DE102008009169B4 - Process and device for cooling at least one drive component of a textile machine - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Kühlen mindestens einer Antriebskomponente (11) einer Textilmaschine, wobei die Antriebskomponente (11) in einem geschlossenen Raum (39) angeordnet ist und der geschlossene Raum (39) mindestens eine Öffnung (38) aufweist, die in den Abluftkanal (34) einer Sauganlage (9) mündet, und in dem Abluftkanal (34) zumindest im Bereich der Öffnung (38) durch die Strömungsgeschwindigkeit der Luft ein Unterdruck erzeugt und Luft aus dem geschlossenen Raum (39) abgesaugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (38) in Abhängigkeit von der Temperatur der Antriebskomponente (11) geschlossen oder freigegeben wird.Method for cooling at least one drive component (11) of a textile machine, wherein the drive component (11) is arranged in a closed space (39) and the closed space (39) has at least one opening (38) leading into the exhaust air duct (34) of a Suction system (9) opens out, and in the exhaust air duct (34) at least in the region of the opening (38) a negative pressure is generated by the flow speed of the air and air is sucked out of the closed space (39), characterized in that the opening (38) is closed or released depending on the temperature of the drive component (11).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kühlen mindestens einer Antriebskomponente einer Textilmaschine, wobei die Antriebskomponente in einem geschlossenen Raum angeordnet ist und der geschlossene Raum mindestens eine Öffnung aufweist, die in den Abluftkanal einer Sauganlage mündet, und in dem Abluftkanal zumindest im Bereich der Öffnung durch die Strömungsgeschwindigkeit der Luft ein Unterdruck erzeugt und Luft aus dem geschlossenen Raum abgesaugt wird.The invention relates to a method and a device for cooling at least one drive component of a textile machine, the drive component being arranged in a closed space and the closed space having at least one opening which opens into the exhaust air duct of a suction system, and in the exhaust air duct at least in the area of the Opening by the flow speed of the air creates a negative pressure and air is sucked out of the closed space.
Textilmaschinen, wie zum Beispiel Offenend-Spinnmaschinen, weisen eine Vielzahl pneumatischer Verbraucher auf und verfügen daher in der Regel über ein maschineneigenes Unterdrucksystem, das den an den Offenend-Spinnaggregaten für den Spinnprozeß benötigten Unterdruck bereitstellt. Derartige Unterdrucksysteme bestehen im Wesentlichen aus einer oder mehreren Unterdruckquellen, beispielsweise einem Sauggebläse, einer vorgeschalteten Filtereinrichtung sowie einem maschinenlangen Saugkanal, an den die einzelnen Offenend-Spinnaggregate über Zweigleitungen angeschlossen sind. Bei vielen der bekannten Offenend-Rotorspinnmaschinen ist an die Filtereinrichtung außerdem noch eine Saugtraverse für die pneumatische Versorgung eines Serviceaggregates sowie eine Absaugeinrichtung zum Reinigen der Schmutztransportbänder einer unterhalb der Spinnaggregate angeordneten mechanischen Schmutzentsorgungseinrichtung angeschlossen.Textile machines, such as open-end spinning machines, have a large number of pneumatic consumers and therefore usually have a machine-specific vacuum system that provides the vacuum required for the spinning process at the open-end spinning units. Such vacuum systems essentially consist of one or more vacuum sources, for example a suction fan, an upstream filter device and a machine-long suction channel to which the individual open-end spinning units are connected via branch lines. In many of the known open-end rotor spinning machines, a suction traverse for the pneumatic supply of a service unit and a suction device for cleaning the dirt transport belts of a mechanical dirt disposal device arranged below the spinning units are also connected to the filter device.
In Spulmaschinen wird für eine Vielzahl von Arbeitsprozessen ebenfalls Saugluft benötigt. Bei Spulmaschinen beispielsweise ist es üblich, im Fadenlauf ein mit Saugluft beaufschlagtes Röhrchen anzuordnen, um bei einem eventuellen Fadenbruch ein Fadenende einzusaugen und zu halten. Da diese Saugluft ständig benötigt wird, kann der dazu erforderliche Unterdruck als Grundbedarf des Unterdrucks der Textilmaschine bezeichnet werden. Daneben treten Ereignisse ein, die erst nach Eintritt einen erhöhten Saugluftbedarf und damit einen erhöhten Unterdruck erfordern. Beispielsweise nach einem Fadenbruch suchen mit Saugluft beaufschlagte Rohre die Fadenenden und legen sie in eine Fadenendenverbindeeinrichtung ein. Die Fadensuche bei der Ablaufspulenvorbereitung erfordert ebenfalls Saugluft.Suction air is also required for a large number of work processes in winding machines. In winding machines, for example, it is customary to arrange a tube acted upon by suction air in the thread path in order to suck in and hold a thread end in the event of a thread breakage. Since this suction air is constantly required, the vacuum required for this can be described as the basic vacuum requirement of the textile machine. In addition, events occur that require an increased suction air requirement and thus an increased negative pressure only after they have occurred. For example, after a thread breakage, tubes acted upon by suction air search for the thread ends and place them in a thread end connecting device. Searching for the thread when preparing the pay-off bobbin also requires suction air.
Textilmaschinen weisen eine Vielzahl von Antrieben auf, welche sowohl an den einzelnen Arbeitsstellen der Textilmaschine, als auch zentral an den Enden der Textilmaschine angeordnet sein können. In letzterem Fall werden die Antriebsmomente durch maschinenlange Wellen oder Riemenantriebe übertragen.Textile machines have a large number of drives, which can be arranged both at the individual work stations of the textile machine and centrally at the ends of the textile machine. In the latter case, the drive torques are transmitted by machine-long shafts or belt drives.
Eine Offenend-Rotorspinnmaschine weist in der Regel einen Antrieb für den Fasereinzug und den Fadenabzug aus der Rotorspinnbox, sowie für den Spinnrotor auf. Kreuzspulen herstellende Textilmaschinen benötigen einen Antrieb, um die Kreuzspule in Rotation zu versetzen. Zudem können Textilmaschinen eine Vielzahl von Handhabungs- und Transporteinrichtungen aufweisen, die ihrerseits über einen Antrieb verfügen. Nicht zuletzt das Sauggebläse des maschineneigenen Unterdrucksystems bedarf eines Antriebes.An open-end rotor spinning machine generally has a drive for drawing in the fibers and drawing off the yarn from the rotor spinning box, as well as for the spinning rotor. Textile machines that produce cross-wound bobbins require a drive to rotate the cross-wound bobbin. In addition, textile machines can have a large number of handling and transport devices, which in turn have a drive. Last but not least, the suction fan of the machine's own vacuum system requires a drive.
Solche Antriebe werden in der Regel als elektrische Antriebe realisiert und bestehen aus mehreren Komponenten, wie dem elektrischen Motor, einem Frequenzumrichter, einer Steuereinheit und einem Getriebe. Die Antriebskomponenten produzieren insbesondere durch die elektrischen Verluste, aber zum Beispiel auch durch Reibungsverluste, unerwünschte Wärme. Die auftretende Verlustwärme begrenzt die abgegebene mechanische Leistung.Such drives are usually implemented as electric drives and consist of several components such as the electric motor, a frequency converter, a control unit and a gear. The drive components produce undesired heat, in particular due to the electrical losses, but also due to friction losses, for example. The heat loss that occurs limits the mechanical power output.
Die Leistungsausbeute lässt sich erhöhen, indem die Abfuhr der Verlustwärme verbessert wird. Dies kann zum Beispiel durch forcierte Luftkühlung erfolgen.The power yield can be increased by improving the dissipation of heat loss. This can be done, for example, by forced air cooling.
In der
Durch das Absaugen der Luft aus dem Antriebsgehäuse wird zwar eine Kühlung der Antriebskomponenten gewährleistet, es entstehen jedoch Luftverwirbelungen, die wiederum zur Erhöhung der Verluste und damit zur Verschlechterung des Wirkungsgrades der Sauganlage der Textilmaschine führen.By sucking the air out of the drive housing, cooling of the drive components is ensured, but it does occur however, air turbulence, which in turn leads to an increase in losses and thus to a deterioration in the efficiency of the suction system of the textile machine.
Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine ausreichende Kühlung der Antriebskomponenten mittels der textilmaschineneigenen Sauganlage zu gewährleisten und gleichzeitig den Wirkungsgrad zu verbessern.Proceeding from the aforementioned prior art, the present invention is based on the object of ensuring adequate cooling of the drive components by means of the textile machine's own suction system and at the same time improving the efficiency.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Verfahrensanspruches 1 sowie des Vorrichtungsanspruches 3 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.The object is achieved according to the invention by the characterizing features of method claim 1 and of
Zur Lösung der Aufgabe wird die Öffnung zwischen dem Raum der Antriebskomponeten und dem Abluftkanal der Sauganlage in Abhängigkeit von der Temperatur der Antriebskomponente geschlossen oder freigegeben.To solve the task, the opening between the space for the drive components and the exhaust air duct of the intake system is closed or opened depending on the temperature of the drive component.
Die Kühlung des Antriebes soll verhindern, dass eine zulässige Temperatur der Antriebskomponenten überschritten wird. Die Temperatur ist dabei abhängig von der auftretenden Verlustwärme und damit von der insgesamt abgegebenen beziehungsweise aufgenommen Leistung. Wenn der Antrieb nur mit geringer Leistung betrieben wird oder eine höhere Leistungsaufnahme nur kurzzeitig erfolgt, wird die zulässige Temperatur auch ohne zusätzliche Kühlung nicht überschritten. Auch kann die natürliche Konvektion bei geringerer Umgebungstemperatur ausreichend sein. Oder eine zusätzlich zur Grundkühlung vorgesehene Fremdbelüftung, zum Beispiel durch Axialventilatoren im Antriebsgehäuse, sorgt bereits für eine ausreichende Temperaturabsenkung. Das Absaugen der Luft aus dem Antriebsgehäuse ist in den beschriebenen Fällen nicht erforderlich, so dass erfindungsgemäß die Öffnung zwischen dem Antriebsgehäuse und der Sauganlage geschlossen wird. Dadurch werden die Luftverwirbelungen reduziert und unnötige Verluste der Sauganlage vermieden.The cooling of the drive is intended to prevent the permissible temperature of the drive components from being exceeded. The temperature is dependent on the heat loss that occurs and thus on the total output or power consumed. If the drive is only operated at low power or if higher power consumption only occurs for a short time, the permissible temperature will not be exceeded even without additional cooling. Natural convection can also be sufficient at lower ambient temperatures. Or an external ventilation provided in addition to the basic cooling, for example by axial fans in the drive housing, already ensures a sufficient temperature reduction. The suction of the air from the drive housing is not necessary in the cases described, so that according to the invention the opening between the drive housing and the intake system is closed. This reduces air turbulence and avoids unnecessary losses in the intake system.
Vorteilhafterweise wird die Öffnung geschlossen, wenn die Temperatur einen Grenzwert unterschreitet, und freigegeben, wenn die Temperatur einen Grenzwert überschreitet. Durch dieses Verfahren ist eine einfache Regelung eines Verschlussmittels möglich. Der Grenzwert muss für beide Vorgänge nicht notwendigerweise gleich sein. Es ist sogar besonders vorteilhaft, den Temperaturgrenzwert für das Öffnen höher zu wählen, als für das Schließen der Öffnungen. So entsteht eine Hysterese und ein unnötig häufiges Öffnen und Schließen wird vermieden.The opening is advantageously closed when the temperature falls below a limit value and released when the temperature exceeds a limit value. This method enables simple regulation of a closure means. The limit does not necessarily have to be the same for both processes. It is even particularly advantageous to select a higher temperature limit value for opening than for closing the openings. This creates a hysteresis and unnecessarily frequent opening and closing is avoided.
Zur Lösung der Aufgabe wird weiterhin eine Vorrichtung zum Kühlen mindestens einer Antriebskomponente einer Textilmaschine vorschlagen. Erfindungsgemäß ist ein Temperatursensor so angeordnet, dass sein Messsignal ein Maß für die Temperatur der Antriebskomponente ist, es sind eine Steuereinheit und Mittel zum Verschließen der Öffnung vorhanden und die Steuereinheit ist dazu ausgebildet, in Abhängigkeit vom Messsignal des Temperatursensors ein Steuersignal zum Schließen oder Freigeben der Öffnung zu generieren.To solve the problem, a device for cooling at least one drive component of a textile machine is also proposed. According to the invention, a temperature sensor is arranged in such a way that its measurement signal is a measure of the temperature of the drive component, there is a control unit and means for closing the opening and the control unit is designed to generate a control signal for closing or releasing the opening depending on the measurement signal of the temperature sensor generate opening.
Der Temperatursensor kann an verschiedenen Stellen angeordnet sein. Am effektivsten ist eine Anordnung direkt an der Wärmequelle, also am Kupfer der elektrischen Maschine oder am Leistungshalbleiter des Frequenzumrichters. Damit können die Grenzwerte zum Freigeben und Schließen der Öffnung am genauesten eingestellt werden. Die Platzierung von Temperatursensoren an den genannten Stellen ist allerdings aufwendig und muss in aller Regel schon bei der Fertigung der Antriebskomponenten vorgenommen werden. Alternativ können Temperatursensoren auch an anderen Stellen der Antriebskomponenten oder am Antriebsgehäuse angeordnet werden. Möglich ist auch die Messung der Lufttemperatur im Raum der Antriebskomponenten. In diesen Fällen muss bei der Festlegung der Grenzwerte der Wärmeübergangswiderstand zwischen Messpunkt und Wärmequelle berücksichtigt werden.The temperature sensor can be arranged at various locations. The most effective is an arrangement directly at the heat source, i.e. on the copper of the electrical machine or on the power semiconductor of the frequency converter. This allows the limit values for releasing and closing the opening to be set most precisely. However, the placement of temperature sensors at the points mentioned is complex and usually has to be carried out during the manufacture of the drive components. Alternatively, temperature sensors can also be arranged at other points on the drive components or on the drive housing. It is also possible to measure the air temperature in the space around the drive components. In these cases, the heat transfer resistance between the measuring point and the heat source must be taken into account when determining the limit values.
Vorzugsweise weist die Sauganlage einen Injektor mit einer Öffnung zum Raum der Antriebskomponenten auf, wobei die Öffnung mittels einer Injektorklappe verschließbar ist. Der Injektor funktioniert nach dem erläuterten Prinzip. Durch den bewegten Volumenstrom der Sauganlage wird das stehende Luftvolumen des geschlossenen Antriebsraumes mitgeführt.The intake system preferably has an injector with an opening to the space for the drive components, the opening being closable by means of an injector flap. The injector works according to the explained principle. The stationary air volume of the closed drive compartment is carried along by the moving volume flow of the intake system.
Zum Öffnen und Schließen der Injektorklappe kann eine mittels der Steuereinheit ansteuerbare elektromagnetische Vorstellungvorrichtung, zum Beispiel ein elektrischer Motor oder ein Pneumatikzylinder vorgesehen sein.To open and close the injector flap, an electromagnetic adjustment device, for example an electric motor or a pneumatic cylinder, can be provided that can be controlled by the control unit.
Die Ausnutzung der sauganlageneigenen Unterdruckquelle kann zusätzlich verbessert werden, wenn der Antrieb der Unterdruckquelle erfindungsgemäß gekühlt wird.Utilization of the suction system's own vacuum source can be additionally improved if the drive of the vacuum source is cooled according to the invention.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment illustrated in the drawings.
Es zeigen:
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1 eine Vorderansicht auf das Endgestell einer Textilmaschine; -
2 eine Seitenansicht auf das Endgestell einer Textilmaschine mit der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung.
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1 a front view of the end frame of a textile machine; -
2 a side view of the end frame of a textile machine with the cooling device according to the invention.
Das Endgestell 1 einer solchen Textilmaschine verfügt über einen Grundrahmen 2, der seinerseits aus einer Deckplatte 3 sowie in Maschinenlängs- und Maschinenquerrichtung verlaufenden Versteifungsträgern 4 besteht. Innerhalb der Verkleidung 5 des Endgestelles 1 sind in der Regel eine Vielzahl von Maschinenkomponenten, beispielsweise Antriebseinrichtungen 6, eine Filtereinrichtung 7, der Endbereich einer Kreuzspulentransporteinrichtung 8 sowie eine Sauganlage 9, angeordnet.The end frame 1 of such a textile machine has a base frame 2, which in turn consists of a
Die Sauganlage 9 verfügt dabei über ein Tangentiallüfterrad 10, das, durch einen elektrischen Motor 11 angetrieben, in einem Lüftergehäuse 12umläuft. Das Lüftergehäuse 12, das vorzugsweise als Spiralgehäuse ausgebildet ist, ist eingangsseitig an eine Filtereinrichtung 7 der Textilmaschine angeschlossen und mündet ausgangsseitig in einen Schalldämpfer 14.The
Der zumindest teilweise im Grundrahmen 2 versenkt angeordnete Schalldämpfer 14 ist ausgangsseitig an ein Winkelkanalelement 15 angeschlossen. Das Winkelkanalelement 15 ist, wie aus
Der Nach-Schalldämpfer 18 gibt die Abluft 19 der Sauganlage 9 entweder an die Raumluft des Spinnsaales ab oder der Nach-Schalldämpfer 18 ist, was die Regel ist, über einen Anschlusskanal 20 mit der spinnereieigenen Klimaeinrichtung 16 verbunden, die in diesem Fall im Bereich der Hallendecke installiert ist. Der Schalldämpfer 14, das Winkelkanalelement 15, der Nach-Schalldämpfer 18 und der Anschlusskanal 20 sind Teile des Abluftkanals 34 der Sauganlage 9.The after-
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CH667471A5 (en) | 1985-09-13 | 1988-10-14 | Sulzer Ag | TWISTING MACHINE. |
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