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BiKo-Kolbenspinnanlage

Dr. W. Jenschke, D. Arnhold, M. Ullrich,  Dr. H. Brünig

Beschreibung

Zum Erspinnen von Fäden, die aus zwei verschiedenen Polymerenbestehen, die erst während des Spinnprozesses durch eine spezielle Spinndüse z.B. zu einem Seele/Mantelfaden oder zwei Halbmondteilen zusammengeführt werden, wurde eine BiKo-Kolbenspinnanlage für kleine Verarbeitungsmengen entwickelt und aufgebaut. Wesentlicher Bestandteil dieser Anlage sind zwei Zylinder, in denen die unterschiedlichen Polymere aufgeschmolzen werden können. Die Kolben, die in die Zylinder eintauchen und das Verarbeitungsmaterial aus der Spinndüse pressen, werden durch zwei unabhängig voneinander steuerbare Lineartriebe bewegt. Der Gesamthub jedes Kolbens beträgt 220 mm. Bei einem Durchmesser von 10 mm können pro Zylinder ca. 16 cm³ Material verarbeitet werden. Der linke Zylinder wird durch eine Heizung mit einer Leistung von 2,6 kW geheizt. Der rechte Zylinder kann durch zwei getrennte Heizungen mit 0.8 kW im oberen und 1,8 kW unteren Bereich unterschiedlich aufgeheizt werden. Der Druck in den beiden Zylindern wird mittels Miniatur-Zug-Druckkraftsensoren gemessen. Die gesamte Steuerung der Anlage (Lineartriebe, Heizungen) sowie die Erfassung der einzelnen Messgrößen (Positionen der Kolben, Kolbendrücke und Temperaturen in den Heizungen und an den Düsen) erfolgt mit einem Laptop, der über eine USB-Schnittstelle mit der Steuereinheit verbunden ist. Dazu wurde eine spezielle Applikationssoftware unter TestPoint entwickelt. Den Schwerpunkt bei der Entwicklung dieser Software bildete dabei neben einer übersichtlichen Darstellung aller aktuellen Steuer- und Messgrößen sowie zeitlichen Verläufe der Messgrößen eine einfache Bedienung und eine hohe Betriebssicherheit durch ständige Kontrolle von kritischen Parametern (Grenztemperaturen, Druckgrenzen und Positionsgrenzen) und entsprechende Reaktion bei Überschreitung eines Grenzwertes.

Technische Daten

Motoren 2 Lineartische mit Servomotor und intelligentem Kompaktantrieb über Feldbus, IcIA IFA von Berger Lahr, Drehmoment: 40 Ncm, Axialkraft: 104 N, Hubweg: 220 mm, RS 485-Schnittstelle  
Kraftsensor Miniatur-Zug-Druckkraftsensor 2000 N Nennkraft von Burster, Digital-Anzeigeeinheit 9180 mit Analogschnittstelle
Heizungen 3 Heizkreise mit Hochleistungsheizpatronen 2,6 kW, 1,8 kW und 0,8 kW
Heizungsregelung 2 x Jumo-Regler Dicon 500, 1 x Jumo-Regler Dicon 400
Messkarte Multifunktionskarte DT 9834 der Firma Data Translation mit 8 ADU, 4 DAU, 16 Bit Auflösung, 500 kS/s Summenabtastrate, USB-Schnittstelle
Schaltschrank mit kompletter Elektronik Firma Wünschmann Meß- und Regeltechnik OHG
PC-Ansteuerung über eine USB-Schnittstelle, Aufteilung mittels HUB auf 4 einzelne USB-Anschlüsse, 2 Schnittstellenwandler USB --> RS 485
Software mit TestPoint entwickelte Steuersoftware "Steu_Biko.tst"

Komponenten der BiKo-Kolbenspinnanlage