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Drehstrom-Einzelantrieb für Spinnmaschinen mit Asynchronmotoren.
Beim Antrieb von Spinnmaschinen hat es sich als'zweckmässig erwiesen, die Geschwindigkeit der Maschine den sich im Betrieb ändernden Fadenspannungen anzupassen. Bei Verwendung von Gleichstrom ist eine feinstufige Regelung des Antriebsmotors ohne weiteres möglich. Bei der vorherrschenden Stromart, dem Wechselstrom, insbesondere ; dem Drehstrom, bestehen für die Regelbarkeit jedoch Schwierigkeiten. Diese lassen sich zwar durch Drehstromkollektormotoren beseitigen ; diese sind aber verhältnismässig teuer.
Nun ist bereits vorgeschlagen worden, zum Antrieb von Spinnmaschinen polumschaltbare Motoren zu verwenden, die zwei Drehzahlen haben, von denen die niedere für das Anspinnen und die höhere für das Hauptspinnen Verwendung finden. Auch hat man bereits versucht, reine Kurzschlussläufer zum Antrieb zu nehmen, wobei der Motor für das Anspinnen an ein Hilfsnetz mit niedrigerer Periodenzahl gelegt wird, so dass seine Drehzahl also geringer ist als beim Hauptspinnen.
Sowohl mit polumschaltbaren Motoren wie auch mit einem Hilfsnetz mit niedrigerer Periodenzahl hat man bisher immer nur zwei Geschwindigkeit'sstufen benutzt. Das bedeutet aber nur eine grobe Anpassung an die Bedürfnisse der Spinner, und es hat sich als zweckmässig herausgestellt, eine feinstufige
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verschiebung gelöst.
Die Erfindung bezweckt, mit billigeren Motoren eine spinnteehnisch genügend feine Regelung und Geschwindigkeitseinstellung durchzuführen : sie besteht darin, dass ausser dem bekannten Hilfsnetz mit niedrigerer Periodenzahl als der des Hauptnetzes noch ein weiteres Hilfsnetz mit höherer Periodenzahl als der des Hauptnetzes oder mehrere solche Hilfsnetze vorgesehen werden, wobei die höheren Periodenzahlen für alle am Hilfsnetz hängenden Motoren zugleich zweckmässig in an sich bekannter Weise regelbar sein können. Hiedurch hat man es in der Hand, bei den einzelnen Maschinen beliebige Stufen von Geschwindigkeiten einzustellen und dadurch eine weitgehende Anpassung an die spinntechnischen Erfordernisse zu erreichen.
Nach der Erfindung lassen sich aber noch weitere Zwischenstufe dadurch erreichen, dass man als Antriebsmotoren polumschaltbare Motoren in Verbindung mit mehreren Netzen verschiedener Periodenzahl verwendet.
Endlich ist es auch möglich, in Verbindung mit den Hilfsnetzen verschiedener Periodenzahl zum Antrieb Asynchronmotoren mit Läuferregelung zu wählen, u. zw. sowohl mit wie auch ohne Polumschaltung. Diese Art der Regelung, die sonst für einen grösseren Regelbereich mit höheren Verlusten auf der Läuferseite verbunden ist, kann im vorliegenden Fall ohne erhebliche Verluste durchgeführt werden, weil man den Läuferregelbereich nur so gross zu halten braucht, dass sich eine feinstufige Regelung zwischen den einzelnen Stufen ergibt, die z. B. durch die Umschaltung auf ein Netz anderer Periodenzahl oder auch auf eine andere Polzahl entsteht. Nach der Erfindung soll für die Regelung der Antriebsmotoren eine gemeinsame Schaltvorrichtung Verwendung finden, die so angeordnet ist, dass die Regelung stetig oder in aneinander anschliessenden Stufen erfolgt. Man kann z.
B. eine einzige Steuerwalze vorsehen, die eine
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entsprechend grosse Anzahl von Kontakten trägt, so dass alle Schaltungen fortlaufend mit dieser einzigen Walze möglich sind. Nach der Erfindung erscheint es aber besonders zweckmässig, für die verschiedenen Regelarten, z. B. Netzwechsel, Polzahlwechsel, Läuferregelung, je ein besonderes Regelorgan zu verwenden, wobei jedoch zum Antrieb eine einzige Steuerwelle dient, die mechanisch mit den einzelnen Regelorganen verbunden ist, so dass sich eine fortschreitende Regelung des Antriebsmotors ergibt.
Zur Vermeidung einer zu schnellen Schaltung kann man erfindungsgemäss eine Hemmvorrichtung vorsehen, die auf die Steuerwelle wirkt. Um nun aber z. B. in Gefahrfällen oder bei Fadenbrüchen die Maschine schnell abschalten zu können, soll erfindungsgemäss ein besonderer Motorschalter Verwendung finden, der jederzeit geöffnet werden kann, wobei jedoch ein Wiedereinschalten dieses Unterbrechungsschalters in der Betriebsstellung der Schaltvorrichtung durch eine Sperrung verhindert wird.
Die zu wählende hochstzulässige Drehzahl der Maschinen hängt im wesentlichen von der ge- sponnenen Garnnummer und der Güte des Rohstoffes ab. Wird die Drehzahl über das zulässige Mass gesteigert, so werden zu viele FadenbrÜche auftreten oder das Garn wird übermässig hoch beansprucht. so dass es in seiner Güte leidet. Zur Vermeidung dieser Nachteile soll daher nach der Erfindung der Regelbereich des Steuerorgans durch eine einstellbare und verriegelbare Sperrvorrichtung nach oben begrenzt werden können. Die Einstellung dieser Sperrvorrichtung geschieht z. B. durch den Spinnmeister, z. B. mit einem Schlüssel, so dass das Bedienungspersonal nicht in der Lage ist, die Maschine mit unvorsehriftsmässiger Geschwindigkeit laufen zu lassen.
Anderseits ist es nicht erwünscht, mit zu langsamen Geschwindigkeiten zu arbeiten, da dies einen Erzeugungsverlust bedeutet. Die niedrigeren Geschwindigkeiten werden vornehmlich nur zum Anspinnen benutzt, u. zw. für verhältnismässig kurze Zeit. Nach der Erfindung soll das Bedienungspersonal gezwungen werden, nach dem Anspinnen, für das die Geschwindigkeit durch Handregelung überwacht wird, auf die eingestellte Höchstgeschwindigkeit zu gehen. Dies wird dadurch erreicht, dass das Steuerorgan beim Erreichen der Sperrstellung selbsttätig festgehalten wird, während es beim Loslassen in Zwischenstellungen durch eine Rückstellkraft in die Nullage zurückgeführt wird.
Die Zeichnungen geben Ausführungsbeispiele für die Erfindung. In der Fig. 1 ist 1, : 2,. 3 ein Drehstromnetz, von dem der Umformermotor 4 angetrieben wird. Zur Erzeugung des Hilfsne. tzes H, 13,. H mit niedrigerer Periodenzahl als der des Hauptnetzes dient der Periodenumformer 5, der vom Motor 4 gesteuert wird. Das Hilfsnetz 21, 22, 25 mit einer höheren Periodenzahl als der des Hauptnetzes wird vom Umformer 6 gespeist, der über ein veränderbares Getriebe 7 ebenfalls mit dem Motor 4 gekuppelt ist.
Man kann zum Antrieb des Umformers 6 natürlich aber auch einen besonderen Motor verwenden, der, z. B. mit Sehleifringläuferregelung ausgerüstet, ein bequemes Einstellen der Periodenzahl für das Hilfsnetz 21, 22, 23 gestattet. An den drei Netzen 1, 2, 3; 11, 12, 13 und 21, 22, 23 hängen nun die einzelnen Antriebsmotoren für die Spinnmaschinen. Im Ausführungsbeispiel führen die Netzleitnngen über eine gemeinsame Schaltvorrichtung 8, mit der die Umschaltungen auf den Motor. 9 vorgenommen werden.
Für die Anordnung einzelner Schalt-oder Regelorgane mit einer gemeinsamen Steuerung gibt die Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel. Das auf einer Hilfswelle sitzende Handrad 10 treibt mit einem Zahnrad 1-1 die Walze 15 an, die z. B. in drei Stellungen 16,17, 18 drei Netze mit verschiedenen Periodenzahlen nacheinander an den Antriebsmotor legen kann. Bei 19 trägt die Walze 15 ein Zahnsegment, das bei einer vollen Umdrehung der Walze 1/j einmal in das Antriebsrad der Walze 20 eingreift und diese um einen bestimmten Betrag verdreht. Im Ausführungsbeispiel hat die Walze 20 drei Stellungen 2. 2-3, 26. die
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regelung vorgesehen.
Das mit der Walze 1/j verbundene Zahnrad 27 treibt über ein Zahnrad 2 den Läuferregler 29 fortlaufend an, von dem Leitungen 20 zu nicht dargestellten Schleifringen des Läufers führen.
Um die Achse des Handrades 10 drehbar und feststellbar ist der Hebel 31 angeordnet. der eine Rast. 32 trägt, in die eine lösbare Sperrung 33 am Handrad 10 einfallen kann, so dass das Handrad nicht mehr von einer nicht dargestellten Rüekzugfeder in die Nullage zurückgeführt werden kann, aber auch ein Weiterdrehen des Handrades über den Hebel') 1 hinaus verhindert wird. Zum schnellen Ausschalten
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eingelegt werden kann, so wie dies die Fig. 3 in Seitenansicht zeigt. Der Hebel 31 trägt dabei eine Nase 36, die von einer Feder 37 in der ausgezogen gezeichneten Stellung gehalten wird.
Ist das Handrad 10 eingeschaltet, so kann der Schalter. 34 jederzeit geöffnet und in die Stellung. 38 gebracht werden, da die Nase dann in die gestrichelt dargestellte Lage ausweichen kann. Ein Wiedereinschalten ist aber unmöglich,
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stimmten Stellung, der Nullstellung des Handrades 10 möglich.
Die Einrichtung wirkt beispielsweise so :
Der Schalter 34 wird eingelegt und das Handrad 10 aus seiner Nullstellung in der Pfeilrichtung herausbewegt. Dadurch wird zunächst in der Stellung 16 das Netz niedrigster Periodenzahl an den Motor gelegt, der in der Stellung 24 auf höchste Polzahl eingeschaltet ist. Beim Weiterbewegen der Walze 15 wird der Läuferregler 29 verstellt, so dass die Geschwindigkeit des Motors zunimmt. Bei einer Drehung von etwa 1200 wird dann auf das mittlere Netz in der Stellung 17 umgeschaltet, der Läuferregler hat ebenfalls eine Drehung von 120'gemacht und steht nun wieder am Anfang der Widei standsstufen ; die
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Motor nun mit niedrigster Polzahl, also höchstem Drehzahlbrreich arbeiten kann.
Bei der Rückwärts- drehung gehen die Schaltvorgänge in umgekehrter Reihenfolge vor sich.
Selbstverständlich ist es möglich, für die mechanische Übertragung zwischen den einzelnen Walzen und dem Handrad auch noch andere Anordnungen zu treffen. Auch kann man die eine oder die andere Nebenwalze fortlassen, so z. B. auf die Polumschaltung verzichten oder auch die Läuferregelung weglassen oder auch nur durch Umschaltung auf die verschiedenen Frequenzen regeln. Es lassen sich dann bei der Anordnung der Walzen entsprechende Vereinfachungen vornehmen.
Für den Fall, dass bei Polumschaltung auch eine andere Wicklung im Läufer notwendig wird, kann mit der Schaltvorrichtung. gegebenenfalls durch Hinzufügung einer weiteren Nebenwalze oder gleichzeitig mit dem Verstellen der Walze 20 auch eine Umschaltung im Läuferstromkreis vorgenommen
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Die Ausführungsbeispiele sind für drei Hilfsnetze gedacht, man ist selbstverständlich nicht an diese Zahl gebunden, sondern man kann z. B. noch mehrere Hilfsnetze vorsehen. Auch kann man die
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passung zwischen Polzahl und Frequenzzahl eine feinstufige Unterteilung des Regelbereiches erhält. Hiefür mag folgendes Beispiel dienen, das für die Frequenzen 45, 50 und J5 und Polzahlen, die sich wie 8 : 6 : 4 verhalten, aufgestellt ist.
Die Drehzahlen sind dann folgende
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<tb>
<tb> Frequenz <SEP> Polzahl <SEP> 8 <SEP> Polzahl <SEP> 6 <SEP> Polzahl <SEP> 4
<tb> 45 <SEP> 675 <SEP> 900 <SEP> lés50
<tb> 50 <SEP> 750 <SEP> 1000 <SEP> 1500
<tb> 55 <SEP> 825 <SEP> 1100 <SEP> 1650
<tb>
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ZwischeHubergänge zwischen den Polumschaltungen zu verädern, zum anderen die Höchstgeschwindigkeit z. B. für die ganze Fabrik festzusetzen.
Welche Höchstdrehzahl und welche höchsten Frequenzen ge- wählt werden, hängt von der in der Fabrik gerade verarbeiteten Ware wie auch von den einzelnen Garnnummern ab.
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zulässt. als sie mit dem Hauptnetz erreicht werden kann, folgendes Bild :
Bei den bisherigen Antrieben ist die grösste Motorgesehwindigkeit beim Anschluss an das Hauptnetz durch die kleinste Spindelgeschwindigkeit ein für alle Mal festgelegt. Häufig werden nun aber barn-
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billiger Motoren eine hinreichend grpsse Regelung wirtschaftlich möglich erscheint.
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.