(57)【要約】【課題】繊維機械のプリント回路基板カードの機能不全時に不具合を迅速かつ確実に解消できると同時に、２次的に生じる可能性のある不具合を回避できるようにすること。【解決手段】前記課題を解決するためには、前記インタフェースに対し、各プリント回路基板カード上に配置される、当該インタフェース保護用の過電流保護装置が設けられ、当該過電流保護装置に対し、当該過電流保護装置のトリガを監視する監視装置が設けられており、前記過電流保護装置のトリガを表示する表示装置が設けられており、当該表示装置は前記監視装置に接続されている。【選択図】図１
2016079039.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の作業ステーション（２）を備えた繊維機械（１）であって、
前記繊維機械（１）は複数のプリント回路基板カード（１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ）を備えており、
前記各プリント回路基板カード（１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ）はそれぞれ、少なくとも１つの電子回路と、信号を交換するための少なくとも１つのインタフェース（４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ）とを備えている、
繊維機械（１）において、
前記インタフェース（４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ）に対し、当該インタフェース（４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ）を保護するための過電流保護装置（３Ａ，３Ｂ，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ）が設けられており、
前記過電流保護装置（３Ａ，３Ｂ，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ）は、各プリント回路基板カード（１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ）上に設けられており、
前記過電流保護装置（３Ａ，３Ｂ，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ）に対し、当該過電流保護装置（３Ａ，３Ｂ，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ）のトリガを監視する監視装置（１５Ａ，１５Ｂ）が設けられており、
前記過電流保護装置（３Ａ，３Ｂ，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ）のトリガを表示する表示装置（４１，５１）が、前記監視装置（１５Ａ，１５Ｂ）に接続されている
ことを特徴とする繊維機械（１）。
【請求項２】
前記プリント回路基板カード（１２Ｂ）は複数のインタフェース（１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ）を備えており、
前記各プリント回路基板カードの複数のインタフェース（１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ）に対し、１つの前記過電流保護装置（３Ｂ）が共用に設けられている、
請求項１記載の繊維機械（１）。
【請求項３】
前記プリント回路基板カード（１２Ｃ）は複数のインタフェース（２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ）を備えており、
１つの前記プリント回路基板カード（１２Ｃ）の複数の各インタフェース（２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ）に対してそれぞれ、専用の過電流保護装置（１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ）が設けられており、
前記各過電流保護装置（１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ）にはそれぞれ、各過電流保護装置（１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ）のトリガを監視する専用の監視装置が設けられている、
請求項１記載の繊維機械（１）。
【請求項４】
前記表示装置（４１，５１）は、前記作業ステーション（２）に設けられた表示器（４１）を含む、
請求項１から３までのいずれか１項記載の繊維機械（１）。
【請求項５】
前記表示装置（４１，５１）は、前記繊維機械の中央部に設けられた表示器（５１）を含む、
請求項１から４までのいずれか１項記載の繊維機械（１）。
【請求項６】
前記表示装置（４１，５１）は、トリガした過電流保護装置をオペレータが識別できるように構成されている、
請求項１から５までのいずれか１項記載の繊維機械（１）。
【請求項７】
前記過電流保護装置（３Ａ，３Ｂ，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ）はヒューズとして構成されている、
請求項１から６までのいずれか１項記載の繊維機械（１）。
【請求項８】
前記過電流保護装置（３Ａ，３Ｂ，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ）はＰＴＣサーミスタとして構成されている、
請求項１から６までのいずれか１項記載の繊維機械（１）。
【請求項９】
前記監視装置（１５Ａ，１５Ｂ）は、前記過電流保護装置（３Ａ，３Ｂ，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ）の抵抗を示すパラメータを求める手段を有する、
請求項１から８までのいずれか１項記載の繊維機械（１）。
【請求項１０】
前記監視装置（１５Ａ，１５Ｂ）は、前記過電流保護装置（３Ａ，３Ｂ，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ）における電圧降下を検出する手段を有する、
請求項１から９までのいずれか１項記載の繊維機械（１）。
【請求項１１】
信号を交換するための少なくとも１つのインタフェース（４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ）を備えた、繊維機械用のプリント回路基板カード（１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ）において、
前記インタフェース（４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ）に対し、当該インタフェース（４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ）を保護するための過電流保護装置（３Ａ，３Ｂ，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ）が設けられており、
前記過電流保護装置（３Ａ，３Ｂ，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ）のトリガを監視する監視装置（１５Ａ，１５Ｂ）が設けられており、
前記監視装置（１５Ａ，１５Ｂ）はさらに、前記過電流保護装置（３Ａ，３Ｂ，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ）のトリガを示す信号を伝送するように構成された別のインタフェース（１６Ａ，１６Ｂ）を備える
ことを特徴とするプリント回路基板カード（１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多数の作業ステーションを備えた繊維機械に関し、当該繊維機械は多数のプリント回路基板カードを備えており、各プリント回路基板カードはそれぞれ、電子回路と、信号を交換するための少なくとも１つのインタフェースとを有する。本発明はさらに、プリント回路基板カードにも関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の型式の繊維機械は、多数のプリント回路基板カードを有する。このように多数のプリント回路基板カードが存在するのは、同種の作業ステーションが多数設けられていることに拠る。各作業ステーションには、複数の種々のタスクを有する複数のプリント回路基板カードが設けられていることも多い。プリント回路基板カードは、アクチュエータもしくは駆動装置を駆動制御するため、データ取得のため、または、センサ信号を処理するために用いることができる。こうするためにプリント回路基板カードは、アクチュエータまたはセンサを接続するインタフェースすなわち入出力部を有する。繊維機械の作業ステーションの空きスペースは限られており、その上、プリント回路基板カードの取付場所はしばしば、センサおよびアクチュエータの配置を合わせたものであることが多い。それゆえ、検査または交換を行う目的でのプリント回路基板カードへの接近しやすさは、十分でないことが多い。
【０００３】
欧州特許出願公開第２５６２１１４号明細書に、プリント回路基板カードを備えた繊維機械が記載されている。プリント回路基板カードは、動作中に負荷値の時間的推移を取得して記憶する取得装置を有する。この負荷値は、プリント回路基板カードの温度値、給電電圧値、電流消費量または振動負荷の値とすることができる。記憶されたこの負荷値を用いることにより、機能不全時に故障の原因を特定するのを容易にできるはずであるが、このようなシステムは比較的複雑である。繊維機械は通常、多数のプリント回路基板カードを備えているので、多数のデータを記憶し、とりわけ管理しなければならない。時間的推移を評価するためには、専門性の高い知識が必要とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】欧州特許出願公開第２５６２１１４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
よって本発明の課題は、繊維機械のプリント回路基板カードの機能不全時に不具合を迅速かつ確実に解消できると同時に、２次的に生じる可能性のある不具合を回避できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するためには、前記インタフェースに対し、各プリント回路基板カード上に配置される、当該インタフェース保護用の過電流保護装置が設けられ、当該過電流保護装置に対し、当該過電流保護装置のトリガを監視する監視装置が設けられており、前記過電流保護装置のトリガを表示する表示装置が設けられており、当該表示装置は前記監視装置に接続されている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】多数の作業ステーションを備えた本発明の繊維機械を示す図である。
【図２】本発明の繊維機械の表示装置を示す概略図である。
【図３】本発明のプリント回路基板カードの第１の実施形態を示す図である。
【図４】本発明のプリント回路基板カードの第２の実施形態を示す図である。
【図５】本発明のプリント回路基板カードの第３の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
前記過電流保護装置は、インタフェースに接続されたセンサまたはアクチュエータの不具合時に、とりわけその短絡時にトリガする。このようにトリガすることにより、センサまたはアクチュエータが更に損傷することが回避され、かつ、プリント回路基板カードの損傷も回避される。過電流保護装置のトリガが表示されるので、オペレータが、ないしは、修理を行う技術者が、手動で確認のための再測定を行う必要がなくなる。このことはとりわけ、プリント回路基板カードへ接近しにくい場合に有利である。さらに、過電流保護装置がトリガすることにより、インタフェースに接続されたセンサまたはアクチュエータに不具合が生じていると判定することもできる。プリント回路基板カードの機能不全時にインタフェースの過電流保護装置がトリガしない場合には、プリント回路基板カードの不具合であると判定することができる。
【０００９】
プリント回路基板カードはしばしば、複数のインタフェースを備えていることが多い。その場合、同一のプリント回路基板カードの複数のインタフェースに対し、前記１つの過電流保護装置を共用のために設けることができる。このことにより、評価にかかる手間を小さく抑えて、プリント回路基板カードの不具合を調べるべきか、または、インタフェースに接続されたセンサまたはアクチュエータのいずれかの不具合を調べるべきかを区別することができる。
【００１０】
また、プリント回路基板カードの複数の各インタフェースに対してそれぞれ専用の過電流保護装置を設け、各過電流保護装置に対してそれぞれ、各々の過電流保護装置のトリガを監視する専用の監視装置を設けることも可能である。このような構成により、いずれかのインタフェースの過電流保護装置がトリガしたことにより、不具合を有するセンサまたはアクチュエータを特定することができる。
【００１１】
前記表示装置は、作業ステーションに設けられた表示器を含むことができる。このような構成により、不具合が発生したときに、この不具合と作業ステーションとの対応関係を簡単に特定することができ、オペレータがこれを簡単に見つけることができる。
【００１２】
前記表示装置はさらに、前記繊維機械の中央部に設けられた表示器を含むことも可能である。これはたとえば、繊維機械の中央制御部の表示器とすることができ、この中央制御部は、自身の他の機能を表示する他にさらに、過電流保護装置のトリガも表示する。
【００１３】
有利には前記表示装置は、トリガした過電流保護装置をオペレータが判別できるように構成されている。つまり前記表示装置は、過電流保護装置がトリガした作業ステーション、プリント回路基板カードおよび／またはインタフェースの表示を提供する。作業ステーションは、上記にて説明したように、作業ステーションに設けられた表示器によって特定することができる。さらに、不具合と作業ステーション、プリント回路基板カードまたはインタフェースとの対応関係を特定するためのコードまたはテキストを生成することも可能である。
【００１４】
１つの実施形態によれば、前記過電流保護装置はヒューズとして構成されている。プリント回路基板カード用のヒューズは、簡素かつ低コストであり、なおかつ、短絡時には確実な保護を実現することができる。
【００１５】
上記実施形態に代わる特に有利な実施形態では、前記過電流保護装置はＰＴＣサーミスタとして構成されている。ＰＴＣサーミスタは、高温時よりも低温時の方が電流をより良好に流す電気的材料である。つまり、ＰＴＣサーミスタは正の温度係数を有する抵抗器である。原理的にはＰＴＣサーミスタにもなる金属と比較して、ＰＴＣサーミスタの温度係数は格段に高い。ＰＴＣサーミスタは過電流によって加熱し、これにより高抵抗となるので、過電流保護装置としても適している。ＰＴＣサーミスタは高信頼性の短絡保護を実現する以外にもさらに、確実な過負荷保護も実現することができる。しかし、ＰＴＣサーミスタの重要な利点は、自己回復性の保護素子であることである。すなわち、各インタフェースに接続されたアクチュエータまたはセンサに故障が生じた場合、ＰＴＣサーミスタが高抵抗になってトリガする。アクチュエータまたはセンサにて生じた故障が解消されると、ＰＴＣサーミスタは再び低抵抗に戻る。ヒューズの場合とは異なり、プリント回路基板カードまたはＰＴＣサーミスタを交換する必要は無い。このことはとりわけ、プリント回路基板カードへ接近しにくい場合が多いことに鑑みると、著しく大きな利点である。
【００１６】
過電流保護装置のトリガを監視するためには、前記監視装置は、当該過電流保護装置の抵抗を示すパラメータを求めるための手段を有することができる。故障の無い通常の動作時には、過電流保護装置は低抵抗であり、過電流保護装置がトリガする故障発生時には、当該過電流保護装置は高抵抗になる。原則的に、この抵抗自体はたとえば、測定用抵抗ブリッジを用いて求めることができる。しかし、前記監視装置に、過電流保護装置における電圧降下を検出する手段を設けると、格段に簡素化する。過電流保護装置が低抵抗である場合、過電流保護装置では電圧はほとんど降下しない。過電流保護装置が高抵抗である場合、インタフェースに接続されたセンサまたはアクチュエータにおいて測定される電圧はフル電圧であり、これは、過電流保護装置が高抵抗でない場合には降下する。よって、この電圧から過電流保護装置の抵抗が分かる。
【００１７】
本発明はさらに、信号を交換するための少なくとも１つのインタフェースを備えたプリント回路基板カードにも関する。本発明では、前記インタフェースに対し、当該インタフェースを保護するための過電流保護装置が設けられており、また、当該過電流保護装置のトリガを監視する監視装置が設けられており、当該監視装置は、当該過電流保護装置のトリガを示す信号を伝送するように構成された別のインタフェースを備えている。上述の構成のプリント回路基板カードは、本発明の繊維機械にて用いることができる。その際には、前記別のインタフェースを当該繊維機械の表示装置に接続することができる。
【実施例】
【００１８】
以下、図面に示された実施例を参照して、本発明を詳細に説明する。
【００１９】
図１に、多数の作業ステーション２を備えた本発明の繊維機械１を示す。本実施例では、これはワインダである。また、たとえばロータ式紡績機やリング紡績機等の他の繊維機械とすることも可能である。ワインダ１の作業ステーション２では、繰出し位置１０にある糸巻ボビン９に巻き取られて、大きい体積の綾巻パッケージ１１が形成される。作業ステーション２はエンドフレーム５５および５６間に位置している。紡績機械１はさらに、作業ステーション２を操作するためのサービスアセンブリ５７を備えており、このサービスアセンブリ５７は、当該紡績機械１に沿って移動可能である。紡績機械１の制御システムは、中央制御部と分散制御部とを備えている。エンドフレーム５６の領域に中央制御ユニット５０が配置されており、この中央制御ユニット５０において、オペレータは、紡績機械１を動作させるためのパラメータを入力し、状態を問い合わせることができる。こうするために、中央制御ユニット５０は表示器５１とキーボード５２とを備えている。紡績機械の異なる各制御レベル間にて通信を行うために、バスシステム６０が設けられている。バスシステム６０はとりわけ、サービスアセンブリ５７の制御装置５８および作業ステーション制御部４０と、中央制御ユニット５０とを接続する。作業ステーション制御部４０は、作業ステーション２の個別的な制御および監視を行うためのものである。作業ステーションはさらに、動作状態を表示するための簡単な表示器４１も備えている。
【００２０】
作業ステーションには複数のセンサおよびアクチュエータが設けられている。アクチュエータはたとえば、巻取ドラムまたはトラバース装置の駆動装置である。断糸検出器または糸張力センサが、ワインダ１の典型的なセンサである。センサはしばしば、電子回路を備えたプリント回路基板カードの形態の専用の制御装置を備えていることが多い。このプリント回路基板カードは、プリント回路基板またはボードとも称される。図２に、プリント回路基板カード１２の一例を示す。プリント回路基板カード１２は通信線路１７を介して作業ステーション制御部４０に接続されている。この通信線路１７は、作業ステーションのプリント回路基板カードと作業ステーション制御部４０とを制御技術的に接続する、作業ステーション専用のバスシステムの一部とすることもできる。プリント回路基板カード１２の方は、インタフェース４Ａおよび４Ｂを備えている。インタフェースは、センサまたはアクチュエータを当該プリント回路基板カードに接続するための入力部または出力部とすることができる。プリント回路基板カードは有利には、センサまたはアクチュエータの近傍に配置される。さらに、作業ステーションにおけるスペースは制限されている。このことにより、プリント回路基板カードへ接近しづらくなっている。
【００２１】
図３から図５までにおいて、プリント回路基板カードの複数の異なる実施形態を示す。図３に、負荷３１が接続されている状態のプリント回路基板カード１２Ａを示している。この負荷３１は、センサまたはアクチュエータとして構成することができる。負荷３１は、プリント回路基板カード１２Ａのインタフェース４に接続されている。負荷３１のための第２の端子として、参照電位３０が用いられる。インタフェース４には、過電流保護装置３Ａが前置接続されている。過電流保護装置は電気遮断装置とも称される。プリント回路基板カード用の上述のような過電流保護装置は、たとえばヒューズとして構成することも可能である。ヒューズに流れる電流の持続時間および大きさに依存して、当該ヒューズは高抵抗になる。このプロセスは不可逆である。すなわち、ヒューズが作動した後は、このヒューズを交換しなければならない。ヒューズは、プリント回路基板カード上にある対応のベース上に配置することができる。このような構成により、原則的には、故障対応時にその場でヒューズを交換することができる。また、ヒューズをプリント回路基板カード上に直接はんだ付けすることも可能である。その際には、故障発生時には当座の措置としてプリント回路基板カード全体を交換し、製造業者による修理が行われる段階で初めて、ヒューズを交換する。しかし、プリント回路基板カードへは接近しにくいので、プリント回路基板カードまたはヒューズの交換は困難であることが多い。それゆえ、過電流保護装置をＰＴＣサーミスタとして構成すると特に有利である。
【００２２】
ＰＴＣサーミスタはヒューズと全く同様に、過電流の持続時間と大きさとに依存して高抵抗になる。しかし、その重要な相違点は、ＰＴＣサーミスタが自己回復性の保護素子であることである。つまり、ＰＴＣサーミスタのトリガを引き起こした故障が解消されると、当該ＰＴＣサーミスタは自動的に低抵抗となる、ということである。よってＰＴＣサーミスタは、ＰＴＣサーミスタがトリガした後も、これを交換しなくてもよいという利点を奏する。
【００２３】
図３にはさらに、過電流保護装置３Ａにおける電圧降下を監視する監視装置１５Ａも示している。この監視装置１５Ａは、たとえば演算増幅器として構成することができる。故障の無い通常の動作時には、過電流保護装置３Ａは低抵抗であり、過電流保護装置３Ａにおいては電圧降下は生じておらず、監視装置１５Ａは信号を生成しない。過電流保護装置３Ａがトリガすると、当該過電流保護装置３Ａは高抵抗になり、監視装置１５Ａは信号を生成する。この信号は、インタフェース１６Ａにおいて取り出すことができる。
【００２４】
図４に、複数のインタフェース１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃに対して１つの過電流保護装置３Ｂが設けられたプリント回路基板カード１２Ｂを示す。この過電流保護装置３Ｂは、インタフェース１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃの共用の経路にある。ブロック１８，１９，２０は、インタフェース１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃの他の接続を示している。図３と同様、過電流保護装置３Ｂにおける電圧が監視装置１５Ｂによって監視される。監視装置１５Ｂはインタフェース１６Ｂを有し、このインタフェース１６Ｂは、過電流保護装置が高抵抗であるかまたは低抵抗であるかを示す信号を生成する。
【００２５】
図５に、プリント回路基板カード１２Ｃの他の一例を示す。同図では、各インタフェース２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃに対し、それぞれ専用の過電流保護装置１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃが設けられている。各過電流保護装置１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃに対してそれぞれ、監視装置１５Ａおよび１５Ｂと同様の監視装置が設けられており、これは同図中には示されていない。
【００２６】
監視装置１５Ａ，１５Ｂの信号は、図２に示されているように、通信線路１７を介して作業ステーション制御部４０へ伝送される。このようにして、各過電流保護装置の状態を表示することができる。この表示は、作業ステーション２の表示器４１において、または中央制御ユニット５０の表示器５１において行うことができる。後者の場合には、検出された状態は作業ステーション制御部４０から紡績機械専用のバスシステム６０を介して中央制御ユニット５０へ伝送される。この状態は、両表示器４１および５１において表示することも可能である。その情報は、有利に区分することも可能である。どの作業ステーションにおいて、どのプリント回路基板カードにおいて過電流保護装置がトリガしたか、場合によっては、プリント回路基板カードのどの過電流保護装置がトリガしたかを表示する。有利な区分はたとえば、エンドフレーム５６における表示器５１において、該当する作業ステーションの表示を行うことであり、具体的な過電流保護装置の特定は作業ステーションにおいて行うことができる。このことにより、故障が生じたセンサまたはアクチュエータへ、オペレータを最適に案内することができる。このようにしてオペレータは、各センサまたはアクチュエータをピンポイントで調べることができ、または交換することができ、プリント回路基板カード上において更に故障の探索をしなくても良くなる。前記過電流保護装置としてＰＴＣサーミスタを用いる場合には、保護素子またはプリント回路基板カードを交換する必要もなくなる。
【符号の説明】
【００２７】
１      繊維機械
２      作業ステーション
３Ａ，３Ｂ，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ  過電流保護装置
４，４Ａ，４Ｂ，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ  インタフェース
９      糸巻ボビン
１０    繰出し位置
１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ  プリント回路基板カード
１５Ａ，１５Ｂ  監視装置
１７    通信線路
３０    参照電位
３１    負荷
４０    作業ステーション制御部
４１    作業ステーション２の表示器
５０    中央制御ユニット
５１    中央制御ユニット５０の表示器
５２    キーボード
５５，５６  エンドフレーム
５７    サービスアセンブリ
６０    バスシステム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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