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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antriebseinrichtung
für eine
Textilmaschine, insbesondere für
ein Hilfsgerät
einer Spinnmaschine in der Form einer sogenannten Längsteilmaschine,
beispielsweise einer Ringspinnmaschine oder Zwirnmaschine. Die Erfindung
befasst sich auch mit einem Vorschubmodul zur Verwendung in einer
derartigen Einrichtung.
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Eine
Spinnmaschine, die als Längsteilmaschine
ausgeführt
ist, umfasst mindestens eine Reihe nebeneinander angeordneter Spinnstellen,
wobei in jeder Spinnstelle Fasern in eine vorbestimmte Materialflussrichtung
gefördert
und gleichzeitig gemäss einem
vorbestimmten Verfahren verarbeitet werden. Eine doppelseitige Maschine
umfasst auf jeder Maschinenseite eine jeweilige Reihe derartiger
Spinnstellen.
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Eine
moderne Spinnmaschine umfasst auch mindestens ein Hilfsgerät, das zwar
keine Funktion im Kernverfahren ausübt, das aber im Gesamtablauf der
Maschine eine wesentliche Rolle spielen kann. In einer Ringspinnmaschine,
zum Beispiel, stellen Streckwerk, Spindel, Ring und Läufer Arbeitselemente
dar, welche zusammen das Kernverfahren (die Garnbildung) in jeder
Spinstelle verwirklichen. Beispiele wichtiger Hilfsgeräte sind
dann, z. B. eine Changiereinrichtung zur Bildung einer Spule, eine Fadenführereinrichtung
und/oder eine Spulenwechseleinrichtung. Ein Hilfsgerät muss normalerweise seine
Funktion für
mehrere Spinnstellen, z. B. für
alle Spinnstellen einer ganzen Reihe, gleichzeitig erfüllen.
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Verschiedene
Ausführungen
einer Vorrichtung zum selbsttätigen
Auswechseln von Spulen und Hülsen
einer Ringspinnmaschine sind in DE-A-19616108 bzw. der DE-A-4210494 gezeigt. Andere
Ausführungen
werden anschliessend anhand der 1 bis 3 der vorliegenden Anmeldung
erklärt. Auf
eine eingehendere Erklärung
wird hier verzichtet.
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Eine
Changiereinrichtung einer Ringspinnmaschine umfasst eine sogenannte
Ringbank (auch Ringrahmen genannt), die gemäss einem vorgegebenen Bewegungsmuster
auf und ab bewegt werden muss. Ein linearer Antrieb für eine Ringbank
ist als Konzept in DE-A-19538292 vorgeschlagen worden – es fehlen
aber sämtliche
Angaben bezüglich
einer geeigneten Realisierung. Die heute noch gebräuchlichen
Lösungsprinzipien
sind beispielsweise in DE-A-4337102 bzw. DE-A-19717507 zu finden und sie beruhen auf
Drehantriebe. Antriebe für
fadenführende
Einrichtungen (inkl. Balloneinengungselemente) sind oft mit dem
Ringbankantrieb gekoppelt – siehe
z. B. DE-A-19528204. Es sind andere Lösungsprinzipien (z. B. mittels
Gewindespindeln) bekannt – siehe
z. B. DE-A-3917406 – sie
werden aber nur von einzelnen Herstellern angeboten.
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Das
Grundprinzip eines Sektionsantriebs für eine Ringspinnmaschine ist
in DE-A-19755779
gezeigt. Die Weiterentwicklung anhand eines Modularkonzepts ist
in DE-A-10209992
aufgeführt,
wobei gewisse Ausführungen
aus DE-A-10209992 anschliessend anhand der 4 der
vorliegenden Anmeldung erklärt
werden sollten.
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Hohlwellenmotoren
sind seit mehreren Jahrzehnten bekannt, sind aber bisher meistens
da angewendet worden, wo keine sehr grosse Drehmomente zu erbringen
sind, beispielsweise gemäss DE-A-19608171
oder DE-C-3505842.
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Die Erfindung
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In
einem ersten Aspekt sieht die Erfindung ein Vorschubmodul zur Verwendung
in einem Hilfsgerät
einer Längsteilmaschine
vor und zwar insbesondere in einer Spulenwechseleinrichtung und/oder einer
Changiereinrichtung einer Ringspinnmaschine. Das Modul umfasst eine
Gewindespindel, eine Mutter, und einen selektiv steuerbaren Motor,
um eine Relativdrehung der Mutter und der Spindel zu erzeugen. Der
Rotor des Motors ist als Hohlwelle gebildet, die mit einer Innengewinde
versehen ist, welche die Gewindespindel aufnimmt.
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In
einem zweiten Aspekt schlägt
die Erfindung ein Hilfsgerät,
beispielsweise eine Spulenwechseleinrichtung bzw. eine Changiereinrichtung,
für eine
Längsteilmaschine vor.
Das Gerät
ist mit einem länglichen
Tragorgan, beispielsweise einem Dofferbalken bzw. einem Ringrahmen,
und einer Vorrichtung zum Heben bzw. Senken des Organs versehen, wobei
diese Vorrichtung eine Gewindespindel, eine Mutter und einen selektiv
steuerbaren Elektromotor zur Erzeugung einer Relativdrehung zwischen
der Spindel und der Mutter umfasst. Die Längsachse der Spindel erstreckt
sich durch den Rotor des Motors. Der Rotor des Motors ist vorzugsweise
als Hohlwelle gebildet. Die Welle kann mit einer Innengewinde versehen
werden, welche die Gewindespindel aufnimmt. In diesem Aspekt sieht
die Erfindung ebenfalls eine Längsteilmaschine,
insbesondere eine Ringspinnmaschine vor, die mit einem derartigen Hilfsgerät, insbesondere
Spulenwechsel- bzw. Changiereinrichtung, versehen ist.
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Die
Erfindung soll nachfolgend anhand von in den Figuren dargelegten
Ausführungen
näher erklärt werden,
wobei diese Ausführungen
nur als Beispiele und keineswegs einschränkend dienen sollten. Es zeigt:
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1 eine
Kopie der 1 aus DE-A-3943698;
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2 eine
Kopie der 1 aus DE-A-19510239;
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3 eine
Kopie der 2 aus DE-A-4205215;
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4a,
b und c Kopien der 4a, 4b und 2 aus
DE-A-10209992;
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5 eine
schematische Ansicht im Querschnitt eines ersten Vorschubmoduls
gemäss
dieser Erfindung;
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6 eine
Ansicht ähnlich
der 2 mit zwei Abschnitte eines Dofferbalkens, wobei
diese Abschnitte mit je einem Vorschubmodul gemäss der 5 versehen
sind;
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7 eine
Kopie der 1 aus DE-A-19717507 mit einer
Modifikation aus DE-A-4337102;
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8 eine
schematische Ansicht im Querschnitt eines zweiten Vorschubmoduls
gemäss
dieser Erfindung;
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9 einen
Ringrahmenantrieb mit einem Vorschubmodul gemäss der 8;
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10 einen
Ringrahmenantrieb mit mehreren Vorschubmodule gemäss der 8;
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11 eine
Alternativausführung
eines Ringrahmenantriebs mit einem Vorschubmodul gemäss der 8.
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Allgemeiner
Stand der Technik – Ringspinnmaschine
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Die
folgenden Erklärungen
gehen vom Handbuch der textilen Fertigung, „Die Kurzstapelspinnerei Band
4: Ringspinnmaschine" (Autor:
W. Klein, Herausgeber: The Textile Institute) aus nachfolgend „Klein". Die Prinzipien
des Abziehens bzw. Spulenwechsels sind aus dem Abschnitt „Das Abziehen", Seite 35 bis 39
ersichtlich. Für
die Changiereinrichtung ist der Abschnitt „Der Kopsaufbau", Seite 31 bis 33
wichtig.
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Die 1 zeigt
schematisch eine Ringspinnmaschine 8 mit Vorlagespulen 80,
einem Dofferbalken 81, zwei scherenartigen Gelenken 82 bzw. 83 zum
gesteuerten Heben und Senken des Balkens 81, sowie Leerhülsen 85,
die auf den Einsatz in den einzelnen Spinnstellen der Maschine warten.
Die Gelenken 82, 83 sind an einer Spindel 84 angeordnet
und von dieser verstellbar, wobei die Spindel 84 von einem
Motorantrieb drehbar angetrieben ist. Der Motorantrieb ist nicht
in der 1 in DE-C-3943698
spezifisch angedeutet – seine
Anordnung in der Maschine kann nicht eindeutig aus der Beschreibung
in der DE Schrift entnommen werden.
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Die
Ringspinnmaschine ist eine sogenannte „Längsteilmaschine", d.h. sie umfasst
eine Mehrzahl von einzelnen Arbeitsstellen, die nebeneinander in der
Längsrichtung
der Maschine angeordnet sind, wobei in jeder Arbeitsstelle gleichzeitig
je ein Garn gebildet wird. Die Maschine 8 ist „doppelseitig", d.h. es befindet
sich auf beiden Seiten je eine Reihe von Arbeitsstellen. Eine derartige
Maschine kann heute 600 bis 800 Arbeitsstellen pro Maschinenseite
oder mehr umfassen. Die einfache Anordnung gemäss der 1 ist daher
nicht mehr praxistauglich.
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Um
in jeder Spinnstelle das Garn zu einer Spule, einem sogenannten
Kops, zu bilden, ist eine Changiereinrichtung vorgesehen, die in
der 1 nicht dargestellt worden ist. Die Changiereinrichtung umfasst
für die
beiden Maschinenseiten je einen sogenannten Ringrahmen (auch Ringbank
genannt), welche die Spinnringen der einzelnen Spinnstellen trägt und sich
heute normalerweise über
eine ganze Maschinenseite, parallel zum Dofferbalken, erstreckt. Auch
für die
Changiereinrichtung muss ein steuerbarer Antrieb vorgesehen werden,
da die Arbeitselemente dieser Einrichtung einen genau festgelegten Bewegungsablauf
folgen müssen – siehe
dazu Klein.
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Ausführungen
eines ersten Hilfsgeräts – Spulenwechseleinrichtung
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Bekannte
Spulenwechseleinrichtungen werden vorerst anhand der 2 bis 4 erläutert.
Die 5 zeigt ein neues Vorschubmodul, das in den Anordnungen
gemäss
den 2 bis 4 eingesetzt
werden kann. Die Figur zeigt eine neue Anordnung, die durch die
Verwendung von Modulen gemäss
der 5 realisiert werden kann.
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Die 2 zeigt
die Einzelheiten einer gebräuchlichen
Hebeeinrichtung für
den Dofferbalken, der in dieser Figur mit dem Bezugszeichen 11 angedeutet
ist. Die Hebeeinrichtung umfasst einen sogenannten Scherenmechanismus 18 und
ein Vorschubmodul, das mit einer ortsfest angeordneten, über eine Kette 35 von
einem Elektromotor 16 antreibbaren Mutter 12 und
mit einer horizontal verschiebbaren Spindel 19 versehen
ist. Durch die Verschiebung der Spindel 19 wird der Mechanismus 18 wahlweise
zu einer Auf- oder Abbewegung in Richtung des Doppelpfeils 21 angetrieben.
Der Scherenmechanismus 18 besteht aus mehreren schrägverlaufenden
Lenkern 22, von denen in den Zeichnungen jeweils nur zwei gezeigt
sind. Die Lenker 22 sind über Gelenke 23,24 am
Gleitmuffen 38 und 39 mit dem Dofferbalken 11 bzw.
der Spindel 19 verbunden, die durch die Drehung der Mutter 12 verschoben
wird. Etwa von der Mitte des Lenkers 22 zweigt ein Stützarm 25 ab,
der über
ein Gelenk 26 mit dem Lenker 22 und ein an seinem
anderen Ende vorgesehenes Gelenk 27 mit einer maschinenfesten
Muffe 28 gelenkig verbunden ist, die auf dem Spindelansatz 19 sitzt
und diese frei drehbar aufnimmt. Durch Drehen der Mutter 12 mittels
des Elektromotors 16 in der einen oder anderen Richtung
kann so der Dofferbalken vertikal angehoben oder abgesenkt werden.
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Der
Motor 16 ist selektiv mittels einer programmierbaren Steuerung 15 steuerbar,
wobei in dieser Ausführung
die Steuerung 15 einen Prozessor 15.1, einen Speicher 15.2,
Taktgeber 15.3 und einen Digital/Analog Wandler 33 enthält. Das
Ausgangssignal des Wandlers 33 ist über eine Leitung 34,
einen Frequenzumrichter 17 und eine weitere Leitung 31 an den
Elektromotor 16 angelegt. Die Steuerung 15 steuert
die Ausgangsfrequenz des Frequenzumrichters 17 so, dass
sie den Motor 16 in einer vom Ausgangssignal der Steuerung 15 abhängigen Drehrichtung
und Drehzahl antreibt. Die Elemente 13, 14, 20, 37, 29 sind
speziell zur Verwendung im Rahmen der Erfindung gemäss DE-A-19510239
vorgesehen und spielen für
die nun vorliegende Erfindung keine Rolle, weshalb sie hier nicht
näher erklärt werden.
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Wie
schon im Zusammenhang mit der 1 erklärt wurde,
und aus DE-A-19616108 ersichtlich ist, muss eine moderne Maschine
dieser Art „doppelseitig" ausgeführt werden,
wobei jede Seite den eigenen Dofferbalken mit einer jeweiligen Hebeeinrichtung aufweist.
Es ist deshalb im Stand der Technik ein Scherenmechanismus 18 pro
Maschinenseite vorgesehen, wobei jedes Mechanismus 18 mit
einer jeweiligen Mutter 12 bzw. Gewindespindel 19 versehen
ist. Der Motor 16 wird aber nicht unbedingt doppelt (pro Seite)
ausgeführt,
sondern kann in der Mitte der Maschine, zwischen den Längsseiten,
vorgesehen werden – siehe
z. B. DE-A-19616108, 1.
Im Falle einer Lösung
gemäss
der 2 der vorliegenden Anmeldung müsste dann die Ausgangswelle
des Motors mittels je einer Kette 35 mit den beiden Muttern 12 verbunden
werden.
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Die 3 zeigt
eine schematische Darstellung einer Variante, die nicht in die Praxis
eingeführt worden
ist. Der Dofferbalken ist in dieser Figur mit dem Bezugszeichen 100 angedeutet,
das Scherenmechanismus mit dem Bezugszeichen 11. Das Mechanismus 11 umfasst
Tragarmen 300, die jeweils über eine senkrecht zur Längsrichtung
des Dofferbalkens verlaufende Schwenkachse 290 schwenkbar mit
dem Dofferbalken 100 verbunden sind, und deren unteren
Enden jeweils über
eine parallel zur Schwenkachse 290 verlaufende Achse 310 mit
einer auf einer in Maschinenlängsrichtung
verlaufenden Gewindespindel 130 angeordneten Spindelmutter 270 in
Eingriff stehen. Zugarme 132, die jeweils an ihren oberen
Enden über
eine Schwenkachse 133 etwa mittig gelenkig mit den Tragarmen 300 verbunden
sind, sind an ihren unteren Enden jeweils in Höhe der Gewindespindel 130 über eine
Spindelhülse 128 ortsfest
gelagert.
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Gemäss der Beschreibung
in DE-A-4205215 ist die Gewindespindel 130 durch einen
Zusatzmotor 200 drehbar antreibbar und mit der Spindelmutter 270 über eine
Gewinde 120 so verbunden, dass eine Drehbewegung der Gewindespindel 130 in
eine vertikale Bewegung des Dofferbalkens 100 umgesetzt wird.
DE-A-4205215 befasst sich nicht mit der Frage, wo der „Zusatzmotor 200" untergebracht werden
soll. Die schematische Figur deutet darauf hin, dass die Motorwelle
sehr lang ist und in einem Abschnitt mit mindestens einem Gewinde 120 versehen
ist. Die Konstruktion ist offensichtlich nicht als praxistaugliche
Lösung,
sondern bloss als Prinzipdarstellung gemeint. Die Gewindespindel
(vgl. 2) ist in der Praxis normalerweise eher kurz,
arbeitet aber mit Hub- bzw. Schubstangen zusammen, z. B. wie dies
in der 4a gezeigt ist.
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Die 4a und 4b zeigen
schematisch eine Ausführung,
die zur Anwendung in einer Maschine gemäss der 4c konzipiert
ist. Die letztgenannte Maschine umfasst rechts und links des in
der Mitte angeordneten Streckwerksantriebs 418 zwei Module mit
Gestellen 412, die je 576 Spindeln umfassen können, wobei
der Antrieb 418 aus zwei Antriebseinheiten 418c, 418d besteht,
welche zu einer Einheit montiert sein können. Darunter sind zwei zusammengefasste
Ringrahmenantriebe 422 angedeutet, die mit je einem Zugmittel 422a verbunden
sind, welche sich über
die halbe Maschinenlänge
erstrecken. Neben dem zentralen Streckwerksantrieb 418 sind
an den Maschinenenden weitere Streckwerksantriebe 418a, 418b angeordnet,
wobei die Antriebe 418, 418a mit Streckwerkszylindern
(nur schematisch mit 416a, 416b angedeutet) verbunden
sind, wie näher
in DE-A-10209992 erklärt
worden ist. Das Abluftsystem 426 kann in einfacher Ausführung am
linken Maschinenende angeordnet sein, wobei sich ein Kanal 426b über die
gesamte Länge,
also über
zwei Gestelle 412, erstreckt.
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Zum
Entfernen von voll bewickelten Kopsen ist ein Doffer gemäss den 4a und 4b vorgesehen.
Ein Doffermotor 440a (4a) ist
mit einem Getriebe 440b zwischen zwei Jochen 442a und 444a angeordnet,
mit verbindenden Spindeln 442 und 444. Diese Spindeln
haben ein Gewinde am äusseren Umfang,
wobei dasjenige der Spindel 442 gegenläufig zu dem Gewinde der zweiten
Spindel 444 ist. Die Spindeln 442 und 444 sind
in entsprechende Gewindebohrungen in den Jochen 442a und 444a eingeführt. Beim
Lauf des Doffermotors 440a führt dies zu einer Längsverschiebung
der Joche 442a und 444a aufeinander zu oder voneinander
weg, ebenso der Schubstangen 446 auf der linken Seite eines
Moduls und der zweiten Schubstangen 446a auf der rechten Seite
eines Maschinenmoduls. Diese Schubstangen 446, 446a werden
in Längsrichtung
der Maschine gemäss
Pfeilen in den 4a und 4b geführt.
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Wie
in der 4b gezeigt ist, sind die Schubstangen 446a an
einem Punkt mit einem Mehrgelenkgetriebe 448 verbunden,
wobei der kurze Arm des Mehrgelenkgetriebes 448 unten im
Gestell 412 drehbar gelagert ist und das obere Ende des
langen Arms des Mehrgelenkgetriebes 448 am Dofferbalken 449 angelenkt
ist. Bei Verschiebung der zweiten Schubstangen 446a in
horizontaler Richtung, bewegt sich der Dofferbalken 449 gemäss dem Pfeil
in vertikaler Richtung. Durch die symmetrische Anordnung des Doffers 440 zwischen
zwei Jochen 442a, 444a heben sich Längskräfte am Doffermotor 440a und
am Getriebe 440b auf. Die in der 4a gezeigte
Anordnung des Doffermotors 440a mit Getriebe 440b und mit
dem beiden Spindeln 442 und 444 kann innerhalb eines
Gestells 412 eines Moduls angeordnet sein, also gemäss 4c sowohl
im linken als auch im rechten Teil der Spinnmaschine. Der Doffermotor 440a mit
dem Getriebe 440b könnte
aber alternativ zwischen den Gestellen 412 der Module,
also unterhalb des Streckwerksantriebes 418 werden.
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Im
allgemeinen kann daher gesagt werden, dass, sofern Elektromotoren
in Vorschubmodulen für Spulenwechselvorrichtungen
vorgesehen sind, diese Motoren nicht mit der ihnen zugeordneten
Gewindespindel fluchten, sondern seitlich davon angeordnet sind,
wobei eine Übertragung
der Bewegung der Motorenwelle auf die Gewindespindel erforderlich
ist und Platz in Anspruch nimmt. Allerdings ist dabei eine Übersetzung
möglich.
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Spulenwechselvorrichtung – Weiterentwicklungen gemäss der Erfindung
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Die 5 zeigt
eine erste Ausführung
eines Vorschubmoduls 50 gemäss der vorliegenden Erfindung.
Dieses Modul besteht aus einem Elektromotor mit einem Gehäuse 52,
das mit Statorwicklungen (nicht gezeigt) im Innenraum 54 versehen
ist. Der Motor umfasst auch einen Rotor 56, der ebenfalls nicht-gezeigte
Wicklungen trägt,
und der als Hohlwelle ausgeführt
ist. Die Hohlwelle ist mittels geeigneter Lager 58 um die eigene
Längsachse
A drehbar, aber gegen Axialbewegungen arretiert, im Gehäuse 52 montiert.
Innerhalb der Hohlwelle 56 befindet sich eine Mutter 62,
die mit einer durchgehenden Gewindespindel 60 zusammenarbeitet.
Die Mutter 62 ist fest mit der Hohlwelle verbunden, z.
B. mittels Kleben und/oder eine Stiftverbindung, so dass sich die
Mutter mit der Hohlwelle um die Längsachse A dreht, gegen Axialbewegungen
gegenüber
dem Gehäuse 52 hingegen
gesichert ist. Die Windungen des Gewindes könnten direkt im Rotorkörper gebildet
werden, d. h die Mutter könnte
effektiv aus einem Stück
mit dem Rotor gebildet werden Der Elektromotor wird vorzugsweise
als ein frequenzgesteuerter Motor, beispielsweise ein Asynchronmotor
(Kurzschlussläufer), ausgeführt.
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Das
Vorschubmodul 50 gemäss
der 5 kann z. B. anstelle der Elemente 12, 19, 35, 16 gemäss der 2 eingesetzt
werden. Daraus folgt, aber, dass mindestens ein Vorschubmodul 50 pro Maschinenseite
vorgesehen werden muss. In einer Anordnung gemäss der 4 könnte aber
das neue Vorschubmodul 50 anstelle der Motor/Getriebe-Einheit 440a bzw. 440b mit
ihrer Gewindespindel 442, 444 eingesetzt werden,
In einer derartigen Anordnung könnte
ein Vorschubmodul 50 in der Mitte der Maschine, zwischen
den Gestellen 412 der beiden Maschinenmodulen, vorgesehen
werden. In einer zweckmässigen
Variante könnte
für die
beiden Maschinenmodulen bzw. Gestellen 412 je eine Anordnung
gemäss
der 4a, aber anhand eines Vorschubmoduls nach dieser
Erfindung modifiziert, vorgesehen werden.
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Für eine konventionelle
Ringspinnmaschine mit ca. 1200 Spindeln ist der Doffermotor relativ gross
dimensioniert und erzeugt auch entsprechende Verlustwärme. Aufgrund
der vorliegenden Erfindung ist es nun viel einfacher möglich, die
Antriebsquellen für
den Doffer innerhalb vom Maschinenumriss zu verteilen, wie vorerst
prinzipiell anhand der 6 erklärt werden kann. Die letztgenannte
Figur zeigt zwei Dofferbalkenabschnitte 11A (in der Figur
unten) bzw. 11B (in der Figur oben), wobei klarzustellen
ist, dass sich die beiden Abschnitte 11A und 11B die
Spinn- bzw. Arbeitsstellen einer einzigen Maschinenseite bedienen.
In diesem Fall ist jeder Abschnitt 11A bzw. 11B mit
einem eigenen Vorschubmodul 50A bzw. 50B versehen.
Jedes Modul 50A bzw. 50B kann gemäss der 5 gestaltet
werden, wobei die beiden Darstellungen in der 6 vereinfacht
worden sind. Jedes Modul umfasst wie gezeigt eine jeweilige Gewindespindel 60,
ein Motorgehäuse
mit Statorwicklungen (nicht gezeigt), einen Rotor in der Form einer Hohlwelle 56 und
eine mit der Hohlwelle fest verbundene Mutter 62.
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Für diese
beiden Module 50A, 50B ist eine gemeinsame Steuerung 15 und
einen gemeinsamen Frequenzumrichter 17 vorgesehen. Die
Leitungen 31A, welche der Frequenzumrichter 17 direkt
mit dem Modul 50A verbinden und den Motor dieses Moduls
mit Energie versorgen, können
daher Abzweigungen 31B aufweisen, welche den gleichen Umrichter 17 mit
dem Modul 50B verbinden. In Abhängigkeit von Steuersignale
von der Steuerung 15 wird der Motor des Moduls 50B ebenfalls
mit Energie vom Umrichter 17 versorgt. Es ist aber ebenfalls
möglich,
die Versorgungsleitungen 31B nicht als Abzweigungen von
den Leitungen 31A, sondern als direkte Verbindungen zwischen
dem Frequenzumrichter 17 und dem Modul 50B vorzusehen.
Natürlich
könnte
auch je ein Frequenzumrichter pro Modul 50A bzw. 50B vorgesehen
werden, wobei vorzugsweise, nur eine Steuerung 15 vorgesehen
ist, die beide Module über den
jeweiligen Umrichter steuert. Die Sensoren 13 des Abschnitts 11B (vgl.
DE-A-19510239) können auf
jeden Fall über
eine Signalübertragungsleitung 29B mit
der Steuerung 15 verbunden werden, wie die Sensoren 13 des
Abschnitts 11A.
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Die
Abschnitte 11A und 11B können nun in der Längsrichtung
voneinander entfernte Abschnitte eines einzigen Dofferbalkens 11 sein.
In diesem Fall liegen die beiden Abschnitte 11A und 11B notwendigerweise
stets in der gleichen horizontalen Ebene und sie müssen miteinander
bewegt werden, um gleichzeitig alle Spinnstellen ihrer jeweiligen
Abschnitte zu bedienen. Die Bewegungen der Spindeln 60 müssen deshalb
koordiniert werden. Die Koordination der Bewegungen der Spindeln 60 muss
von der Steuerung 15, ob über einen gemeinsamen Frequenzumrichter 17 oder über mehrere
Umrichter, gewährleistet
werden. Zu diesem Zweck kann ein Modul, z. B. Modul 50A,
als „Master" bestimmt werden, wobei
das zweite Modul als „Slave" arbeiten muss, um
sich an die Bewegungen des anderen Moduls anzupassen.
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Die
Abschnitte 11A und 11B könnten aber voneinander separat
gebildet werden. In diesem Fall sind mehrere Betriebsmodi denkbar.
In einem ersten Modus, welches sich nur minimal vom traditionellen durchgehenden
Dofferbalken unterscheidet, werden die beiden Abschnitte 11A und 11B gleichzeitig
bewegt, z. B. um alle Spinnstellen einer einzigen Maschinenseite
gleichzeitig zu bedienen. In diesem Fall ist es nicht erforderlich,
ein Vorschubmodul als „Master" zu bestimmen, da
die Bewegungen der beiden Abschnitte nicht unbedingt synchron ausgeführt werden
müssen – wichtig
wäre aber
das Anfangen und Beenden des Spulenwechselablaufs innerhalb eines vorgegebenen „Zeitfensters", so dass die Spinnstellen
der zutreffenden Maschinenseite möglichst rasch wieder in Betrieb
genommen werden können.
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In
einem zweiten (Altemativ)Modus könnten voneinander
getrennte Balkenabschnitte 11A bzw. 11B einander
gegenüber
asynchron betrieben werden. Dies stellt für den Spulenwechselablauf an
und für
sich kein Problem dar, dieser Betriebmodus ist aber nur dann sinnvoll,
wenn die Arbeitselemente der jeweils von den Abschnitte 11A bzw. 11B bedienten Spinnstellen
ebenfalls asynchron betrieben und gesteuert werden können.
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Es
ist sodann nicht notwendig, die Aufteilung der Antriebsleistung
für den
Doffer einer Maschinenseite auf zwei Abschnitte zu beschränken. Man
könnte
z. B. Spindelgruppen, je mit einer vorgegebenen Anzahl zu bedienender
Spindel vorsehen, wobei jeder Gruppe mit einem eigenen Vorschubmodul
versehen ist. Eine derartige Spindelgruppe könnte z. B. ca. 192 Spindeln
umfassen und der Elektromotor des entsprechenden Vorschubmoduls
könnte
derart gestaltet werden, dass er eine Leistung von ca. 0,6 kW bei
einer Speisefrequenz von ca. 50 Hz erbringen kann. Dieses Verteilungskonzept
ist anwendbar, gleichgültig
ob der Dofferbalken selbst in separate Abschnitte aufgeteilt ist,
oder nicht, wobei die Antriebsmotoren von einer gemeinsamen Steuerung eng
miteinander koordiniert werden sollten, falls alle Elektromotoren
einer Maschinenseite einen gemeinsamen Dofferbalken heben und senken
sollten.
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Sofern
koordinierte Bewegungen von Dofferbalken-Abschnitte, z. B. mittels
des Master-Slave-Prinzips, vorgesehen sind, erfolgt die Koordination
vorzugsweise für,
in der Maschinenlängsrichtung betrachtet,
entsprechende Dofferbalken-Abschnitte an beiden Maschinenseiten
gleichzeitig. Daraus folgt, dass der Spulenwechsel an allen Spinstellen
innerhalb eines vorgegebenen Maschinenabschnitts gleichzeitig erfolgt,
so dass diese Spinnstellen gleichzeitig für den Spulenwechsel bis zum
Stillstand gebremst und nach dem Spulenwechsel gleichzeitig wieder
hochgefahren werden können.
Der genannte Maschinenabschnitt könnte z. B. eine oder mehrere Maschinensektionen
umfassen. Die Spulenwechseleinrichtungen der einzelnen Maschinenabschnitte können daher
individuell, jede für
sich, betätigt
werden. Diese Anordnung ist nicht erfindungswesentlich, stellt aber
eine für
die Praxis zweckmässige
Ausführung
dar.
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Ausführungen eines zweiten Hilfsgeräts – Ringbank- bzw.
Ringrahmenantrieb
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Die
Bezugszeichen 701 und 702 in der 7 bezeichnen
Teile des Gestells einer Maschine gemäss der 1. Am Teil 701 ist
ein Getriebe 703 mit einer Getriebewelle 706 befestigt.
Die Welle 706 ist mittels einer geeigneten Übertragung
und eines Keilriemens 704 mit einem Motor 705 verbunden.
Seitlich aus dem Getriebe 703 ragt eine Ausgangswelle 707, auf
der eine Riemenscheibe 708 sitzt. Die Scheibe 708 wird
von einem Zugelement 709 umschlungen, welches mit einer
Zugschiene 710 verbunden ist. Die Zugschiene ist z. B.
umgekehrt U-förmig
gebildet (vgl. DE-A- 4337102)
und kann aus Metall, beispielsweise Stahl, hergestellt werden. An
der Zugschiene 710 sind individuell weitere Zugelementen 712, 713, 714 befestigt,
wobei an dieser Zugelementen ein Ringrahmen 711 hängt. Die
Zugelementen 712, 713, 7i4 umschlingen
je einer Umlenkung 715, 716, 717. Der Hub
des Ringrahmens 711 ist schematisch mit h angedeutet. Ein
Geber 718 kann vorgesehen werden, um den Hub h festzustellen.
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Die
Arbeitsweise kann folgenderweise zusammengefasst werden, wobei von
einem Aufwindevorgang gemäss
Klein ausgegangen wird:
Die Schwerkraft wird ausgenutzt, um
den Ringrahmen 711 nach unten zu bewegen, wobei der Motor 703 eine
Bremswirkung ausübt,
so dass der Bewegungsablauf auch in dieser Phase gesteuert wird.
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Der
Motor 703 zieht dann den Ringrahmen wieder nach oben, wobei
die Bewegungen des Ringrahmens streng nach einer durch eine Steuerung
(in 7 nicht gezeigt) vorgegebenen Changierregel erfolgen
müssen,
um den Kopsaufbau möglichst
präzis zu
bestimmen. Die Steuerung erhält
Signale vom Geber 718, welche das Einhalten der Changierregel
ermöglichen
bzw. erleichtern.
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Die
Schiene 710 wird daher stets durch Zugkräfte belastet.
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Die
Verwendung einer Zugschiene ist insofern vorteilhaft, als sie die
Notwendigkeit vermeidet, flexible Zugelemente über die ganze Maschinenlänge zu führen, wobei
die Zugschiene weniger mit Problemen der Längendehnung behaftet ist. Ein
besonderes Problem kann aber nun im Zusammenhang mit der Zugschiene 710 entstehen.
Wenn sich dieses Element über
die ganze Länge
einer langen Spinnmaschine erstrecken muss, hält die Verbindungsstelle, wo
die Schiene mit dem Zugelement 709 verbunden ist, unter
Umständen
nur für
eine kurze Zeitperiode die Zugkräfte
aus. Ein Vorschubmodul 850 (8) nach
der vorliegenden Erfindung kann diesbezüglich Abhilfe leisten.
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Die 8 zeigt
eine Kopie der 5 mit kleineren Modifikationen
zur Anpassung an der Anordnung gemäss der 7. Um Wiederholungen
zu vermeiden sind die Bezugszeichen der 5 soweit möglich beibehalten
worden und sie bezeichnen in der 8 die gleichen
Elemente, die schon im Zusammenhang mit der 5 beschrieben
wurden. Das Motorengehäuse 52 ist
in der 8 am Gestellteil 701 (vgl. 7)
fest angebracht und dieser Teil hat eine Öffnung 720, durch
welche sich die Gewindespindel 860 des Moduls 850 erstrecken
kann. Die Mutter 862 in der 8 hat grundsätzlich die
gleiche Funktion, wie die Mutter 62 der 5,
kann aber, wenn notwendig, an die neue Anwendung angepasst werden.
Die Spindel 860 hat in diesem Fall an einem Ende 861 eine
Aufnahme (nicht gezeigt) für
einen Endteil einer Zugschiene 810, welche somit innerhalb
dieser Aufnahme direkt mit dem Motor verbunden ist.
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Die
Anwendung des Vorschubmoduls gemäss
der 8 in einem sonst konventionellen Ringrahmenantrieb
ist schematisch in der 9 gezeigt, wobei die Bezugszeichen
der 7, sofern möglich, beibehalten
wurden und die gleichen Arbeitselemente bezeichnen. In der 9 wird
angenommen, die Spindel 860 befinde sich in einer „zurückgezogenen" Position, welche
die oberste Stelle der Changierbewegung (des Changierhubs) entspricht.
Ausgehend von dieser Position kann sich die Spindel 860 gesteuert
nach rechts bewegen, um das Absinken des Ringrahmens 711 zu
ermöglichen.
Die Wirkungsweise der Anordnung gemäss der 9 ist sonst,
bezüglich der
Erzeugung einer zyklischen Changierbewegung, gegenüber der
Anordnung nach der 7 unverändert und wird nicht nochmals
beschrieben. Es wird aber daraus klar sein, dass die Spindel 860 eine
linearen Hubbewegung ausführen
muss, welche der Hubbewegung des Ringrahmens entspricht. Für eine Kurzstapelringspinnmaschine
beträgt
der lineare Gesamthub von der Spindel 860 mindestens 500
mm. Die Führung
der Spindel 860 während
dieser Hubbewegung kann dadurch gewährleistet werden, dass die
Spindel 860 an ihrem von der Schiene 810 entfernten
Ende mit einem Gleitkörper 863 versehen
ist, die während
der Hubbewegung der Spindel in einer Gleitbuchse 864 gleitet.
Die Gleitbuchse 864 kann im Maschinengestell fest montiert
werden, oder sie kann als ein Element des Vorschubmoduls 850 selbst
ausgeführt
werden, z. B. dadurch, dass sie am Gehäuse 52 festgemacht
wird.
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Während mit
einer Anordnung gemäss
der 9 eine Verbesserung an der Verbindung zwischen
der Schiene 810 und dem Motor erzielt werden kann, bleibt
die Schiene 810 von Zugkräften belastet, die vom Gewicht
des Ringrahmens abhängt,
wobei sich der Ringrahmen über
die ganze Länge
der Maschine erstreckt. Wie aber im Falle des Dofferantriebs (vgl. 6)
können
mittels der Verwendung von Vorschubmodulen gemäss der 8 die Antriebsquellen
für den
Ringrahmen über
die Maschinenlänge
verteilt werden, wie schematisch anhand der 10 gezeigt
ist.
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Die 10 zeigt
drei Vorschubmodulen 850 mit je einer Zugschiene 810A, 810B, 810C.
Die Module 850 sind dazu konzipiert, die Bewegungen eines einzelnen
Ringrahmens 711 gesteuert zu bewirken und zwar anhand von
Signale, welche von einer Maschinensteuerung 1000 an die
Module 850 gesandt werden. Steuerung 1000 reagiert
dabei auf Signale von Geber 818, welcher die momentane
Position des Ringrahmens 711 innerhalb vom vorgegebenen Changierzyklus
angibt. Das Gestellelement 802 in der 10 entspricht
dem Element 702 in der 7. Die Elemente 801, 801A und 801B,
welche je einen Modul 850 tragen, entsprechen dem Element 701 in der 8 und 9,
wobei das Element 802 an einem Maschinenende und die Elemente 801A, 801B innerhalb
der Reihe der Spinnstellen vorgesehen werden müssen. Die Verteilung der Gruppen
der Umlenkelementen 715, 716, 717 muss
derart gewählt werden,
dass Platz für
die beiden Vorschubmodulen an den Zwischenwänden 801A, 801B freibleibt.
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Die
drei Zugschienen 810A, 810B, 810C müssen daher
im Vergleich zur Anordnung gemäss der 9 nur
je einen Drittel der gesamten Zugkräften ertragen. Wie aber schon
in DE-A-10209992 vorgeschlagen wurde, kann es sich als vorteilhaft
erweisen, ein Modularkonzept für
die gesamte Maschine anzuwenden, und zu diesem Zweck den Ringrahmen für eine Maschinenseite
in Abschnitte aufzuteilen, die individuell bewegt und gesteuert
werden können. Eine
derartige Anordnung kann direkt aus der 10 abgeleitet
werden, so dass sich zur Darstellung dieser Variante eine zusätzliche
Figur erübrigt.
Die drei, in der 10 gezeigten Abschnitte des
einzelnen Ringrahmens 711 könnten als separate Rahmenabschnitte
vorgesehen werden, die je einem Maschinenabschnitt zugeordnet werden.
Da jedem Rahmenabschnitt ein eigener Vorschubmodul 850 zugeordnet
ist, können
die Vorschubmodule individuell gesteuert werden, um je einen Changierzyklus
für die Ringrahmenabschnitte
zu erzeugen, wobei die drei Zyklus miteinander von der Steuerung 1000 aus
synchronisiert werden können,
falls diese Arbeitsweise gewünscht
ist.
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Schliesslich
zeigt die 11 eine weitere Variante eines
Ringrahmenantriebs mit einem Vorschubmodul 850 gemäss der 8.
In diesem Fall ist der Ringrahmen einer Maschinenseite in zwei Abschnitte 711A, 711B unterteilt,
wobei der Ringrahmenantrieb mit dem Modul 850 für beide
Module zwischen den Rahmenabschnitte, vorzugsweise in der Maschinenmitte,
vorgesehen ist. Für
jeden Abschnitt 711A, 711B sind jeweilige Zugelemente 712, 713, 714 vorgesehen,
die schon im Zusammenhang mit der 7 beschrieben
wurden, wobei jedem Abschnitt 711A, 711B eine
jeweilige Zugschiene 710A, 710B zugeordnet ist.
Die Zugschienen 710A, 710B sind mit jeweiligen
flexiblen Zugelementen 709A, 709B verbunden, wobei
diese flexiblen Elemente über
je einer Umlenkscheibe 730 geführt werden (in der 11 ist
nur eine Scheibe sichtbar, da die zweite Scheibe von der ersten
abgedeckt ist).
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Die
Scheiben 730 sind drehbar auf einer Achse 731 montiert,
die an einem Teil 732 des Maschinengestells angebracht
ist. In der 11, ist zwecks Ähnlichkeit
der Figuren, der Gestellteil 732 zwischen tragenden Wänden 701A, 701B gezeigt, wobei
jede Wand 701A, 701B der Wand 701 in
der 7 ähnlich,
aber in der Maschinenmitte angeordnet ist. Es wird dem Fachmann
aber klar sein, dass die Anordnung dieser tragenden Teile anders
gestaltet werden kann. Die flexiblen Elemente 709A, 709B erstrecken
sich in der Ausführung
gemäss
der 11 von der Umlenkstelle an der jeweiligen Scheibe 730 weiter
senkrecht nach unten und sie sind unterhalb der Scheiben 730 mit
der Spindel 860 des Vorschubmoduls 850 verbunden.
Der Träger 733 für das Motorgehäuse 52 muss
in diesem Fall die senkrechte Stellung der Spindel 860 ermöglichen.
Falls erforderlich könnten
natürlich
weitere Umlenkstellen vorgesehen werden, um eine waagrechte Stellung des
Motors zu ermöglichen.
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In
der Ausführung
gemäss
der 11 wird das Problem der Verbindung zwischen einem
flexiblen Element und einer Zugschiene wieder eingeführt, wobei
die Zugschiene nur die Zugkräfte
aushalten muss, die aus dem ihm zugeordneten Abschnitt 711A bzw. 711B des
Ringrahmens entstehen. Prinzipiell könnte diese Ausführung weiterentwickelt
werden, sodass das Vorschubmodul zwischen den Spinnstellenreihen
vorgesehen ist und beide Maschinenseiten bedient.
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Weitere Hilfsgeräte
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Es
wird dem Fachmann klar sein, dass der Vorschubmodul gemäss der Erfindung
im Kombination mit anderen Hilfsgeräten verwendet werden kann. Der
Antrieb für
die Fadenführer
bzw. Ballonbegrenzungsringe muss nicht speziell beschrieben werden, weil
er dem Ringrahmenantrieb im wesentlichen gleich ist, oder sogar
damit gekoppelt ist. Wo eine Funktion zu erfüllen ist, die eine lineare
Bewegung erfordert, kann ein Vorschubmodul gemäss der vorliegenden Erfindung
eingesetzt werden. Der Einsatz in anderen Spinnmaschinen ist grundsätzlich auch möglich. Wie
aber schon im Zusammenhang mit den 2 bis 6 erklärt wurde,
hat die Erfindung spezielle Vorteile im Zusammenhang mit der Art
der Spulenwechseleinrichtung, die ein Merkmal der modernen Ringspinnmaschine
darstellt.