Swisstex - Spinnmaschine für synthetische Fasern

Drehzahlkonstanz für Qualität entscheidend

Ausgereifte Komplettanlagen

Ein weltweit tätiger Hersteller für Spinnmaschinen synthetischer Fasern ist die SwissTex in Winterthur in der Ostschweiz. als Systemanbieter entwickelt das Unternehmen die Prozesstechnologie und realisiert komplette Anlagen entsprechend den baulichen Voraussetzungen beim Anwender. Diese umfassen die Extruder, den Spinnbalken, die Streck- und Texturiermaschinen sowie die Spulautomaten für die produzierten Garne. Auf den Anlagen werden Fasern und Garne aus den thermoplastischen kunststoffen Polyamid (Pa), Polypropylen (PP) und Polyestern (z.B. PET) produziert. Ein Extruder schmilzt die Kunststoffgranulate auf. Diese Schmelze wird dann von Dosierpumpen durch Spinndüsen gepresst. Abgestimmt auf die verarbeiteten Thermoplaste sind die Anlagen so konzipiert, dass die Einzelfilamente aus den Düsen mit Luft abgekühlt und senkrecht nach unten abgeführt werden. Dabei werden sie zu Faserbündeln, dem Garn, zusammengefasst. Je nach Anlagenaufbau laufen zwei oder mehr Faserbündel parallel. Mit diesem Aufbau lassen sich aus Fasern unterschiedlicher Farbe auch mehrfarbige Garne produzieren. Das Garn wird anschließend in einem Streckwerk über mehrere Galletten geführt. Durch unterschiedliche Geschwindigkeit dieser Galletten werden dabei die Garne mechanisch verstreckt. Dabei erhält es die gewünschten Eigenschaften. Garne für Teppiche werden zusätzlich texturiert. Abschließend wickeln automatische Spuler die Garne auf.

Umrichter für jede Antriebsspezifikation

In allen Produktionsschritten kommt es darauf an, die einmal optimierten und eingestellten Parameter in engsten Grenzen exakt und auf Dauer einzuhalten. Das betrifft vor allem die elektrischen Antriebe an den unterschiedlichen Stationen. Bei Extrudern sind dies beispielsweise AC Motoren mit Leistungen von 30 bis 150 kW. Um die Drehzahlen genau einstellen und lastunabhängig konstant halten zu können, betreiben die Textilmaschinenhersteller ihre Motoren mit Frequenzumrichtern aus den Reihen A1000, V1000 und T1000 von YASKAWA. Diese Geräte haben zahlreiche Vorteile und sind als robuste Standardhardware kurzfristig und in größeren Stückzahlen verfügbar. Sie verfügen global über alle elektrischen und elektromagnetischen Prüfungen, Zulassungen und Zertifikate, darunter cUL, UL und CE. Das ist für ein Unternehmen wie SwissTex entscheidend, denn die Spinnmaschinen aus der Schweiz werden in alle Welt exportiert. Zudem gibt es im umfassenden Programm von YASKAWA für den gesamten Leistungsbereich von 0,5 bis 630 kw jeweils abgestimmte Geräte. Somit kann der Textilmaschinenhersteller die Frequenzumrichter für alle Antriebe in seinen Kunstfaserspinnmaschinen von einem Hersteller beschaffen. Je nach Anlagenaufbau können das bis zu 60 Geräte pro Anlage sein. Wie SwissTex hervorhebt, vereinfacht die Konzentration auf einen Hersteller die Logistik beim Beschaffen der Antriebstechnik. Die Kosten und der Aufwand in der Projektierung und Konstruktion sowie in der Ersatzteilelogistik werden minimiert. so lässt sich in einem stark von Kostenaspekten geprägten Markt eine hohe Wirtschaftlichkeit realisieren. Für Betreiber der Spinnmaschinen ergibt sich der wesentliche Vorteil, dass bei einer ggf. erforderlichen Beschaffung von Ersatzgeräten diese auch kurzfristig verfügbar sind.

Hervorragende Gleichlaufgüte

Auch für die Antriebsmotoren der Galletten setzt SwissTex Frequenzumrichter A1000 und V1000 von YASKAWA ein. Hier profitieren die Maschinenhersteller vor allem von der hervorragenden Gleichlaufgüte beim Ansteuern der Elektromotoren mit diesen Umrichtern. Bei Durchlaufgeschwindigkeiten der Fasern bis 4000 m/min oder mehr müssen die Drehzahlen der Galletten so genau eingehalten werden, dass die Geschwindigkeit weniger als 1 m/min von der eingestellten Geschwindigkeit abweicht. Bei den Antrieben der Verstreckrollen müssen zudem die Drehzahlen der einzelnen Antriebe jeweils sehr genau in einem sorgfältig abgestimmten Verhältnis zueinander synchronisiert werden können. Nur so lassen sich die benötigten Zugkräfte zwischen den Rollen verwirklichen. Um Energie zu sparen, sind bei diesen Umrichterantrieben die Zwischenkreise miteinander elektrisch verbunden. so wird die Energie von generatorisch laufenden Antrieben an die übrigen Antriebe abgegeben. Heute ist geforderte Qualität der Garne mit gleichbleibenden Eigenschaften, z.B. im Filamentdurchmesser und in der Zugfestigkeit, nur zu realisieren, wenn die Drehzahlsteuerung der elektrischen Antriebe extrem hohe Genauigkeiten einhalten. Dies gilt auch für die Spulautomaten, die das Garn abschließend aufspulen. Hier kommt es zusätzlich darauf an, dass die Drehzahlen der Spulendorne auf den zunehmenden Durchmesser
des bereits aufgewickelten Garns stetig angepasst werden. auch dafür eignen sich die Frequenzumrichter von YASKAWA, die das vorgegebene Drehzahlprofil exakt einhalten. Heutige Spulautomaten wechseln vollautomatisch und ohne die Garnproduktion zu unterbrechen.

Prozesssicher durch Parametrieren über CANopen

Für die Frequenzumrichter der Reihe V1000 und A1000 haben sich die Techniker von SwissTex auch wegen der universellen Ausstattung entschieden. Über digitale und analoge E/As sowie über standardisierte Schnittstellen können unter anderem Signale externer Sensoren eingespeist und zum Steuern der Frequenzumrichter genutzt werden. Die Techniker von SwissTex verwenden den CANopen-Feldbus zur Datenkommunikation der Umrichterantriebe mit der zentralen Maschinensteuerung,
dies hat bei der Installation und bei einem eventuellen Tausch der Umrichter Vorteile. Beim elektrischen Einschalten sendet die zentrale Steuerung jeweils den kompletten antriebsspezifischen Parametersatz an die Umrichter. Das erhöht die Prozesssicherheit und verkürzt Stillstandzeiten bei einem technischen Problem. Zum einen entfällt damit das umständliche Parametrieren vorab. Zum anderen können Fehlfunktionen durch unerwünschte Eingriffe des Personals über die Bediendisplays an den Umrichtern ausgeschlossen werden.
Wie SwissTex zusammenfasst, haben sich die Umrichter von Yaskawa in den Spinnmaschinen seit nunmehr über sieben Jahren bestens bewährt. Gelobt werden auch der gute Service und die technische Unterstützung bei der Integration der Umrichter in das mechanische und steuerungstechnische Umfeld. Darüber hinaus ist SwissTex überzeugt, dass die Geräte von YASKAWA weltweit selbst unter schwierigsten Umgebungsbedingungen äußerst zuverlässig arbeiten, denn man könne sich über einen Zeitraum von mehreren Jahren an äußerst wenige Serviceeinsätze der Techniker erinnern, welche durch defekte Umrichter verursacht worden seien.