CH677939A5 - - Google Patents

Description

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CH 677 939 A5

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Ringspinnmaschine, bei der jede Spindel mit einem aus einem Drehstrommotor bestehenden Einzelantrieb versehen ist.

Im Gegensatz zu den Ringspinnmaschinen, bei denen zumindest ein Teil der Spindein gemeinsam mitteis eines Riemens angetrieben werden, bereitet bei manchen Ringspinnmaschinen der eingangs genannten Art das Doffen, also das automatische Auswechseln der vollen Hülsen gegen leere Hülsen, das vorzugsweise bei allen Spindeln gleichzeitig ausgeführt wird, und das anschliessend erforderliche Anspinnen Probleme. Dies ist darauf zurückzuführen, dass beim Doffen der Faden bis zum Reissen gespannt werden muss, und dass dabei der Faden im Sinne eines Abziehens von der Hülse belastet wird. Dies hat zur Folge, dass auf die Spindel ein Drehmoment ausgeübt wird, das diese in der Drehrichtung beim Aufwickein des Fadens auf die Hülse antreibt, wenn zum Beispiel bei magnetischer Hülsensicherung die Hülse bereits bei einer geringen Anhebung, bevor der Faden gerissen ist, vom Spindelschaft gelöst ist. Ist für die Spindeln ein Riemenantrieb vorgesehen, dann übt der stillstehende Riemen ein so grosses Bremsmoment auf jede Spindel aus, dass diese durch das beim Doffen vom abzureissenden Faden ausgeübte Drehmoment nicht in Bewegung gesetzt wird oder zumindest nach einem geringen Drehwinkel wieder zum Stillstand kommt. Werden hingegen die Spindeln von je einem Drehstrommotor direkt angetrieben, dann wird die Spindel vom abzureissenden Faden in Drehung versetzt, und die Spindel kann mehrere Umdrehungen ausführen, ehe sie wieder zum Stillstand kommt. Dies kann zur Folge haben, dass der Faden nicht an der gewünschten Stelle reisst und dass so viel Faden abgewickelt wird, dass es bei dem anschliessend erforderlichen Anspinnen Probleme gibt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Ringspinnmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit einem möglichst geringen zusätzlichen Aufwand ein problemloses Doffen und anschliessendes Anspinnen ermöglicht. Diese Aufgabe löst eine Ringspinnmaschine mit den Merkmalen des Anspruches 1,

Die erfindungsgemässe Bremsschaltung hat gegenüber der bekannten Gleichstrombremsung eines Drehstrommotors, bei welcher während der gesamten Bremszeit ein sich nicht verändernder magnetischer FIuss erzeugt wird, wesentliche Vorteile. Bei der üblichen Gleichstrombremsung setzt sich nämlich das Bremsmoment aus einem von der Winkelgeschwindigkeit abhängigen Anteil und einem von der Konfiguration des Luftspaltes im Drehstrommotor abhängigen Anteil zusammen. Der letztgenannte Anteil, der darauf beruht, dass sich der Rotor in eine Winkellage bezüglich des Stators einzustellen sucht, in weicher der magnetische Widerstand des Luftspaltes zwischen Rotor und Stator ein Minimum hat, ist in der Regel allerdings vernachlässigbar Wein, weil die Nutenzahlen von Rotor und Stator verschieden sind und ausserdem die Nuten des Rotors geschrägt sind. Aber auch der von der Winkelgeschwindigkeit abhängige Anteil ist bei niedrigen Werten der Winkelgeschwindigkeit, also einer langsamen Drehbewegung des Rotors, bei den realisierbaren Werten für die Stromstärke des Erregerstromes sehr gering. Hinzu kommen noch, dass infolge der Abhebebewegung der Hülse von der Spindel erzeugte Anstieg der am Faden wirkenden Kraft nicht so gross gewählt werden kann, dass das Massenträgheitsmoment der Spindel und des mit dieser gekuppelten Rotors des Drehstrommotors ausreichen, um eine Drehbewegung der Spindel auszu-schliessen. Im Gegensatz hierzu Iässt sich mit der erfindungsgemässen Bremsschaitung ein Gegendrehmoment erzeugen, das nicht nur bei einer Drehbewegung der Spindel, sondern auch beim Stillstand der Spindel und des Drehstrommotors voll wirksam ist und deshalb bei entsprechender Dimensionierung das vom abzureissenden Faden erzeugte Antriebsmoment voll kompensieren kann. Auch dann, wenn nicht der völlige Stillstand der Spindel aufrechterhalten werden kann, Iässt sich eine Bremswirkung erreichen, die mit Sicherheit eine störende Drehung der Spindel infolge des Doffens verhindert.

Besonders gering ist der Aufwand für die Bremsschaltung dann, wenn gemäss Anspruch 2 eine Gleichstromquelle vorgesehen ist, mit der nacheinander die je einer Phase zugeordneten Wicklungs-stränge der Statorwicklung des Drehstrommotors in zwei unterschiedlichen Schaltungsanordnungen verbunden werden und beim Übergang von der einen auf die andere Schaltungsanordnung der resultierende magnetische FIuss im Drehstrommotor sich in der Gegendrehrichtung verschiebt. Es wird dann nämlich in der Gegendrehrichtung, also entgegen der Richtung, in der sich die Spindel beim Aufwickeln des Fadens auf die Hülse dreht, ein Drehmoment erzeugt, unabhängig davon ob die Spindel stillsteht oder sich infolge des vom Faden erzeugten Drehmomentes zu drehen beginnt. Es ist nicht störend, dass dabei das erzeugte Bremsmoment nur kurzfristig wirksam ist, da auch das vom Faden erzeugte Drehmoment nur impulsartig auftritt und die beiden Momente zeitlich koordiniert werden können.

Vorteilhafte Ausführungsformen der beiden unterschiedlichen Schaltungsanordnungen für die Wicklungsstränge der Statorwicklung des Drehstrommotors sind Gegenstand der Ansprüche 3 bis 5. Dabei gibt das Ausführungsbeispiel gemäss Anspruch 5 dank der zweiten Gleichspannungsquelle eine zusätzliche Möglichkeit der Einstellung des magnetischen Flusses auf einen optimalen Wert. Die Schalter, welche für diese unterschiedlichen Schaltungsanordnungen zum Anschliessen an die Energieversorgungsquelle oder Energieversorgungsquellen sowie für das Umschalten von der einen auf die andere Schaltungsanordnung benötigt werden, können von einer zugeordneten Steuereinrichtung angesteuert werden, die ihrerseits in Abhängigkeit von der Einrichtung zum Doffen arbeitet.

Eine andere Möglichkeit zur Erzeugung des Gegendrehmomentes besteht darin, den Drehstrommotor für die Zeit, während deren das Ge5

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gendrehmoment benötigt wird, an den Ausgang einer Drehstromquelle anzuschliessen, die eine sehr niedrige Ausgangsfrequenz hat, insbesondere eine Ausgangsfrequenz von weniger als 1 Hertz, Das auf diese Weise erzeugte Gegendrehmoment kann auf die Zeit beschränkt werden, während deren der Faden ein Drehmoment erzeugt. Es vermag deshalb ein Drehen der Spindel infolge des vom Faden erzeugten Drehmomentes zu verhindern, ohne aber der Spindel eine länger andauernde Drehbewegung in der Gegendrehrichtung zu geben.

Im folgenden ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Ansicht einer Spindel und eines Teils des sie antreibenden Drehstrommotors sowie den schematischen Verlauf des Fadens,

Fig. 2 ein Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels der Bremsschaltung,

Fig. 3 ein Schaltbild der zweiten Ausführungsform der Bremsschaltung,

Fig. 4 ein Schaltbild einer dritten Ausführungsform der Bremsschaltung,

Fig. 5 ein Schaltbild einer vierten Ausführungsform der Bremsschaltung.

Bei einer nicht dargestellten Ringspinnmaschine mit einzelmotorischem Antrieb ihrer Spindeln ist, wie Fig. 1 zeigt, das untere Ende jeder Spindel 1 unmittelbar mit der gleichachsig zu ihr angeordneten Weile eines Drehstromasynchronmotors 2 verbunden. Auf die Spindel 1 ist von oben her eine Hülse 3 aufsteckbar, die in dem in Fig. 1 dargestellten, aufgesteckten Zustand durch Reibschluss von der Spindel 1 mitgenommen wird. Der der Hülse 3 über nicht dargestellte Führungselemente zugeführte Faden 4 wird infolge der Rotation der Hülse 3 auf diese aufgewickelt.

Wenn diese Hülse 3 bewickelt ist, der hierbei gebildete Wickel also die in Fig. 1 dargestellte Form hat, hat der auf dem Wickel liegende Fadenendabschnitt etwa den in Fig. 1 dargestellten, wendeiförmigen Verlauf. Vor dem Stillsetzen der Spindel 1 für das Doffen werden auf einem zylindrischen Abschnitt der Spindel 1 im Bereich von deren unterem Ende, der unterhalb des unteren Endes der Hülse 3 liegt, einige Reservewindungen gebildet, zu denen der Faden 4 vom Wickel unter einem spitzen Winkel zur Längsachse der Hülse 3 durch einen Abreissteller hindurchtritt.

Die Einrichtung zum Doffen der Hülse 3, welche den Wickel erfasst und nach oben von der Spindel 1 abzieht, ist ebenso wie alle übrigen Teile der Ringspinnmaschine nicht dargestellt, da alle diese Teile für die Erfindung ohne Belang sind und deshalb in bekannter Weise ausgebildet sein können.

Bedingt durch den Verlauf des Fadens 4 unter einem Winkel von beispielsweise 45° bezüglich der Längsachse der Hülse 3 am Übergang vom Wickel zu den Reservewindungen hat das Abziehen der Hülse 3 nach oben von der Spindel 1 zur Folge, dass die im Faden 4 entstehende und bis zu dessen Bruch ansteigende Fadenkraft Fr ausser der in

Längsrichtung der Hülse 3 nach oben wirkende Komponente Fa eine in tangentialer Richtung wirkende Komponente Ft aufweist, welche die Spindel 1 in einem Sinne zu drehen sucht, der zu einem Abwickeln des Fadens 4 führt, also in der Drehrichtung, in der die Spindel während des Betriebs angetrieben wird. Eine Drehung infolge der Tangentialkomponente Ft der Fadenkraft Fk könnte ein Abreissen des Fadens 4 an der falschen Stelle zur Folge haben und würde ausserdem zu einem störenden Abwickeln der Reservewindungen führen.

Das durch die Tangentialkomponente Ft der Fadenkraft Fk erzeugte Drehmoment wird durch ein Gegendrehmoment kompensiert, das mit Hilfe der in Fig. 2 dargestellten Bremsschaltung erzeugt wird. Mit Hilfe einer Steuerschaltung 5, welche abhängig vom Doffen arbeitet, wird mit Beginn des Abhebevorgangs der bewickelten Hülse 3 von der Spindel 1 ein Schalter 6 geschlossen, bei dem es sich beispielsweise um einen elektromagnetisch betätigbaren Schalter oder um einen Halbleiterschalter handelt. Der Schalter 6 legt die Reihenschaltung aus den beiden Strängen R und T der im Stern geschalteten Statorwicklung des Drehstromasynchronmotors 2 an eine Gleichstromquelle. In der Drehstromasynchronmaschine 2 entsteht dadurch ein magnetischer FIuss mit einer durch die räumliche Lage der Stränge R und T definierten Richtung. Dieser FIuss setzt sich nach Richtung und Grösse aus den von den beiden Strängen R und T erzeugten Teilflüssen zusammen. Kurze Zeit nach dem Schliessen des Schalters 6 bewirkt die Steuerschaltung 5 das Schliessen eines Schalters 7, der ebenfalls beispielsweise elektromagnetisch betätigbar oder als Halbleiterschalter ausgebildet ist und der im geschlossenen Zustand den Strang S parallel zum Strang T schaltet. Zu dem bereits vorhandenen magnetischen FIuss tritt nun noch der vom Strang S erzeugte magnetische FIuss hinzu, was nicht nur dazu führt, dass der Betrag des magnetischen Flusses sich vergrössert. Vor allem ändert sich dadurch die Richtung des resultierenden magnetischen Flusses, wodurch dieser um einen Winkel von 30° el in der Gegendrehrichtung verschoben wird, also in einer Richtung, die der Drehrichtung der Spindel beim Aufwickeln des Fadens 4 auf die Hülse 3 entgegengerichtet ist. Die sprungartige Bewegung des magnetischen Flusses in der Gegendrehrichtung bewirkt ein in dieser Richtung wirksames Drehmoment des Rotors des Drehstromasynchronmotors. Der Erregerstrom ist durch eine entsprechende Wahl der Spannung der Gleichstromquelle so festgelegt, dass dieses Drehmoment das von der Tangentialkomponente Ft der Fadenkraft Fk erzeugte Antriebsmoment kompensiert. Die Spindel 1 bleibt deshalb während des Doffens stillstehen oder dreht sich höchstens um einen nicht störenden Winkel.

Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von derjenigen gemäss Fig. 2 nur dadurch, dass die Steuerschaltung 5 zunächst ausser dem Schalter 6 einen Schalter 8 schllesst, wodurch

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wie bei dem Ausführungsbeisspiel gemäss Fig. 2 zunächst die Stränge R und T der Statorwicklung des Drehstromasynchronmotors 2 in Reihe geschaltet an die Gleichstromquelle angeschlossen sind. Danach bewirkt die Steuerschaltung 5, dass zusätzlich ein Schalter 9 geschlossen wird, wodurch auch der nun zum Strang T parallel geschaltete Strang S in Reihe mit dem Strang R an die Gleichstromquelle angeschlossen wird. Anschliessend wird der Schalter 8 geöffnet, wodurch nur noch der Strang S in Reihe mit dem Strang R geschaltet ist. Der resultierende magnetische FIuss in der Drehstromasynchronmaschine bewegt sich durch diese Umschal-tungen nacheinander in der Gegendrehrichtung um zwei Schritte von je 30° el, insgesamt also um einen Winkel von 60° el.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel schliesst die Steuerschaltung 5 zunächst einen dreipoligen Schalter 10, mittels dessen die beiden Stränge R und T der im Stern geschalteten Statorwicklung des Drehstromasynchronmotors 2 in Reihe an eine erste Gleichspannung Ui einer Gleichstromquelle 14 angeschlossen werden. Ferner wird die Zuleitung zum Strang S mit dem einen Pol einer zweiten Gleichspannung U2 der Gleichstromquelle 14 verbunden, deren anderer Pol mit demjenigen Pol der ersten Gleichspannung Ui verbunden ist, an den die Zuleitung des Stranges T angeschlossen ist. Wenn anschliessend die Steuerschaltung einen Schalter 11 schliesst, der in der Zuleitung zum Strang S liegt, dann wird der Strang S ebenfalls erregt. Ausserdem wird die Durchflutung, die der Strang T erzeugt, verändert. Der magnetische FIuss wird dabei auf den doppelten Wert erhöht, sofern die beiden Gleichspannungen Ui und U2 gleich gross sind. Ausserdem verschiebt sich die Richtung des resultierenden magnetischen Flusses in der Gegendrehrichtung um 60° el. Man kann deshalb mit dieser Ausführungsform ein besonders hohes Bremsmoment erreichen.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel schliesst die Steuerschaltung 5 einen dreipoligen Schalter 12, welcher die drei Stränge der Statorwicklung des Drehstromasynchronmotors 2 mit den Ausgängen einer Drehstromquelle 13 verbindet, deren Ausgangsspannung eine Frequenz von 0,2 Hz hat. Die Stränge des Drehstromasynchronmotors 2 sind den drei Phasen der Drehstromquelle 13 so zugeordnet» dass das Drehfeld mit der vorgegebenen Frequenz in der Gegendrehrichtung umläuft. Dies hat zur Folge, dass der Rotor des Drehstromasynchronmotors 2 ein entsprechendes Drehmoment erzeugt, dessen Grösse so gewählt Ist, dass das Drehmoment kompensiert wird, das von der Tangentialkraft Ft der Fadenkraft Fk beim Abheben der Hülse 3 von der Spindel 1 ausgeübt wird. Mit dem Abreissen des Fadens 4 öffnet die Steuerschaltung 5 den Schalter 12 wieder. Die Spindel 1 bleibt deshalb während des Doffens im Stillstand.

Alle in der vorstehenden Beschreibung erwähnten sowie auch die nur allein aus der Zeichnung entnehmbaren Merkmale sind als weitere Ausgestaltungen Bestandteile der Erfindung, auch wenn sie nicht besonders hervorgehoben und insbesondere nicht in den Ansprüchen erwähnt sind.

Claims (8)

Patentansprüche

1. Ringspinnmaschine, bei der jede Spindel mit einem aus einem Drehstrommotor bestehenden Einzelantrieb versehen ist, gekennzeichnet durch eine Bremsschaltung, die während des bei jedem Doffen durch den abzureissenden Faden (4) auf die Spindel (1) ausgeübten Drehmomentes zeitlich mit diesem koordiniert an der Welle des der Spindel (1) zugeordneten Drehstrommotors (2) ein Gegendrehma-ment durch einen von der Statorwicklung (R, S, T) des Drehstrommotors (2) erzeugten, sich in der Gegendrehrichtung zumindest über einen Teil eines vollständigen Umlaufes bewegenden magnetischen FIuss bewirkt.

2. Ringspinnmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsschaltung eine Gleichstromquelle (14) aufweist, mît der nacheinander die je einer Phase zugeordneten Wicklungsstränge (R, S, TJ der Statorwicklung des Drehstrommotors (2) in unterschiedlichen Schaltungsanordnungen verbindbar sind, wobei der mit der folgenden Schaltungsanordnung erzeugte resultierende magnetische FIuss des Drehstrommotors (2) gegenüber dem mit der vorausgehenden Schaltungsanordnung erzeugten resultierenden magnetischen FIuss um einen vorbestimmten Winkel in der Gegendrehrichtung versetzt ist.

3. Ringspinnmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Sternschaltung der Stränge (R, S, T) der Statorwicklung in einer ersten Schaltungsanordnung der erste und zweite Strang (R, T) in Reihe geschaltet sind und in einer zweiten Schaltungsanordnung zusätzlich der dritte Strang (S) dem zweiten Strang (T) parallel geschaltet ist.

4. Ringspinnmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einer dritten Schaltungsanordnung nur der erste und dritte Strang (R, S) in Reihe geschaltet sind.

5. Ringspinnmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Sternschaltung der Stränge (R, S, T) der Statorwicklung in einer ersten Schaltungsanordnung nur der erste und zweite Strang (R, T) und in einer zweiten Schaltungsanordnung nur der erste und dritte Strang (R, S) in Reihe geschaltet sind.

6. Ringspinnmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Sternschaltung der Stränge (R, S, T) der Statorwicklung in der ersten Schaltungsanordnung die Reihenschaltung aus dem ersten und zweiten Strang (R, T) an eine erste Gleichspannung (Ui) und in der zweiten Schaltungsanordnung zusätzlich die Reihenschaltung aus dem zweiten und dritten Strang (S, T) an eine zweite Gleichspannung (U2) angeschlossen ist.

7. Ringspinnmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsschaltung eine Niederfrequenz-Drehstromquelle (13) aufweist, an welche die Stränge der Statorwicklung des Drehstrommotors (2) in einer die Umlaufrichtung des magneti-

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sehen Flusses In der Gegendrehrichtung ergebenden Anordnung anschliessbarsind.

8. Ringspinnmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsfrequenz der Drehstromquelle (13) kleiner als 1 Hz ist, vorzugsweise im Bereich von 0,2 Hz liegt.

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