CH673850A5

CH673850A5 -

Info

Publication number: CH673850A5
Application number: CH3486/86A
Authority: CH
Inventors: Horst Wolf
Original assignee: Zinser Textilmaschinen Gmbh
Priority date: 1985-10-03
Filing date: 1986-08-29
Publication date: 1990-04-12
Also published as: DE3535385A1; IT1213336B; US4738095A; JPS6285035A; IT8621616A0

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Antrieben von Spinn- oder Zwirnmaschinen gemäss Oberbegriff des Anspruches 1; sowie auf einen solchen Antrieb.

Unter Arbeitsaggregaten sind im folgenden Maschinenelemente mit hoher Drehzahl zu verstehen, z. B. Spindeln an Spinnoder Zwirnmaschinen oder Rotoren und Auflösewalzen an OE-Spinnmaschinen.

Gemäss DE-OS 34 41 230 ist bei einer Konstruktion für eine Maschine zum Herstellen gedrehter oder gezwirnter Fäden bereits vorgeschlagen worden, dass jeder Tangentialriemen für sich durch einen Elektromotor antreibbar ist, wobei einander benachbarte Tangentialriemen jeweils mindestens eine gemeinsame Umlenkrolle aufweisen und diese Umlenkrollen drehfest miteinander gekoppelt sein können.

Werden nun bei einer derartigen Maschine Arbeitsaggregate anderer Baugrössen eingesetzt, beispielsweise unterschiedlich dimensionierte Spindeln, Rotoren mit grösserem oder kleinerem Durchmesser oder soll mit wesentlich anderen Drehzahlen der Arbeitsaggregate gefahren werden, so müssen, sofern die Abweichungen gewisse Grenzen überschreiten, andere Motoren eingesetzt werden, wenn nicht in Kauf genommen wird, dass die Motoren in ungünstigen Leistungsbereichen laufen oder mit ungünstigen Frequenzen gespeist werden müssen. Dies bedingt das Zur-verfügungstellen einer Mehrzahl von Motorentypen mit erhöhtem Aufwand an Auftragsbearbeitung, Lagerhaltung, Ersatzteilhaltung usw.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Vereinfachung der Konstruktion der Maschine bei Verringerung des erforderlichen Energiebedarfs.

Diese Aufgabe wird gelöst:

a) bei dem eingangs genannten Verfahren durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 ;

und b) bei dem eingangs genannten Antrieb durch die Merkmale 5 des Anspruches 2.

Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Konstruktion der Maschinen und die Peripherie der Motoren (Schaltgeräte, Befestigungsvorrichtungen, Abdeckhauben usw.) nicht auf Motoren verschiedener Baugrösse abgestimmt werden muss. Die Motoren io einheitlicher Baugrösse können in grösseren Stückzahlen preisgünstiger bezogen werden als unterschiedliche Motoren. Die erforderliche Bevorratung der Ersatzmotoren ist auf eine Baugrösse beschränkt und wird damit vermindert. Bezüglich der Ersatzteilbeschaffung werden Fehlermöglichkeiten nur bei einer 15 Baugrösse ausgeschaltet. Da jeweils ein Motor eine ganz bestimmte Anzahl von Arbeitsaggregaten antreibt, wird zusätzlich eine erhebliche Energieeinsparung erzielt.

Für die vorstehend genannten Arbeitsaggregate, auf die sich . die vorliegende Erfindung bezieht, und deren Leistungsbedarf 20 beispielsweise zwischen etwa 15 Watt und etwa 50 Watt beträgt, hat es sich gezeigt, dass der Wirkungsgrad bei Motorgrössen von etwa 2 kW bis etwa 5 kW am besten ist. Da die Investitionskosten umso geringer sind, je weniger Motoren benötigt werden, ist es besonders vorteilhaft, Motoren mit Nennleistungen im oberen 25 Drittel dieses Bereiches zu wählen.

Eine vorteilhafte Weiterbildung ergibt sich aus Anspruch 3.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

30 Figur 1 ein Diagramm zur Darstellung der Ermittlung von Motoren mit optimaler Leistung;

Figur 2 eine schematische Draufsicht auf eine Maschine zum Herstellen gedrehter Faden, teils gebrochen;

Figur 3 eine Vorderansicht der Maschine nach Figur 1, teils 35 gebrochen.

Bei dem in Figur 1 dargestellten Diagramm, welches unter Anwendung der erfmdungsgemässen Lehre aufgestellt wurde,

sind in der X-Achse die Anzahl der Arbeitsaggregate einer Maschine zum Herstellen gedrehter oder gezwirnter Faden angelo geben; in der Y-Achse ist der Wirkungsgrad angeführt. Es versteht sich, dass die Motorstärke oder Motorleistung mit zunehmender Anzahl von Arbeitsaggregaten proportional in Richtung der X-Achse ansteigt.

Die Kurve a stellt den Wirkungsgrad eines Einzelmotor-45 Antriebs deijenigen Motorstärke dar, die für die jeweilige Anzahl von Arbeitsaggregaten erforderlich ist. Dieser Wirkungsgrad ist über einen grossen Leistungsbereich annähernd gleichbleibend, fallt aber bei kleineren Motorleistungen zunehmend rascher ab.

Die Kurve b bezieht sich auf den Wirkungsgrad eines 50 Antriebssystems, beispielsweise eines Tangentialriemens, mit dem wachsenden Riemenquerschnitt, der für die jeweilige Anzahl von Arbeitsaggregaten erforderlich ist. Dieser Wirkungsgrad nimmt mit der Zahl der Arbeitsaggregate degressiv ab.

Die Kurve c zeigt den Gesamt-Wirkungsgrad von Antrieb und 55 Antriebssystem. Es ist ersichtlich, dass in dem Bereich T der beste Gesamt-Wirkungsgrad vorliegt; dieser ergibt sich dann, wenn das Produkt der beiden Einzel-Wirkungsgrade, d.h. der Kurven a und b, sein Maximum erreicht. Der Bereich T des optimalen Gesamt-Wirkungsgrades bestimmt die geringste und die grösste 60 Anzahl von Arbeitsaggregaten, die von einem Motor angetrieben werden sollten, und ferner über den Einzel-Leistungsbedarf der Arbeitsaggregate die notwendige Leistungsabgabe dieses Motors.

Da gleichzeitig eine grössere Motorstärke zu weniger Motoren pro Maschine und damit zu geringeren Kosten sowie zu geringe-65 ren Energieverlusten durch weniger Leerlaufen der Riemenlänge führt, ist es zweckmässig, an die obere Grenze des Bereichs T zu gehen, also sowohl die dieser Grenze entsprechende Motorleistung als auch die entsprechende Anzahl von Arbeitsaggregaten

zu wählen.

Bei einer Ringspinnmaschine mit Tangentialriemen-Antriebs-system und einem Einzel-Leistungsbedarf der Arbeitsaggregate in Form von Spinnspindeln von etwa 35 Watt ergeben sich als untere Grenze des Bereichs T gemäss Figur 1 etwa 66 Spindeln und 2,2 kW Motorleistung; als obere Grenze etwa 128 Spindeln und 4,5 kW Motorleistung. Der Gesamt-Wirkungsgrad beträgt 0,68.

Durch graphische Darstellung des Motor-Wirkungsgrades bei wachsender Motorstärke sowie des Wirkungsgrades des (Riemen)-Antriebssystems bei wachsendem Riemenquerschnitt, jeweils über die Anzahl der Arbeitsaggregate, lässt sich damit vorteilhafterweise ein Gesamt-Wirkungsgrad von Antrieb und Antriebssystem ermitteln, aus dem der Gesamt-Wirkungsgrad herleitbar ist, welcher seinerseits zur Ermittlung des Motors mit optimaler Motorleistung dient.

Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass bei einem anderen Einzel-Leistungsbedarf der Arbeitsaggregate sich die relative Lage der Wirkungsgradkurven a, b und damit auch c in Figur 1 nicht wesentlich verändert, sondern dass in diesem Fall sich nur die Skala der X-Achse verschiebt; das heisst, dass der optimale Motor auch bei anderem Einzelleistungsbedarf der Arbeitsaggregate eine Leistung von 4,5 kW aufweist, jedoch eine grössere oder kleinere Anzahl von Arbeitsaggregaten als etwa 128 Einheiten antreiben sollte.

In Figur 2 und 3 ist eine Ringspinnmaschine schematisch dargestellt, wobei ersichtlich ist, dass hier zum Antrieb von mit Spindeln verbundenen Wirtein 10 über Tangentialriemen 11 bzw. 12 Motoren 1 gleicher Diemensionierung verwendet werden. Diese Motoren 1 haben zweckmässigerweise eine abgegebene Nennleistung von 4,5 kW.

Die Spindeln 3, d.h. die Arbeitsaggregate der Maschine, haben je nach Kopsgewicht, Ringdurchmesser und Spindeldrehzahl einen Leistungsbedarf von je 15 Watt bis 35 Watt. Der Leistungsbedarf, d.h. die aufgenommene Leistung einer Spindel, ist nicht gleichbleibend, sondern nimmt mit zunehmender Kopsfüllung zu. Da Elektromotoren aber in gewissen zeitlichen und quantitativen Grenzen überlastbar sind, kann mit dem mittleren Leistungsbedarf und einer wenigstens annähernden Gleichheit zwischen der Summe der abgegebenen und aufgenommenen Leistungen gerechnet werden.

Wie weiterhin aus Figur 2 und 3 ersichtlich, sind hierbei Motoren 1 einsetzbar, welche jeweils Arbeitsaggregate einer bestimmten Anzahl (Feldgrösse) antreiben. Es besteht auch die

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Möglichkeit, zum Antrieb anderer Arbeitsaggregate, beispielsweise eines Streckwerkes 4, einen Motor 2 gleicher Dimensionierung wie die Motoren 1 einzusetzen. Dieser Motor 2 treibt über ein Streckwerkgetriebe 8 die schematisch in Figur 3 dargestellten Streckwerke an.

Um bezüglich der durch die Motoren 1 angetriebenen Arbeitsaggregate, d.h. der Spindeln 3, die gewünschte Spindeldrehzahl zu erreichen, ist es bei in ihrer Drehzahl nicht verstellbaren Motoren 1 erforderlich, die nicht näher bezeichnete Antriebsscheibe auf der Motorwelle so zu wählen, dass - ausgehend von der festliegenden Nenndrehzahl des Motors - die die gewünschte Spindeldrehzahl bewirkende Übersetzung gegeben ist.

Bei in ihrer Drehzahl beispielsweise durch Änderung der Speisefrequenzdrehzahl veränderbaren Motoren ist die Wahl der entsprechenden Antriebsscheibe Voraussetzung dafür, dass der Motor in der Betriebsdrehzahl der Spindeln in seiner maximalen Drehzahl laufen kann, in der er die geforderte Nennleistung abgibt. Ansonsten ist die Wahl der Antriebsscheibe für die Berechnung der Feldergrössen ohne Bedeutung, da diese nur die Leistungsdaten zu berücksichtigen hat.

Nachdem die Motoren 1 zum Antrieb der Spindeln 3 baugleich sind, sollten die von den einzelnen Motoren angetriebenen Gruppen von Arbeitsaggregaten ebenfalls gleichgross sein. Hierbei können jedoch baulich geringe, notwendige Abweichungen eingeschlossen sein.

Die Baugrösse der an einer bestimmten Maschine verwendeten Spindeln wird bei der konstruktiven Auslegung dieser Maschine festgelegt und bleibt unverändert. Die Drehzahl, mit der diese Arbeitsaggregate einer Maschine betrieben werden,

kann sich gemäss spinnereitechnologischer Gegebenheiten ändern.

Die Anzahl der Arbeitsaggregate je Gruppe (Feldgrösse)

muss sich am höchsten Leistungsbedarf der Arbeitsaggregate bei höchster vorgesehener Drehzahl orientieren.

Insgesamt ergibt sich jedoch, dass, unabhängig vom unterschiedlichen Leistungsbedarf, unterschiedlicher Dimensionierung und unterschiedlicher Anzahl der Arbeitsaggregate drei oder vier Motoren 1 bzw. 2 gleicher Dimensionierung verwendet werden. Bezüglich der Motoren 1 und der Feldgrössen, d.h. der durch einen Motor angetriebenen Anzahl von Spindeln sind jeweils eine solche Anzahl von Arbeitsaggregaten einem Motor 1 zuzuordnen, dass die Summe der Leistungsaufnahme der Arbeitsaggregate der Leistungsabgabe des Motors 1 entspricht. Hierbei sind zwischen 75 bis 150 Arbeitsstellen pro Feld besonders vorteilhaft.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Verfahren zum Herstellen von Antrieben von Spinn- oder Zwirnmaschinen mit einer Vielzahl gleichartiger Arbeitsaggregate, die zu Antriebsgruppen mit jeweils einem Motor und einem Tan-gentialriemen zusammengefasst sind, wobei die Spinn- oder Zwirnmaschinen aufgrund unterschiedlicher Gesamtzahl und/ oder Auslegung dieser Arbeitsaggregate einen unterschiedlichen Gesamtleistungsbedarf aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass unabhängig vom Gesamtleistungsbedarf der Spinn- oder Zwirnmaschinen immer Motoren gleicher Dimensionierung verwendet werden, wobei sich die Anzahl dieser Motoren als Quotient des Gesamtleistungsbedarfs der jeweiligen Spinn- oder Zwirnmaschine und der Einzelleistung dieser Motoren darstellt und jedem dieser Motoren eine solche Anzahl von Arbeitsaggregaten zugeordnet wird, dass die Summe des Einzelleistungsbedarfs der Arbeitsaggregate wenigstens annähernd der Leistungsabgabe des Motors entspricht.

2. Antrieb hergestellt nach dem Verfahren nach Anspruch 1 fur eine Spinn- oder Zwirnmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine unabhängig vom Gesamt-Leistungsbedarf sowie unabhängig von unterschiedlichen Bauformen und/oder vom unterschiedlichen Einzel-Leistungsbedarf von Arbeitsaggregaten unterschiedlicher Dimensionierung Motoren (1,2) gleicher Dimensionierung in solcher Anzahl aufweist, dass der Gesamt-Leistungsbedarf der Maschine gedeckt ist und dass jedem Motor soviele Arbeitsaggregate (3,4) zugeordnet sind, dass die Summe des Einzelleistungsbedarfs der zugeordneten Arbeitsaggregate wenigstens annähernd der Leistungsabgabe des Motors entspricht.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Motoren (1) eine Leistungsabgabe von 2,2 kW bis 4,5 kW haben bei Wirkungsgraden des Antriebs und des Antriebssystems der Arbeitsaggregate zwischen 0,8 und 0,87.