CH681988A5

CH681988A5 -

Info

Publication number: CH681988A5
Application number: CH302190A
Authority: CH
Inventors: Rainer Busch; Jan Uhliarik
Original assignee: Rieter Ag Maschf
Priority date: 1990-09-18
Filing date: 1990-09-18
Publication date: 1993-06-30
Also published as: EP0476406B1; JPH04245930A; EP0476406A1; DE59104135D1

Description

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

CH 681 988 A5

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spinnen eines echtgedrehten Garnes mittels einer Spindel und einer Glocke nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und ein Verfahren zum Betrieb nach Anspruch 6.

Es ist bei Glockenspinnvorrichtungen seit längerer Zeit bekannt, dass die Aufwindung des gesponnenen Fadens mit einer periodisch ändernden Fadenspannung geschieht. Dazu hat man verschiedene neue Lösungen zur Behebung dieses Problems vorgeschlagen. Unter anderem ist aus EP-A 0 319 783 bekannt, Einzelmotoren für sowohl die Spindel als auch die Glocke zu verwenden, die je mit einer gemeinsamen Frequenzsteuereinrichtung verbunden sind. Die Drehzahl der Spindeln wird bestimmt durch den Schnittpunkt der Drehmomentkennlinie des Einzelmotors und der Lastmomentkennlinie der Spindel. Die Drehmomentkennlinie des Einzelmotors für die Glocke ist hingegen mit einer sogenannten «weichen» Drehmomentkennlinie ausgelegt, d.h. mit einer Kennlinie mit sehr viel flacherer Neigung. Der Schnittpunkt mit der Lastkennlinie der Glocke bestimmt dann die Drehzahl der Glocke. Mittels eines Schaltelementes können ein einstellbarer Widerstand und eine einstellbare Spule zugeschaltet werden, so dass die Drehmomentkennlinie des Einzelmotors der Glocke geringfügig geändert werden kann. Die Antriebe sind vorgesehen, um besonders feine und wenig zugfeste Fäden mit der Glockenspinnvorrichtung spinnen zu können. Ferner ist es beim Spinnen von Garnen mit ausreichender Reissfestigkeit vorgesehen, mit dieser Einrichtung, beim Beenden des Spinnens die Glocke abzubremsen, damit die Fadenspannung nicht zu stark abfällt.

Mit der obenerwähnten Vorrichtung ist zwar eine bestimmte Einstellung der Differenz zwischen Glockendrehzahl und Spindeldrehzahl möglich, jedoch lässt sich nicht jede beliebige Differenz damit einstellen. Eine gezielte Einstellung der Fadenspannung für ein beliebiges mit der Glockenspinnvorrichtung gesponnenes Garn ist daher nicht möglich.

Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Spinnen eines echtgedrehten Garnes mittels einer Spindel und einer Glocke zu bilden, die ermöglicht, die Fadenspannung in Abhängigkeit einer vorgegebenen Garnnummer in engen Grenzen konstant zu halten, auch während die Glocke beschleunigt oder abgebremst wird. Ebenfalls ist es Aufgabe der Erfindung, ein geeignetes Verfahren zum Spinnen mit einer solchen Vorrichtung anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 6 gelöst.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung hat den grossen Vorteil, dass fast jeder beliebige Punkt im ersten Quadrant des Koordinatensystems Drehmoment-Drehzahl erreichbar ist. Dies gilt sowohl für die Drehzahl der Glocke als auch für die Drehzahl der Spindel. Damit ist fast jedes beliebige Antriebsmoment dieser beiden Drehzahlen einstellbar. Diese Möglichkeit der fast beliebigen Einstellbarkeit der Drehzahlen, z.B. über das Statorfeld bei einem Asynchronmotor, lässt ein Konstanthalten der Fadenspannung für eine bestimmte Garnnummer in sehr engen Grenzen zu. Durch die Berücksichtigung der Hubbewegung der Spindel können sogar die durch die verschiedenen Aufwindedurchmesser des Kopses verursachte Unterschiede in der Fadenspannung weitgehend ausgeglichen werden. Diese Vorteile lassen sich mit einem geeigneten Höhenmessgerät und zugehörigen Messwandler erzielen. Als Höhen-messgerät haben sich vor allem solche mit einem kapazitiven oder induktiven Messgeber bewährt.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung. Dort wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung beschriebenen Beispieles näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Glockenspinnvorrichtung mit zwei Einzelmotoren, und

Fig. 2 ein Diagramm zwischen dem Drehmoment und der Drehzahl für die Spindel und für die Glocke.

In Fig. 1 ist eine Glockenspinnvorrichtung dargestellt, mit einer Spindel 1, welche einen Kops 2 trägt. Dieser Kops 2 ist von einer Glocke 3 umgeben und wird in der bekannten Art von Lieferwalzen 4 mit einem Faden mit der Liefergeschwindigkeit V beliefert, siehe z.B. EP-A 0 255 660. Die Spindel 1 ist mit einem Einzelmotor 5 angetrieben, und die Glocke 3 mit einem Einzelmotor 6. Die Einzelmotoren 5 und 6 sind mit Frequenzumrichtern 7 und 8 verbunden, die je aufgrund eines von einer programmierbaren Steuereinheit 9 übermittelten Gleichstromsignals eine unterschiedliche Frequenz fi oder f2 bilden, wodurch die Einzelmotoren mit unterschiedlichen Drehzahlen angetrieben werden. Für diese Art der Frequenzsteuerung haben sich vor allem Asynchronmotoren bewährt. Mit dem Einzelmotor der Spindel ist ein Hubmechanismus 10 verbunden, der für das Spinnen erforderlichen Hub sorgt. Die jeweilige Höhe des Hubmechanismus 10 wird mit einem Höhenmessgerät 11 gemessen. Symbolisch ist dieses Messgerät 11 durch eine Messlatte 11 und einen Messwandler 13 dargestellt. In der Praxis haben sich die induktive oder kapazitive Verschiebungsmessung bewährt, wie sie z.B aus dem Buch «Dubbel - Taschenbuch für Maschinenbau», 16. Auflage, Seite V24 bekannt sind.

Die Einstellung der Fadenspannung lässt sich durch den Schlupf des Einzelmotors 6 der Glocke nun v

gemäss der Formel K - (C.ns' - ^ ) - lies ' für eine bestimmte Garnnummer genau einstellen, wobei:

2

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

CH 681 988 A5

C = Schlupfkonstante des Einzelmotors der Glocke K = Parameter der Fadenspannung nG' = Drehzahl im Statorfeld des Einzelmotors der Glocke ns' = Drehzahl im Statorfeld des Einzelmotors der Spindel

V = Liefergeschwindigkeit des Fadens d = Aufwindedurchmesser der Spule und wobei der Parameter K durch Veränderung der Drehzahlen n's und n'G oder der entsprechenden Frequenzen fi und h an den Frequenzumrichtern 7 und 8 einstellbar ist. Dabei ist der Parameter K im wesentlichen eine Funktion der Garnnummer in tex und des Durchmessers d.

Die Schlupfkonstante C ist abhängig vom Typ des Einzelmotors 6 und liegt im Bereich von 1,005 bis 1,025. Sie beträgt beispielsweise für den Asynchronmotor vom Typ EV 40-20 der Firma KaVo Elektrotechnisches Werk GmbH, D-7970 Leutkirch im Allgäu mit einer maximalen Leistung von 100 Watt etwa 1.01. Die geringeren Schwankungen können dabei mittels des vorgeschriebenen Höhenmessgerätes ausgeglichen werden.

Die in Fig. 2 dargestellten Kennlinien des Einzelmotors für die Glocke m-i, rri2 und m3 lassen sich über den Parameter K, d.h. über die Frequenzen fi und I2, einstellen. Die effektive Drehzahl nG der Glocke wird durch die Formel nG - ns - ~ . - bestimmt und ist um den durch den Schlupf verursach-

U-CA

ten Faktor C geringer als die Drehzahl nG' des Statorfeldes. Der Schlupf für die Spindel beträgt höchstens etwa 1 bis 2% und ist deshalb für die gemachten Überlegungen von untergeordneter Bedeutung, d.h. ns = ns'. Die Liefergeschwindigkeit V hängt von der Garnnummer in tex und von der Spindeldrehzahl ns ab. Für eine bestimmte Fadenspannung ergeben sich dann die Lastkenniinien 1i, 12 oder 13. Die Drehzahl der Glocke ist für die dargestellten Drehmomentkennlinien und die dargestellten Lastkennlinien jeweils gleich. Da der Schlupf des als Asynchronmotor ausgebildeten Einzelmotors sich nach den obigen Gesetzmässigkeiten verändert, lässt sich die Fadenspannung des gebildeten Garns für jede Garnnummer beliebig einstellen. Die an die Frequenzumrichter 7 und 8 abgegebene Gleichspannungssignale sind nun nach einem bestimmten Programm von der programmierten Steuereinheit vorbestimmt.

Ferner ist der Hubmechanismus 10 in der Regel als Spindelbank in der bei Ringspinnmaschinen bekannten Art vorgesehen. Mittels der vorbeschriebenen Höhenmessung lässt sich der jeweilige Aufwindedurchmesser d des Kopses 2 ermitteln, und anhand davon lassen sich mit der programmierbaren Steuereinheit 9 die noch verbleibenden periodischen Änderungen der Fadenspannung, welche durch die Hubbewegung verursacht werden, weitgehend ausgleichen.

Obwohl die Asynchronmotoren sich für die beschriebene Vorrichtung besonders eignen, können auch andere frequenzgesteuerte Motoren wie Synchronmotoren verwendet werden, wobei in diesem Fall kein Schlupf vorhanden ist (C= 1).

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Spinnen eines echtgedrehten Garnes mittels einer Spindel (1) und einer Glocke (3), die beide je von einem Einzelmotor (5, 6) angetrieben und über eine Spannungsfrequenz in ihrer Drehgeschwindigkeit steuerbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass dem Einzelmotor (5) der Spindel und dem Einzelmotor (6) der Glocke je ein Frequenzumrichter (7, 8) zugeordnet ist, und die beiden Frequenzumrichter (7, 8) mit einer gemeinsamen, programmierbaren Steuereinheit (9) verbunden sind, so dass zur Einstellung der gewünschten Fadenspannung die Drehzahl der Spindel (1) und die Drehzahl der Glocke (3) unabhängig von einander und in einer beliebigen Funktion der Zeit einstellbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der Fadenspannung gemäss der Formel

K = (C*ns' " TT^l ) " nG'

erfolgt, wobei

K = Parameter der Fadenspannung C = Schlupfkonstante des Einzelmotors der Glocke nG' = Drehzahl im Statorfeld des Einzelmotors der Glocke ns' = Drehzahl im Statorfeld des Einzelmotors der Spindel

V = Liefergeschwindigkeit des Fadens d = Aufwindedurchmesser der Spule und wobei der Parameter K durch Veränderung der Drehzahl nG' und ns' oder der entsprechenden Frequenzen (fi, f2) am Frequenzumrichter (7, 8) einstellbar ist.

3

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

CH 681 988 A5

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelmotoren Asynchronmotoren sind und die Schlupfkonstante C zwischen 1,005 und 1,025, vorzugsweise um 1,01 beträgt.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spindel (1) ein Höhenmessgerät (11) zugeordnet ist, das die Hubbewegung der Spindel (1) registriert und über einen Messwandler (12) ein Signal an die gemeinsame Steuereinheit (9) liefert, wodurch die Drehgeschwindigkeit des Einzelmotors (8) in Abhängigkeit des Hubs des Hubmechanismus (10) steuerbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Höhenmessgerät (11 ) mit einem induktiven oder kapazitiven Messgeber versehen ist.

6. Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl der Spindel (1) und die Drehzahl der Glocke (3) unabhängig voneinander während des Spinnens einstellbar sind.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fadenspannung gemäss der Formel

K = (C'ns' ~ —] ~ na'

durch die Einstellung der Drehzahlen ns' und nG' oder der entsprechenden Frequenzen (fi, h) am Frequenzumrichter erfolgt, wobei

K = Parameter der Fadenspannung

C = Schlupfkonstante des Einzelmotors der Glocke nG' = Drehzahl im Statorfeld des Einzelmotors der Glocke ns' = Drehzahl im Statorfeld des Einzelmotors der Spindel

V = Liefergeschwindigkeit des Fadens

T = Umlaufzeit der Spindel d = Aufwindedurchmesser der Spule

4