bus der Funktionsmodule versehen sind. i. u. Ii\'ii\'1CIf. tIl Itc\'aCt tIlSpI7lCi .. 7 C ? auiCt gv. ne. TIIIZ. IC\'u^m°,. i, C\'uu ui,. n, 3i\'vuSl"Iisic\'\'SCt\'uuSSV.
13. (SKA, SKE) und mtembusanschlüsse (SB) jeweils auf allen Leiterplatten (LP) fluchtend angeordnet sind.
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkörper (KK), die Funktionsmodule (Mod) und das Kopfstationsmodul (ModK) in einem. gemeinsamen Anschluß-und Steuerkasten (ASK) angeordnet sind.
15. 15 Einrichtung nach einem der Ansprüche I bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß alle Funktionsmodule (Mod) und das Kopfstationsmodul (ModK) auf einem gemeinsamen Modulträger, insbesondere einer Strangguß-Profilschiene (KK) befestigt sind.
16. 16 Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionsmodule (Mod) und das Kopfstationsmodul (ModK) auf mehrerer Modulträgem (KK) befestigt sind, welche von einer gemeinsamen Kühlvorrichtung gekühlt werden.
17. 17 Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß-und Steuerkasten (AKS) einen Hauptstromschalter (PLS) aufweist, mit dem die gesamte Fadenbehandlungsposition (SP) spannungsfrei geschaltet werden kann.
18. 18 Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfstationsmodul (ModK) zugleich als Mehrkanalregler ausgebildet ist und mehrere Temperaturfühlereingänge sowie Stellsignalausgänge aufweist.
19. 19 Einrichtung nach Anspruch 12 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß die digitalen Eingänge eines Ein/Ausgabemoduls (ModI/O) über den internen Bus (SB) mit dem Kopfstationsmodul (ModK) verbunden sind, die erfaßten Eingangssignale dort mittels eines Standardprogramms (z. B. nach IEC 1131) logisch verknüpft und anschließend als digitale Ausgangssignale an das Ein/Ausgabemodul zurückgeführt werden.
20. 20 Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionsmodule (Mod) als Regler, Leistxngssteller, Frequenzumrichter, Gleichrichter oder digitale Ein/Ausgänge ausgebildet sind.
Description:
Regel-, Steuer-und Energieversorgungseinrichtung für Textilmaschinen Die Erfindung befaßt sich mit dem Aufbau der Regel-, Steuer-und Energieversorgungs- Einrichtungen für Anlagen zum Erzeugen undioder Behandeln synthetischer Endlosfäden, insbesondere für Spinnanlagen und sonstige Textilmaschinen. Eine Spinnanlage oder Spinnmaschine umfaßt üblicherweise eine Vielzahl parallel arbeitender und jeweils einen Faden oder eine Fadenschar herstellender sogenannter Spinn-oder Fadenpositionen, welche ihrerseits beispielsweise einen Extruder bzw. eine Extrudersektion, einen Spinnkopf mit Spinnpumpe, hieran anschließend im Zuge des Fadenlaufwegs hintereinander mehrere Fadenbehandlungsstationen, wie eine Vorrichtung zum Avivageauftrag mit Avivagepumpe, dann mehrere beheizte sowie unbeheizt Rollen zum Fördern, thermischen Behandeln und Strecken des Fadens und schließlich einen Fadenwickler umfassen. Durch unterschiedliche Geschwindigkeiten der Rollen wird der Faden verstreckt, wodurch er gewünschte Eigenschaften, wie Dicke, Zugfestigkeit, Schrumpfung und dergl. erhält. Gelegentlich werden die Fäden im gleichen Zuge texturiert. Jede Spinnposition ist ferner mit Steuerungs-und Überwachungseinrichtungen, wie Fadenwächter, Fadenschneider, Absaugvorrichtungen und Start/Stopp-Tasten ausgestattet, welche zumindest teilweise logisch miteinander verknüpft sind.

Je nach Art des herzustellenden Fadens umfassen die einzelnen Spinnpositionen (Fadenbehandlungskolonnen) unterschiedliche Fadenbehandlungsvorrichtungen. Allen Varianten gemeinsam ist, daß auf seiten der Regel-und Energieversorgungseinrichtungen jede Spinnposition druckgeregelte Fadenbehandlungsstationen, z. B. einen Extruder, geschwindigkeits-oder drehzahlgeregelte Stationen, z. B. Umrichterantriebe für Galetten, sowie temperaturgeregelte Fadenbehandlungsstationen, z. B. Rollen-oder Plattenheizer, aufweist. Den heute üblichen Aufbau einer Spinnanlage zeigen schematisch die Fig. 1 und 2. Dabei gibt Fig. 1 eine Vorderansicht des Spinnbereichs SPB mit den nebeneinander angeordneten Spinnpositionen Pos. l bis Pos. n sowie den Schalttafelbereich STB und Fig. 2 eine seitliche Ansicht einer der Spinnpositionen mit dem (in Fig. 1) vorn liegenden Spinnbereich SPB und dem dahinter befindlichen Schalttafelbereich STB wieder.

In jeder Spinnposition sind die elektrischen Meßfühler sowie die Anschlüsse der Heizer,

Pumpen und Motoren an die Klemmen KL eines an der Maschine befindlichen Anschlußkastens AKl... AKn geführt, von wo aus eine Vielzahl mehradriger Kabel Ll, L2,... Ln die Verbindung zum Schalttafelbereich STB herstellt. Dieser ist klimatisiert und enthält in umfangreichen Schaltschränken die Heizungsregler mit zugehörigen Leistungsstellern, die Pumpenregler, die Drehzahlregler und Frequenzumrichter für die Motoren sowie weitere Steuer-und Überwachungseinrichtungen. Dabei versorgen die verschiedenen Umrichter oft gleichartige Antriebe in den einzelnen Spinnpositionen gemeinsam. Im einzelnen läßt Fig. 1 einen für alle Spinnpositionen gemeinsamen Extruder EXT sowie in jeder Spinnposition im Zuge des Fadenlaufwegs hintereinander eine Spinnpumpe SPl... SPn, einen Spinnkopf SKl... SKn, eine Avivagepumpe APl... APn, einen Fadenschneider FSl... FSn, einen ersten Rollensatz Rl. 1... Rn. 1, einen zweiten Rollensatz R1. 2... Rn. 2 und einen Wickler Wl... Wn erkennen. Der Motor MEX für die Extruderschnecke, die Anschlüsse der Spinnpumpe SPl... SPn und die Anschlüsse der Extruderheizung sind an einen gemeinsamen ersten Anschlußkasten AKO mit mehreren Anschlußklemmen KLO geführt. Von dort führen eine Leitung LX zum Umrichter UEX für den Extruderschnecken-Antriebsmotor, eine Leitung LXS zum Umrichter USP für die Spinnpumpen SP und eine Leitung LXH zum Heizungsregler RHEX für den Extruder EXT. Femer weist jede der Spinnpositionen Pos. l bis Pos. n an der Rückseite der Maschine einen eigenen Anschlußkasten AK1... AKn mit einer Vielzahl von Anschlußklemmen KLl.... KLn auf. Diese sind auf der Maschinenseite in jeder Spinnposition mit der Avivagepumpe AP, dem Heizrollensatz Rl, dem Heizrollensatz R2, dem Traversierantrieb WT des Wicklers und dem SpulenantriebWS des Wicklers verbunden. Die meisten dieser Leitungen sind mehradrig. Sie sind in einer der Anzahl der Spinnpositonen der Maschine entsprechenden Anzahl erforderlich. Je nach Aufbau und Umfang der Maschine können weitere Aggregate mit den Anschlußkästen AK verbunden sein. Im gezeigten Beispiel erstreckt sich in jeder Spinnposition eine erste Verbindungsleitung LAP zwischen dem Anschlußkasten AKl und dem Umrichter UAP für die Avivagepume, eine zweite Leitung LR1A führt zum Frequenzumrichter URl für den Antrieb des ersten Heizrollensatzes Rl, eine dritte Leitung LR1H zum Heizungsregler HR1 dieses ersten Rollensatzes, eine vierte Leitung LR2A zum Umrichter UR2 des zweiten Rollensatzes R2, eine fünfte Leitung LR2H zum Heizungsregler HR2 des zweiten Rollensatzes, eine sechste Leitung LTW zum Umrichter UTW für den Traversierantrieb des Wicklers und eine siebente Leitung LSW zu dessen Umrichter USW für den Spulenantrieb. Die meisten Leitungen sind in einer der Anzahl der

Spinnpositionen der Maschine entsprechenden Anzahl vorhanden. Alle Umrichter und Heizungsregler jeder Spinnposition sind in einem Schaltschrank SK untergebracht und stehen über eine Busleitung BL mit einem übergeordnetem Leitrechner LR in Verbindung, der die Führungsgrößen für die einzelnen Umrichter und Regler bereitstellt.

Wie man sieht, ist die Steuerung der einzelnen Aggregate in den verschiedenen Spinnpositionen der Spinnmaschine horizontal, d. h. quer zur Fadenlaufrichtung ausgerichtet. Fällt einer der Regler oder Umrichter aus, so sind hiervon alle Spinnpositionen betroffen. Zwischen den Aggregaten der Maschine bzw. deren Anschlußkästen AK und dem Schalttafelbereich STB wird eine große Anzahl von Leitungen benötigt.

Für Heizrollenaggregate beschreibt DE 198 43 990 Cl eine Integration von Antriebsmotor, Galette, Umrichter, Temperaturregler und Überwachungselektronik zu einem integrierten Galettenaggregat, bei dessen Einsatz die übrigen Aggregate jeder Spinnposition, z. B.

Spinnpumpe, Avivagepumpe, Wickler, weiterhin wie zuvor beschrieben mit den betreffenden Reglern und Umrichtern im Schaltschrank verbunden werden müssen. Vom Galettenaggregat abgesehen besteht also nach wie vor eine horizontale Struktur der Aggregatesteuerung.

Aufgabe der Erfindung ist es, Aufbau und Anordnung der Regel-, Energieversorgungs-und Überwachungseinrichtungen für eine Textilmaschine, insbesondere eine Spinnmaschine, weiter zu verbessern und bei Gewährleistung hoher Zuverlässigkeit zu vereinfachen. Dies gelingt mit der im Anspruch l gekennzeichneten Erfindung. Durch die modernen elektronischen Bausteine wird es möglich, die Heizungsregler und Umrichter unmittelbar in einem Anschluß-und Steuerkasten unterzubringen, der kaum größer ist als der bisherige reine Klemmkasten. Dabei bleiben die Anschlußklemmen wie bei der bisherigen Verwendung von Reihenklemmen leicht zugängig und übersichtlich angeordnet. Der Anschluß-und Steuerkasten ist staub-und spritzwasserdicht. Da moderne elektronische Baugruppen und Bausteine entweder flexibel programmierbar oder leicht austauschbar und kombinierbar sind, können die Regler und Umrichter leicht unterschiedlichen Anforderungen angepaßt werden. Aufgrund der nunmehr durchgängig vertikalen Ausrichtung der Baugruppen der Steuer-und Energiezufuhreinrichtang für jede Spinnpostion braucht für eine Wartung einer Spinnposition nur die betreffende Position mittels eines Schalters spannungsfrei geschaltet zu werden, ohne daß hierdurch die übrigen Spinnpositionen beeinträchtigt werden. Der klimatisierte Schalttafelbereich bisheriger

Anlagen und seine zeitaufwendige Verkabelung entfallen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung sieht mehrere als Module ausgestaltete Funktionsbaugruppen vor, wie Einzelumrichter verschiedener Leistung, Mehrkanal-Temperaturregler mit Eingängen für unterschiedliche Temperaturfühler, Leistungssteller für Heizer unterschiedlicher Leistung, digitale Steuereingänge und-ausgänge. Das Kopfstations-Modul kann zugleich als Mehrkanalregler ausgebildet und mit mehreren Eingängen zum Anschluß von Temperaturfühlern sowie mehreren Stellsignal-Ausgängen ausgestattet sein. Über diese kann es beispielsweise bis zu 16 Thyristor-oder Optokoppler-Leistungssteller unterschiedlicher Leistungsklassen ansteuern. Außer durch ihre eigentliche elektrische Funktion zeichnen sich diese Module durch geringen Platzbedarf und übersichtliche Klemmenanschlüsse aus. Die Kabel werden über dichte Durchführungen aus dem Klemmkasten herausgeführt. Wenn der Kühlkörper, z. B. eine Kühlschiene, für die Leistungsmodule, wie Thyristoren, Optokoppler und IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), mit Kühlwasser beschickt werden kann, wird eine besonders enge Bauweise möglich, zumal Kühlwasser in einer Spinnanlage immer verfügbar ist.

Der Kühlkörper kann aber auch mit Luft zwangsgekühlt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Fig. 3 bis 5 schematisch wiedergegebenen Ausführungsbeispiels in Form einer Spinnmaschine erläutert. Darin zeigt Fig. 3 eine der Fig. l entsprechende Darstellung der Vorderansicht der Spinnmaschine ; Fig. 4 eine der Spinnpositionen in seitlicher Ansicht ; Fig. 5 die modulare Anordnung der Funktionsbaugruppen längs des Kühlkörpers sowie einen Schnitt durch den Kühlkörper für die Module längs der Linie A-B in Fig. 5c.

Die neue modulare Struktur der Regel-und Stromversorgungseinrichtung für eine Spinnanlage wird aus dem Blockdiagramm von Fig. 3 und der seitlichen Ansicht einer Spinnposition gemäß Fig. 4 im Vergleich mit der bisherigen Anordnung nach Fig. 1 und 2 ersichtlich.

Übereinstimmende Baugruppen sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der bisher für jede Spinnposition Pos. 1 bis Pos. n übliche Anschlußkasten AK ist durch einen Anschluß-und Steuerkasten ASK1 bis ASKn ersetzt, der außer den Anschlußklemmen KLl... KLn nunmehr auch die Elektronikmodule Mod für die Steuerung der Avivagepumpe APl... APn, des Fadenschneiders FS l... FSn, der Motor-und Heizersteuerung sowie der Leistungsumrichter für die Rollensätze Rl. l... Rn. l und R1. 2,... Rn. 2 und schließlich des Wicklers

WTl/WSl... WTn WSn aufmmmt. Damit entfällt im Vergleich zum Stand der Technik gemäß Fig. 1 und 2 ein besonderer, klimatisierter Schalttafelbereich und eine zu diesem führende umfangreiche Verkabelung. Außer den genannten Komponenten sowie Anschlußklemmen für die Stellglieder, wie Pumpen, Motoren und Heizer, enthält jeder Anschluß-und Steuerkasten einen Positions-Leistungsschalter PLS l... PLSn, mit dem die gesamte Spinnposition einschließlich ihrer Regel-und Stromversorgungseinrichtungen spannungsfrei geschaltet werden kann. Damit ist es möglich, eine fehlerhafte oder zu wartende Spinnposition stillzulegen, ohne daß dabei die übrigen Spinnpositionen der Maschine beeinträchtigt werden. Die Steuer-und Stromversorgungseinrichtung jeder Spinnposition weist ferner ein als Kopfstation ausgebildetes Modul ModKl... ModKn auf, das eine Schnittstelle zum Anschluß an eine Busleitung BL, z. B. einen sog. CAN-Bus oder Ethernet-Bus, umfaßt. Über diesen sind die Kopfstationsmodule ModK der einzelnen Spinnpositionen mit einem übergeordneten Leitrechner LR verbunden, welcher die einzelnen Steuer-und Regeleinrichtungen mit prozeßabhängigen Führungsgrößen versorgt. Jede Spinnposition ist also mit einer autarken Steuer-, Regel-und Stromversorgungseinrichtung ausgestattet, die von der Arbeitsweise der Regler in den übrigen Spinnpositionen unabhängig ist. Sollte das Kopfstationsmodul ausfallen, so arbeiten die übrigen Funktionsmodule der betreffenden Spinnposition als eigenständige Regler, Umrichter und dergl. mit der zuletzt vorgegebenen Führungsgröße weiter.

Dem alle Spinnpositionen versorgenden gemeinsamen Extruder EXT ist ebenfalls ein Anschluß-und Steuerkasten ASKO mit einem von Hand betätigbaren Leistungsschalter PLSO, einer Kopfstation ModK, Funktionsmodulen ModO, Anschlußklemmen KLO sowie einem Kühlkörper KKO zugeordnet. Der Anschluß-und Steuerkasten ASK ist vorzugsweise ein dichtes Blechgehäuse, in das die mit den Funktionsmodulen Mod und Abdeckhauben SH bestückte Kühlschiene KK eingebaut ist. Je nach Länge der Kühlschiene ist der Anschluß-und Steuerkasten verschieden groß.

Im Vergleich zu der bisher üblichen, im wesentlichen horizontalen Struktur der Steuer-und Energieverorgungseinrichtung einer Spinnanlage, hat die neue Einrichtung eine im wesentlichen vertikale, d. h. in Fadenlaufrichtung orientierte Struktur und ist in sich modular aufgebaut.

Damit kann man, je nach Anwendungszweck, unterschiedliche Module, z. B. Umrichter oder Thyristoren unterschiedlicher Leistung, ohne zusätzlichen Verkabelungsaufwand zu einer Steuer-und Stromversorgungseinrichtung für eine Spinnposition kombinieren. Die neue

modulare Struktur zeichnet sich durch hohe Flexibilität aus. Sie kann nicht nur bei Spinnmaschinen sondern auch bei anderen der Faden-oder Garnerzeugung und-behandlung dienenden Anlagen, z. B. Spinnstreckmaschinen, Strecktexturiermaschinen usw., mit Vorteil eingesetzt werden, insbesondere wenn in mehreren parallel arbeitenden Fadenbehandlungseinrichtungen (Fadenpositionen) gleichzeitig eine Vielzahl von Fäden erzeugt und oder behandelt wird.

Fig. 5, bestehend aus den Teilfiguren 5a bis 5c, zeigt eine Draufsicht auf die von einem gemeinsamen Kühlkörper KK getragenen Leiterplatten LP der einzelnen Module Mod bei abgenommener Abdeckung. Dargestellt sind nur acht solcher Module, obwohl der Anschluß- und Steuerkasten ASK einer Spinnposition meistens noch weitere Module umfaßt. Von oben nach unten gesehen sind dies ein Modul ModK"Kopfstation", ein digitaler Ein/Ausgabe-Modul ModVO, ein 8-Kanal Tyristormodul ModTH8 zum Ansteuern eines Mehrzonenheizers einer Heizgalette im ersten Rollensatz Rl, ein Temperaturregler-Modul ModTR, ein 4-Kanal Thyristonnodul ModTH4 als Stromversorgungseinheit für den Heizer im zweiten Rollensatz R2, ein l-Kanal Thyristormodul ModTHl für Leistungen bis zu 220-400V. 90A, ein Gleichrichtermodul ModGL sowie ein Umrichtermodul ModLT zum Ansteuern des Antriebsmotors einer Galette.

Auf die beiden Thyristormodule folgen gegebenenfalls weitere-liier nicht eingczeichnete- Thyristormodule, und auf den Umrichteffnodul folgen weitere Umrichtermodule.

Das Kopfstationsmodul ModK trägt am linken Rand seiner mit gedruckter Schaltung versehenen Leiterplatte LP Eingangs-Schraubklemmen l bis 16 zum Anschluß von Temperaturfühlern, beispielsweise über einen Mehrfach-Meßwertübertrager gemäß DE 38 30 384 C2. An der oberen Kante der Leiterplatte ist ein Anschlußstecker für die Busleitung BL zum Leitrechner LR vorgesehen. An der unteren Kante befinden sich 8 Stellsignalanschlüsse SKA, welche über die Leiterplatte des Ein/Ausgabe-Moduls Modl/O mit den Stellsignaleingängen SKE des sich anschließenden Leistungsstufen-Moduls ModTH8 verbunden sind. Das 1/0-Modul kann bis zu 32 digitale Ein-und Ausgänge erfassen. Die Eingangssignale weren über einen internen Bus SB an die Kopfstation ModK geleitet und dort logisch verknüpft und dann als Ausgangssignale wieder an das 1/0-Modul zurückübertragen.

Die logische Verknüpfung erfolgt mittels eines genormten Programms, z. B. nach IEC 1131.

Damit bildet die Kopfstation gleichzeitig einen Progammlogikrechner PLC, der über den

Ethemet-oder CAN-Bus BL mit dem Leitrechner LR kommunizieren und programmiert weren kann. Ferner ist an der unteren Kante ein Steckanschluß SB für den internen Bus vorgesehen. der einem entsprechenden Steckanschluß SB an der oberen Kante des Modl/0 sowie des 8- Kanal-Thyristormoduls ModTH8 gegeniibersteht.

Am linken Rand des Moduls ModTH8 befinden sich nach Art von Reihenklemmen im vorliegenden Beispiel acht Heizleistungs-Ausgangsklemmpaare 1 bis 8 für beispielsweise 220V/10A. An die Stellsignalausgänge SKA können die Stellsignaleingänge nicht dargestellter weiterer Thyristormodule angeschlossen werden. Der interne Busleitungsanschluß SB ist mit dem entsprechenden Busanschluß SB an der oberen Kante des nachfolgende Temperaturreglermoduls ModTR verbunden (s. Fig. 5b).

Dieses weist an seiner linken Kante Temperaturfühler-Eingänge 1 bis 16 auf, an welche beispielsweise Pt 100-Temperatunfiilhler, Thermoelemente bzw. die Ausgänge von Meßwertübertragem angeschlossen werden. Über seine Stellsignalausgänge SKA und den Internbusanschluß SB steht das Temperaturregler-Modul ModTR mit dem nachfolgenden 4- Kanal-Thytistonnodul ModTH4 sowie einem 1-Kanal-Thvristormodul ModTH1 in Verbindung. Auf der Leiterplattenoberseite des ModTH4 sind Sicherungen Si sichtbar, während an der linken Kante der Leiterplatte-vier Paare 1... 4 von Heizleistungs- Ausgangsklemmen angebracht sind. L\'ber 16 Stellsignalausgänge SKA an der unteren Leiterplattenkante von ModTR können weitere Thyristormodule angeschlossen sein. Der Internbusstecker SB verbindet die Thyristormodule ModTh4 und ModTHl mit dem aus Fig. 5c ersichtlichen Gleichrichtermodul ModGL sowie mit einem sich anschließenden Umrichtermodul ModU. Das Gleichrichtermodul ModGL erzeugt aus dem Drehstromnetz eine Gleichspannung (beispielsweise 500VG) für die Leistungsausgänge der Umrichtermodule ModU sowie Versorgungsspannungen (z. B. 24V und 15 VG) für den Betrieb der Elektronik auf den einzelnen Modulen. Die Niederspannungen werden im Kabel des internen Busses SB mitgeführt. Weiterhin befindet sich auf dem Umrichtermodul ModU die sogenannte Bremselektronik zur Leistungsabfulu beim Abbremsen der von den Umrichtern angetriebenen drehenden Massen (z. B. Motor + Galette) sowie eine dynamische Netzausfall-Überbrückung.

Das Umrichtermodul ModU trägt an seiner linken Kante das Ausganksklemmen-Tripel R, S, T zweier Frequenzausgänge, mit denen die Motorwicklungen von zwei Galetten-Antriebsmotoren angesteuert und in ihrer Drehzahl geregelt werden. Auf der e smd

Si sowie die Anschlußschrauben (+), (-) Sur die Gleichstrom-Sammelschienen erkennbar. Über den Intembusanschluß SB können weitere Umrichtermodule angeschlossen werden. Es ist ersichtlich, daß je nach Anwendungszweck und Aufbau der Maschine weitere oder andere Module in dem gemeinsamen Anschluß-und Steuerkasten ASK unte racht werden können.

Bei allen Modulen liegen die Stellsignal-Ein-und-Ausgänge, die Intembusanschlüsse SB sowie die Sammelschienenanschlüsse (+) und (-) fluchtend auf der gleichen vertikalen Linie, so daß der Austausch eines Moduls durch einen anderen ohne zusätzlichen Verdrahtungsaufwand leicht und schnell möglich ist. Auch lassen sich auf diese Weise abhängig vom Anwendungsfall Module unterschiedlicher Funktion kombinieren. Die seitlichen Anschlußklemmen sind als Reihen-Schraubklemmen gut zugängig und übersichtlich angeordnet. Aufgrund der geringen Abmessungen heutiger Leistungshalbleiter-Baugruppen und sonstiger Elektronik-Bausteine benötigt ein AnschluB-und Steuerkasten der hier vorgeschlagenen Art kaum mehr Platz als ein herkömmlicher Anschlußklemmkasten. Die gedrängte Bauweise ermöglicht eine verlustarme Luft-oder Flüssigkeitskühlung, zumal Kühlwasser an Spinnmaschinen stets zur Verfügung steht. Dagegen entfällt der bisher übliche klimatisierte Schalttafelbereich STB.

In der schematischen Schnittzeichnung im unteren Teil von Fig. 5c ist ein Querschnitt des Anschluß-und Steuerkastens AKS in Höhe der Linie A-B durch das LTnuichtermodul ModU wiedergegeben. Ein mit einer Vielzahl von Kühlrippen KR versehener langgestreckter Kühlkörper KK aus gut wärmeleitendem Werkstoff, z. B. eine Aluminium-Strangguß- Profilschiene, hat ein im wesentlichen doppel-U-förnziges Profil, dessen Mittelsteg MSt auf seiner in der Schnittzeichnung nach unten weisenden Oberseite die am meisten wärmeabgebenden Leistungsbauteile, z. B. Leistungsmodule IGBT trägt. Bei einem Thyristormodul werden dies die Thyristoren und im Falle eines Gleichrichtermoduls die Gleichrichter sein. Die in der Zeichnung nach unten ragenden Seitenstege St2 halten zwischen sich die Leiterplatte LP mit ihren Bauelementen und gedruckten Leiterbahnen. Auf der Leiterplatte LP sitzen die Sicherungen Si und am linken Rand die Anschluß-Schraubklemmen KL. Nach außen hin ist die Leiterplatte LP durch eine in Fig. 5a-c weggelassene Schutzhaube SH abgedeckt. Der linke Teil des Mittelstegs MSt trägt die EMV-Drosseln EMV. Ein im mittleren Bereich des Kühlkörpers KK in der Zeichnung nach oben gerichteter Ansatz A größerer Wandstärke nimmt ein von Kühlwasser durchflossenes Kupferrohr CuR auf, welches großflächig in diesen Ansatz A eingepaßt ist und durch eine sich federnd abstützende Halteschiene HS gegen den Mittelsteg MSt gedrückt wird. Auf den in der Schnittzeichnung

nach oben gerichteten Seitenstegen Stl ruht eine isolierende Abdeckplatte AP, welche sich zugleich am Ansatz A abstützt. Im Raum zwischen dieser Abdeckplatte AP und dem Mittelsteg MSt erstrecken sich parallel zum Kühlrohr CuR die Stromsammelschienen SL und SN. Sie sind auf isolierende, den Mittelsteg MSt durchsetzende Pfosten P aufgeschraubt, die an der Leiterplatte PL befestigt sind. Im gezeigten Fall eines Umrichtermoduls handelt es sich um Gleichstrom-Sammelschienen. Der als Kühlkörper KK ausgebildete Modulträger ist bevorzugt ein sich über mehrere oder alle Module erstreckendes Stranggußprofil. In Abhängigkeit von der Bestückung des Moduls mit elektronischen Baugruppen kann man auch unterschiedliche Profilstücke verwenden, die auf einem gemeinsamen Kühlrohr CuR sitzen. Die Schutzhauben SH und die Abdeckplatten AP schließen jeden Funktionsmodul staub-und spritzwasserdicht ab.

Alle Kabelanschlüsse werden abgedichtet nach außen geführt. Dank der zahlreichen Kühlrippen KR kann der Kühlkörper KK im Bedarfsfall wahlweise mit Luft oder Wasser gekühlt werden.

In ähnlicher Weise wie die Gleichstrom-Sammelschienen sind Wechsel-oder Drehstrom- Sammelschienen in den einzelnen Modulen angeordnet. Je nach Anzahl der zu kühlenden Funktionsmodule einer Fadenbehandlungsposition sowie abhängig vom im Anschluß-und Steuerkasten ASK verfügbaren Platz kann es zweckmäßig sein, als Träger für die Module zwei oder mehr Kühlkörper, z. B. Profilschienen, vorzusehen und diese nebeneinander oder im Winkel zueinander anzuordnen und aus einer gemeinsamen Kühlmittelquelle, z. B. durch ein gemeinsames Kühlrohr CuR, oder mit einem gemeinsamen Kühlgebläse zu kühlen.