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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung an einer Spinnereivorbereitungsmaschine, z. B. Strecke, Karde, Kämmmaschine o. dgl., insbesondere Doppelkopfstrecke, mit mindestens zwei angetriebenen Streckwerken zum Verziehen von jeweils mindestens einem Faserband mit Verzugswalzenpaare bildenden Streckwerkswalzen, mit Kraftübertragungsmitteln zum Antrieb der Streckwerkswalzen und mindestens einem Antriebsmotor, wobei zwischen einem Antriebsmotor und einer Antriebswelle eine elektrisch betätigbare Kupplung vorhanden ist.
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Im Bereich der Textilindustrie werden zur Vergleichmäßigung des Kardenbandes häufig Strecken eingesetzt. Eine sehr einfache und kostengünstige Variante ist eine Maschine mit zwei parallel arbeitenden Streckwerken, so genannte Doppelkopfstrecken. Bei diesen Maschinen, die unter anderem zwei Einlaufgatter und zwei Kannenstöcke bzw. -wechsler haben, werden die Arbeitsorgane der beiden Seiten jeweils mit einem gemeinsamen Antrieb angetrieben. Das hat aber zur Folge, dass im Falle einer Störung auf einer der beiden Seiten immer alle beiden abgestellt werden müssen. Das wiederum bedeutet, dass die Maschinen zwar relativ kostengünstig sind, der erzielbare Nutzeffekt im Verhältnis zu anderen Maschinen aber sehr gering ist.
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Aus der
DE 31 33 436 A1 ist eine Doppelkopfstrecke bekannt, bei der ein Motor ein Verstellgetriebe antreibt und zwischen der Antriebsriemenscheibe des Verstellgetriebes und der Hauptwelle eine lösbare, elektrisch betätigbare Kupplung angeordnet ist. Bei einer Störung werden der Motor abgeschaltet, die Kupplung ausgelöst und eine Bremse eingeschaltet. Durch die Kupplung braucht die Bremse nur die Hauptwelle und von dieser angetriebene Elemente abzubremsen, nicht aber den Motor mit seiner relativ großen Trägheit. Bei dieser Vorrichtung sind die beiden Köpfe der Strecke mechanisch starr miteinander gekoppelt. Sie können zwar mit Hilfe der Kupplung vom Antriebsmotor getrennt werden, aber immer nur beide gleichzeitig. Es ist gemäß
DE 31 33 436 A1 nicht vorgesehen und mit der bekannten Einrichtung auch nicht möglich, bei einer Störung in einem der Streckenköpfe den anderen weiter produzieren zu lassen. Daher ist eine Steigerung der Effektivität bzw. des Nutzeffektes mit der bekannten Vorrichtung nicht erzielbar. Hinzu kommt, dass nur eine Kupplung vorgesehen ist.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die die genannten Nachteile vermeidet, die insbesondere konstruktiv einfach und kostengünstig ist und eine erhebliche Steigerung der Effektivität bzw. des Nutzeffektes ermöglicht.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.
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Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen gelingt es auf einfache Weise, den Nutzeffekt ganz erheblich zu steigern. Besondere Vorteile bestehen darin, dass bei einer Doppelkopfstrecke für die einzelnen Funktionen jeweils ein gemeinsamer drehzahlgeregelter Antrieb genutzt wird und die Antriebsstränge der linken und rechten Seite über zwei steuerbare Kupplungen mit dem Motor verbunden sind. Auf diese Weise ist es möglich, bei Bedarf eine Seite der Maschinen abzustellen (auszukuppeln) und mit der anderen trotzdem weiter zu produzieren. Um beim Ein- und Auskuppeln einen relativ sanften Übergang zu erhalten, wird die Motordrehzahl für diesen Vorgang automatisch abgesenkt und anschließend wieder hoch gefahren.
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Durch die Erfindung ergeben sich folgende weitere Vorteile:
- 1. Die Ablieferungsgeschwindigkeit sowie der Hauptverzug sind ohne Umlegen von Riemen o. ä. stufenlos variierbar.
- 2. Durch die Möglichkeit, die Antriebsstränge bei Bedarf trennen zu können (Kupplungen), kann der Nutzeffekt und die Produktivität der Maschine erheblich gesteigert und dieser in die Nähe einer Einkopfstrecke gebracht werden.
- 3. Bei einer gepulsten Ansteuerung der Kupplungen ist es möglich, vor allem beim wieder Einkuppeln einen sanften Drehzahlübergang zu erzeugen.
- 4. Dadurch, dass bei jedem Ein- und Auskuppel-Vorgang die Drehzahl des Antriebsmotors abgesenkt wird, ist ein sanfter Drehzahlübergang möglich.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist für nahezu alle Antriebskonfigurationen einsetzbar. Das gilt also für Doppelkopfstrecken mit nur einem einzigen Motor, für solche mit einem Haupt- und einem Regelmotor oder Strecken mit einem Hauptmotor und einem Getriebe (zur Herstellung des Verzuges). Des weiteren können sie Anwendung finden bei Motoren mit und ohne Drehzahlverstellung. Zusätzlich sind auch Kombinationen möglich, z. B. drehzahlgeregelter Hauptmotor und drehzahlgeregelter Regelmotor. Auch für den Antrieb des Kannentellers kann die Erfindung genutzt werden.
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Die Ansprüche 2 bis 16 haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand von zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Es zeigt:
- 1 schematisch die Draufsicht auf den Getriebeplan einer Doppelkopf- Strecke mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
- 2 einen Getriebeplan ähnlich wie 1, jedoch mit Antrieb der Reiterwalzen, der Gatterwalzen und den Ablieferungswalzen für beide Seiten,
- 3a bis 3e Beispiel für den Verlauf der Motordrehzahl sowie der Drehzahl des linken und rechten Antriebsstranges beim Auftreten eines Fehlers,
- 4 Beispiel für den Verlauf der Motordrehzahl und der Liefergeschwindigkeit der rechten und linken Antriebsseite beim Auftreten und nach der Beseitigung eines Fehlers.
- 5a bis 5c Beispiel für eine gepulste Ansteuerung der Kupplung, 5 Beispiel für den Verlauf der Liefergeschwindigkeit und der Motordrehzahl der rechten und linken Antriebsseite beim Auftreten und nach der Beseitigung eines Fehlers,
- 6 schematisch Blockschaltbild für ein Steuerungskonzept für die erfindungsgemäße Vorrichtung und
- 7 schematisch Seitenansicht eines 4-über-3-Streckwerks mit vier Oberwalzen und drei Unterwalzen an einem Streckkopf.
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Der Getriebeplan zweier Streckwerke 1a, 1b einer Doppelkopfstrecke zeigt die Verbindungen zwischen zwei elektrischen Antriebsmotoren 2 und 3 und den Streckwerksunterwalzen Ia, IIa, IIIa bzw. Ib, IIb, IIIb. Insbesondere die Streckwerksunterwalzen Ia, IIa, IIIa; Ib, IIb, IIIb sind mit Zahnriemen angetrieben. Die Drehung der Streckwerksoberwalzen (sh. 7) erfolgt durch Andruck der Oberwalzen an die Unterwalzen.
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Auf dem Wallenzapfen 2a des Motors 2 (Hauptmotor) ist verdrehfest eine antreibende Triebscheibe 4 angebracht, die mittels eines endlos umlaufenden Zahnriemens 5 mit der angetriebenen Triebscheibe 6 verbunden ist, die verdrehfest auf einer Hauptwelle 7 angeordnet ist. Die Hauptwelle 7 treibt koaxial die beiden Unterwalzen Ia und Ib an. Zwischen der Triebscheibe 7 und der Unterwalze Ia ist eine elektromagnetische Kupplung 8 und zwischen der Triebscheibe und der Unterwalze Ib ist eine elektromagnetische Kupplung 9 angeordnet.
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Der Motor 3 (drehzahlgeregelter Motor) weist eine rotierende Antriebswelle auf, die die beiden Stirnseiten überragend zwei Wellenzapfen 3a, 3b (Wellenenden) bildet. Auf den Wellenzapfen 3a, 3b sind verdrehfest antreibende Triebscheiben 10 bzw. 11 angebracht. Zwischen dem Motor 3 und der Triebscheibe 10 ist eine elektromagnetische Kupplung 12 und zwischen dem Motor 3 und der Triebscheibe 11 ist eine elektromagnetische Kupplung 13 angeordnet. Die antreibende Triebscheibe 10 ist mittels eines endlos umlaufenden Zahnriemens 14 mit den angetriebenen Triebscheiben 15 und 16 für die Unterwalzen IIIa bzw. IIa verbunden. Die angetriebene Triebscheibe 11 ist mittels eines endlos umlaufenden Zahnriemens 17 mit den angetriebenen Triebscheiben 18 und 19 für die Unterwalze IIIb bzw. IIb verbunden. Mit A ist die Arbeitsrichtung für beide Streckwerke 1a und 1b bezeichnet.
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Auf die beschriebene Weise sind die jeweiligen Antriebsstränge - im Beispiel der 1 vier Antriebsstränge - über jeweils eine steuerbare Kupplung 8, 9, 12 bzw. 13 mit den Motoren 2 und 3 verbunden. Die Motoren 2 und 3 sind für den Ein- und Auskuppelvorgang in ihrer Drehzahl absenkbar.
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Somit wird bei einer Doppelkopfstrecke für die einzelnen Funktionen jeweils ein gemeinsamer drehzahlgeregelter Antriebsmotor 3 genutzt. Die Antriebsstränge der linken und rechten Seite (bzw. für die beiden Streckköpfe) sind jeweils über zwei steuerbare Kupplungen 8 und 12 bzw. 9 und 13 mit den Motoren 2 und 3 verbunden. Dadurch ist es ermöglicht, bei Bedarf eine Seite der Maschine abzustellen (auszukuppeln) und mit der anderen dennoch weiter zu produzieren.
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2 zeigt einen Getriebeplan wie 1, bei dem zusätzlich der Antrieb von Reiterwalzen, Gatterwalzen und Ablieferungswalzen dargestellt ist. Auf dem Wellenzapfen 3a ist eine weitere antreibende Triebscheibe 20 verdrehfest angeordnet, die mittels eines endlos umlaufenden Zahnriemens 21 mit einer angetriebenen Triebscheibe 22 für die Reiterwalze 23a verbunden ist. Koaxial auf der Welle für die Reiterwalze 23a ist eine antreibende Triebscheibe 24 angebracht, die mittels eines Zahnriemens 25 eine angetriebene Triebscheibe 26 für eine Gatterwalze 27a verbunden ist. Über weitere Triebscheiben und Zahnriemen sind die achsparallel angeordneten weiteren Gatterwalzen 27a (nur 27a2 gezeigt) angetrieben. Auf dem Wellenzapfen 3b ist eine weitere antreibende Triebscheibe 28 verdrehfest angeordnet, die - in entsprechender Weise wie für die Reiterwalze 23a und die Gatterwalzen 27a1, 27a2 erläutert - über Triebscheiben 34, 35, 37, 38, 40 und Zahnriemen 33, 36, 39, 41 die Reiterwalze 23b und die Gatterwalzen 27b1, 27b2 antreibt.
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Auf der Hauptwelle 7 ist eine weitere antreibende Triebscheibe 42 verdrehfest angeordnet, die mittels eines endlos umlaufenden Zahnriemens 43 mit der angetriebenen Triebscheibe 44 für die Abzugswalze 45a verbunden ist, die auf der Abzugswalze 46a zusammenwirkt. Auf der Hauptwelle 7 ist noch eine weitere antreibende Triebscheibe 47 verdrehfest angeordnet, die - in entsprechender Weise wie für die Abzugswalzen 45a, 46a erläutert - über Triebscheiben 47, 49 und einem Zahnriemen 48 die zusammenwirkenden Abzugswalzen 45b, 46b antreibt.
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Die Antriebsstangen sind wie folgt bezeichnet:
- B vom Motor 2 zu der Unterwalze Ia und den Abzugswalzen 45a, 46a (Streckenkopf 1a),
- C vom Motor 2 zu der Unterwalze Ib und den Abzugswalzen 45b, 46b (Streckenkopf 1b),
- D vom Motor 3 zu den Unterwalzen IIa, IIIa, der Reiterwalze 23a und den Gatterwalzen 27a1, 27a2,
- E vom Motor 3 zu den Unterwalzen IIb, IIIb, der Reiterwalze 23b und den Gatterwalzen 27b1, 27b2.
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In den 3a bis 3e ist ein Beispiel für den Verlauf der Motordrehzahl sowie der Drehzahl des linken und rechten Antriebsstranges beim Auftreten eines Tellers gezeigt.
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Bei Bedarf wird eine Seite der Maschine - d. h. ein Streckkopf 1a oder 1b - abgestellt (ausgekuppelt) und mit der anderen nicht abgestellten (eingekuppelten) Seite der Maschine trotzdem weiter produziert. Um keim Ein- und Auskuppeln einen relativ sanften Übergang zu erhalten, wird die Motordrehzahl für diesen Vorgang automatisch abgesenkt und anschließend wieder hoch gefahren (sh. 3a bis 3e und 4).
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Der Gedanke, die Drehzahl des Antriebsmotors für den Ein- bzw. Auskuppel-Vorgang gezielt abzusenken, beruht darauf, dass so ein relativ weicher und vorbestimmter Drehzahlübergang erreicht werden kann. Dies gilt ganz besonders für das Wiedereinkuppeln. Ein Beispiel erläutert diesen Vorgang näher.
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Die Maschine produziert mit einer Geschwindigkeit von 600 m/min. Ein Streckenkopf 1a oder 1b hat einen Fehler. Die Geschwindigkeit wird gezielt, z. B. nach einer vorgegebenen Rampe, auf 50 m/min reduziert. Der Antrieb des fehlerbehafteten Streckenkopfes wird ausgekuppelt und trudelt bis zum Stillstand aus. Dieser Vorgang wird durch vorangegangene und gezielte Drehzahlabsenkung auf ein vertretbares Minimum reduziert. Die Liefergeschwindigkeit wird wieder auf 600 m/min erhöht. Nach der Fehlerbeseitigung wird dies, z. B. durch den Bediener, signalisiert (Taste). Die Geschwindigkeit wird auf 50 m/min abgesenkt, die Kupplung kuppelt ein und anschließend wird wieder auf 500 m/min erhöht (siehe 3a bis 3e und 4).
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Würde der Wiedereinkuppel-Vorgang bei voller Liefergeschwindigkeit erfolgen, so würde die Geschwindigkeit des ausgekuppelten Streckwerkkopfes mehr oder weniger schlagartig von 0 auf 600 m/min beschleunigt. Das aber hätte mit Sicherheit einen Riss der ein- bzw. des auslaufenden Bandes zur Folge. Der Vorteil dieser Maßnahme besteht darin, einen gezielten und möglichst sanften Geschwindigkeitsübergang zu erzeugen. Dieser Vorteil wird durch eine gepulste Ansteuerung der Kupplung (siehe 5a bis 5c) noch besser erreicht.
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Würde man nur eine Kupplung einsetzen, so wäre das Ziel der Erfindung, nämlich die Produktivität bzw. den Nutzeffekt einer Doppelkopfstrecke deutlich zu erhöhen, allenfalls nur teilweise, ohne gleichzeitige Geschwindigkeitsabsenkung überhaupt nicht. Mit nur einer Kupplung kann nur ein Streckenkopf vom Antriebszweig getrennt werden. Das heißt, dass bei einem Fehler in dem Streckenkopf, der antriebsseitig nicht abgetrennt werden kann, trotzdem die ganze Maschine abgestellt werden muss und das hat wiederum einen negativen Einfluss auf den Nutzeffekt.
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In den Diagrammen der 3b, 3d und 5b ist auf der Ordinate mit „0“ eine ausgeschaltete Kupplung und mit „1“ eine eingeschaltete Kupplung gekennzeichnet. In den Diagrammen der 4 ist - jeweils in Abhängigkeit von der Zeit t in Sekunden - mit (a) die Motordrehzahl in Umdrehungen pro Minute, mit (b) die Liefergeschwindigkeit links in Meter pro Minute und mit (c) die Liefergeschwindigkeit rechts in Meter pro Minute dargestellt.
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Nach 6 weist das Steuerungskonzept für die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Steuerungssystem 50, z. B. Trützschler TMS-2, auf. Das Steuerungssystem 50 enthält z. B. einen Mikrocomputer. An das Steuerungssystem 50 sind über Motorsteuerungen 51a, 51b, 51c der Motor 2 (Hauptmotor), der Motor 3 (Regelmotor) und ein Motor 52 zum Antrieb eines (nicht darggestellten) Kannentellers angeschlossen. Weiterhin sind an das Steuerungssystem 50 folgende elektromagnetischen Kupplungen angeschlossen:
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- für Ausgangswalzen la/62a, 63a und Ablieferungswalzen 45a, 46a linke Seite (Streckenkopf 1a),
- 9
- für Ausgangswalzen Ib/62b, 63b und Ablieferungswalzen 45b, 46b rechte Seite (Streckenkopf 1b),
- 12
- für Eingangswalzen IIIa/65a, Mittelwalzen IIa/64a und Reiterwalzen 23a linke Seite,
- 13
- für Einzugswalzen IIIb/65b, Mittelwalzen IIb/64b und Reiterwalze 23b rechte Seite,
- 53
- für (nicht dargestellt) Kannenteller linke Seite,
- 54
- für (nicht dargestellt) Kannenteller rechte Seite.
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Mit 55 ist eine Anzeigeeinrichtung bezeichnet, die an das Steuerungssystem 50 angeschlossen ist.
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In 7 ist am Beispiel des Streckkopfes 1a eine Seite der Doppelkopfstrecke erläutert. Die andere Seite ist in gleicher Weise aufgebaut.
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Dem Streckwerk 1a ist ein Streckwerkseinlauf 56a vorgelagert und ein Streckwerksauslauf 57a nachgelagert. Die Faserbänder 58a treten aus (nicht dargestellten) Kannen oder von kannenlosen Faserbandpackungen kommend in eine Bandführung 59a ein, werden durch Abzugswalzen 60a, 61a abgezogen und in Richtung A weiter transportiert. Das Streckwerk 1a ist als 4-über-3-Streckwerk konzipiert, d. h. es besteht aus drei Unterwalzen Ia, IIa, IIIa (la Ausgangs-Unterwalze, IIa Mittel-Unterwalze, IIIa Eingangs-Unterwalze) und vier Oberwalzen 62a, 63a, 64a, 65a). Als Durchmesser können beispielsweise gewählt werden für die Ausgangsunterwalzen la/40 mm, die Mittelunterwalze IIa/35 mm und für die Eingangsunterwalze IIIa/35 mm Die Unterwalzen Ia, IIa und IIIa weisen eine Spiralriffelung auf. Im Streckwerk 1a erfolgt der Verzug des Faserverbandes aus mehreren Faserbändern 58a. Der Verzug setzt sich zusammen aus Vorverzug und Hauptverzug. Die Walzenpaare 5a/IIIa und 64a/IIa bilden das Vorverzugsfeld, und die Walzenpaare 64a/IIa und 62a, 63a/la bilden das Hauptverzugsfeld. Die verstreckten Faserbänder erreichen im Streckwerksauslauf 57a eine Vliesführung 66a und werden mittels der Abzugswalzen 45a, 46a durch einen Bandtrichter 67a gezogen, in dem sie zu einem Faserband 68a zusammengefasst werden, das anschließend (nicht dargestellt) in Kannen oder als kannenlose Faserbandpackung abgelegt wird. Mit A ist die Arbeitsrichtung bezeichnet. Die Austrittsgeschwindigkeit des Faserbandes 68a beträgt z. B. 1200 m/min und mehr. Die Drehrichtung der Walzen ist mit gebogenen Pfeilen angegeben.
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Die beschriebene Einrichtung ist für nahezu alle Antriebskonfigurationen einsetzbar. Das gilt also für Doppelkopfstrecken mit nur einem einzigen Motor, für solche mit einem Haupt- und einem Regelmotor oder Strecken mit einem Hauptmotor und einem einstellbaren Getriebe (zur Herstellung des Verzuges). Des weiteren können sie Anwendung finden bei Motoren mit und ohne Drehzahlverstellung. Zusätzlich sind auch Kombinationen möglich, z. B. drehzahlgeregelter Hauptmotor und drehzahlgeregelter Regelmotor. Auch für den Antrieb des Kannentellers kann die Erfindung genutzt werden.
