DE1959014A1

DE1959014A1 - Textilmaschine mit Einrichtung zum gleichmaessigen Auslauf der Antriebsmotoren

Info

Publication number: DE1959014A1
Application number: DE19691959014
Authority: DE
Inventors: Hans Lohest
Original assignee: Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Oerlikon Barmag AG
Priority date: 1969-11-25
Filing date: 1969-11-25
Publication date: 1971-06-03
Also published as: CH511185A; FR2072324A5

Description

Bag. 686 Y

Textilmaschine mit Einrichtung zum gleichmäßigen Auslauf der Antriebsmotoren .

E a r m a g

Barmer Maschinenfabrik Aktiengesellschaft

Sitz Wuppertal

Die Erfindung betrifft eine Textilmaschine, insbesondere eine Streckzwirnmaschine, mit mehreren, in Fadenlaufrichtung hintereinander angeordneten Antriebs-Elektromotoren. Jeder der Elektromotoren treibt ein oder mehrere Fadenbehandlungseinrichtunqen, beispielsweise Lieferwerke, Heiz- bzw. Streckgaletten_r Aufwickeleinrichtungen oder dergl.. Die Einrichtungen laufen ihren Aufgaben entsprechend mit konstanten, einstellbaren Geschwindigkeiten z.B. in einem vorgegebenen Drehzahlverhältnis, oder auch mit einer konstanten und einer vorgegebenen veränderlichen Drehzahl.

tlaschinen dieser Art dienen insbesondere zum Verstrecken, Texturieren, Zwirnen, Umspulen oder dergl. von synthetischen Fäden. Diese Maschinen sind so aufgebaut, daß zahlreiche Fadenbehandlungseinrichtungen in einem Maschinengestell nebeneinander befestigt sind, und daß jede einzelne Fadenbehandlungsstrecke mehrere, meist drei oder vier in Fadenlaufrichtung hintereinander angeordnete, mit unterschiedlicher Geschwindigkeit umlaufende Einrichtungen aufweist. Der Antrieb der Fadenbehandlungseinrichtung erfolgt entweder einzeln,, meist jedoch für zusammengefaßte Gruppen von einem gemeinsamen Motor aus, wobei die Gruppen je nach Maschinengröße eine ganze Maschinenseite umfassen können. Das Drehzahl-

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verhältnis zwischen den Fadenbehandlungseinrichtungen wird für den Betrieb über Zahnrad- und/oder Riemenantriebe oder durch elektrische bzw. elektronische Steuer- und Regeleinrichtungen festgelegt.

Zum Hochfahren der Textilmaschinen auf die Betriebsdrehzahl, sowie auch zum Abschalten der Maschinen sind besondere Vorrichtungen angebracht. Dabei muß gewährleistet sein, daß sich die Fadenqualität beim Anfahren oder Stoppen nicht vermindert.

Vorrichtungen dieser Art sind bekannt. Nach der britischen Patentschrift 1 113 378 sind z.B. alle Antriebsmotoren als Synchron-Motoren ausgebildet. Sie werden ihrer Drehzahl entsprechend über Frequenzumformer und Verstärker von verschiedenen Wechselstromquellen mit unterschiedlicher Frequenz gespeist. Die Frequenzen der Wechselstromquellen und das für das Drehzahlverhältnis notwendige Frequenzverhältnis sind durch Impulsfolgen festgelegt, die auf einem mehrspurigen Magnetband als Sollwerte gespeichert sind. Hierdurch ist eine absolute Synchronisation sämtlicher Motoren sichergestellt. Die Antriebsmotoren der Textilmaschine werden durch langsames Beschleunigen des Magnetbandes angefahren, bzw. beim Abschalten durch Abbremsen des Magentbandes synchron gestoppt.

Vorrichtungen dieser Art fordern jedoch wegen der benötigten unterschiedlichen Frequenzen einen erheblichen Aufwand an elektronischen Einrichtungen, deren Erstellung sich nicht in jedem Fall wirtschaftlich rechtfertigen läßt. Außerdem benutzt man häufig für einen Teil der Fadenbehandlungseinrichtungen (z.B. für die Aufwickeleinrichtungen oder Zwirnspindeln) Gleichstrommotoren, da die Drehzahl dieser Einrichtungen in einem weiten Bereich kontinuierlich geregelt werden muß ( z.B. bei Zwirn-

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spindeln, um die Aufspulgeschwindigkeit des Fadens und die Fadenspannung während des Aufspulvorganges bei zunehmendem Spulendurchmesser konstant halten zu können). Bei gemischt bestückten Textilmaschinen, die also sowohl Synchronmotoren wie auch Gleichstrommotoren oder auch Drehstrommotoren aufweisen, läßt sich aber die im britischen Patent 1 113 378 beschriebene Synchronisationsart nicht anwenden, so daß auch weiterhin insbesondere der gleichmäßige Auslauf der Antriebsmotoren erhebliche Schwierigkeiten bereitet.

Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Wellen der ^

Motoren wegen des mechanischen Aufbaues der einzelnen Fadenbehandlungseinrichtungen mit verschiedenen Trägheitsmomenten belastet sind. Außerdem muß für die Spindelantriebe je nach Abschaltzeitpunkt mit unterschiedlich aufgespulten Fadenmassen gerechnet werden. Ohne Beeinflussung der Antriebsmotoren wird deshalb beispielsweise bei einer Streckzwirnmaschine der Antriebsmotor für die Zwirnspindeln zu einem späteren Zeitpunkt auslaufen, als der Antrieb für die Heizgaletten und Lieferwerke. Dadurch würde der in der Maschine eingespannte Faden überdehnt und schließlich reißen. Dieser Fall muß aber in der

Praxis unbedingt vermieden werden, da die Maschinen *

sonst nicht mehr ohne Spulenwechsel angefahren werden können.

Bei diesem Stande der Technik besteht die Aufgabe, eine Vorrichtung zum gleichmäßigen Auslauf von Textilmaschinen der genannten Art vorzuschlagen, bei der auf zusätzliche elektrische bzw. elektronische Steuer- und Regeleinrichtungen oder dergl. nach Möglichkeit vollständig verzichtet wird, die aber dennoch die verschiedenen Antriebe einer Textilmaschine so beeinflußt, daß bei einem Abschalten der Maschine auch unabhängig von den bis dahin auf-

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gespulten Fadenmassen ein gleichmäßiger Auslauf der Antriebe gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sämtliche Antriebs-Elektromotoren Gleichstrommotoren sind, deren Ankerwicklungen beispielsweise mittels eines Schalters entweder zum Betrieb mit einer oder mehreren Gleichstromquellen oder zum Auslauf der Maschine mittelbar oder unmittelbar miteinander verbunden sind. Beim Abschalten und Stillsetzen einer derartig ausgerüsteten Maschine genügt es, die Antriebsmotoren mit Hilfe des erwähnten Schalters vom Speisenetz zu lösen und die Ankerwicklungen der Motoren miteinander parallel zu verschalten. Durch diese Schaltanordnung wirkt für den Stromkreis jeweils der Motor als Generator (nach Art des Leonard-Satzes), an dessen Klemmen durch das an der Welle wirkende Trägheitsmoment die größte EMK erzeugt wird.

Bei Streckzwirnmaschinen hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Schaltung so ausgelegt ist, daß stets derjenige Elektromotor als Generator arbeitet, der zum Antrieb der Aufwickelvorrichtung, in diesem Fall zum Antrieb der Spindeln der Streckzwirnmaschine, dient. Dies kann dadurch verv/irklicht werden, daß in die Verbindungsleitung der Ankerwicklung des Spindelantriebsmotors und der übrigen Motoren eine Diode so eingesetzt ist, daß deren Kathode mit demjenigen Pol der Ankerwicklung in Verbindung steht, der bei Generatorbetrieb des Spindelantriebsmotors Minus-Pol ist. Die Diode verhindert jeden Stromfluß in umgekehrter Richtung. Eine Synchronisation tritt also nur dann ein, wenn -was in der Praxis stets der Fall ist - der Antriebsmotor der Spindel der Motor mit der längeren Auslaufzeit ist.

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Insbesondere bei größeren Maschinen kann es erwünscht sein, die Auslaufzeit der Antriebe zu begrenzen. Dies kann erreicht werden, indem mehrere Dioden gleichsinnig hintereinandergeschaltet sind oder indem in die Verbindungsleitung zwischen den Ankerwicklungen zusätzlich zu der oder den Dioden Strombegrenzungswiderstände, beispielsweise Ohm'sche Widerstände eingeschaltet sind.

Durch das Dimensionieren der Widerstände im Auslauf-Stromkreis wird bei Streckzwirnmaschinen gleichzeitig auch die Fadenspannung auf den Spulen nach dem Abschalten der Antriebe der Streckzwirnmaschine festgelegt. Denn wird die vom Spindelantrieb induzierte EMK zu klein, um die Widerstände im AuslaufStromkreis zu überwinden, bleiben die anderen zum Spindeiantriebsmotor parallel geschalteten Antriebsmotoren stehen. Der Spindelantrieb läuft kurzzeitig nach und spannt damit den Faden zwischen der Spule und den anderen Fadenbehandlungseinrichtungen.

Um beim Abschalten der Textilmaschine die Ankerwicklungen vom Speisenetz oder den Speisenetzen zu trennen und sie praktisch unmittelbar danach zu verbinden, wird in der Regel ein einfacher mechanischer Schalter vorgesehen sein. Je nach Aufbau und Leistungsfähigkeit der Maschine kann der Schalter aber auch durch ein Magnetrelais oder durch elektronische Einrichtungen, beispielsweise Transdufttoren. Thyristoren oder dergl. ersetzt werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.

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Es stellen dar:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Ausführungsform einer Streckzwirnmaschine;

Fig. 2 eine mögliche Schaltungsanordnung der Antriebsmotoren der Streckzwirnmaschine nach Fig. 1;

Fig. 3 eine graphische Darstellung des Verlaufes der Klemmspannungen der Antriebsmotoren nach Fig. 1 nach dem Abschaltzeitpunkt.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der Streckzwirnmaschine sind an beiden Seiten des Maschinengestells 1 in Laufrichtung der Fäden 2 (von oben nach unten) folgende Einrichtungen angebracht: Die Lieferwerke 3, die Heizgaletten 4 und die Aufwickelvorrichtungen, die Spindeln 5. Der Gleichstrommotor 6, der im Antriebsgehäuse 7 in Höhe der Heizgaletten 4 befestigt ist, treibt die Lieferwerke und Heizgaletten 4 gleichzeitig an. Zwischen dem Motor 6, den Lieferwerken 3 und Heizgaletten 4 sind Getriebe 8 mit in der Fig. 1 nicht dargestellten Zahnradübersetzungen und/oder Treibriemenkupplungen angeordnet. Die Lieferwerke 3 können auch durch den gestrichelt gezeichneten Gleichstrommotor 6a und das Getriebe 8a gesondert angetrieben werden. Für die Spindeln 5 ist ein ebenfalls im Antriebsgehäuse 7 untergebrachter Gleichstrommotor 9 vorgesehen, der die Spindeln 5 durch Treibriemen 10 in Umdrehung versetzt.

Der Faden 2 läuft von den Lieferwerken 3 über die Heizgaletten 4 auf die Spulen 5 auf. Lieferwerke 3, Heizgaletten 4 und Spulen 5 drehen sich mit unterschiedlicher Umfangsgeschwindigkeit, wobei zur Erzeugung der gewünschten Fadenqualität ein festes

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Geschwindigkeitsverhältnis, bzw. Drehzahlverhältnis zwischen den Fadenbehandlungseinrichtungen 3-5 eingehalten ist.

In der Schaltanordnung nach Fig. 2 steht ein einfacher mechanischer Schalter 11 in Arbeitsstellung. Die in Fig. 1 dargestellten Gleichstrommotoren 6 und 9 sind in der Fig.. 2 als fremderregte Gleichstrommotoren ausgeführt. Der Antriebsmotor 6a, der für den Fall eines Sonderantriebes der Xieferwerke 3 vorgesehen sein kann, ist in Parallelschaltung zum Gleichstrommotor 6 gestrichelt eingezeichnet. In der Arbeitsstellung des Schalters 11 werden die Ankerwicklungen 6¹ und 9¹ der Gleichstrommotoren 6 und 9 über die Kontakte 12/13 und 17/18 bzw. 15/16 und 19-/2Oa mit den Gleichstromquellen 21 und 22 verbunden.

Beim Umschalten des Schalters 11 in die Stellung zum Auslauf der Motoren 6 und 9 werden die Kontakte 12/14 und 17/2Ob verbunden. Die Kontakte 13,16 und 10/2Oa sind geöffnet. In der dadurch geschlossenen Verbindungsleitung 23 zwischen den Gleichstrommotoren 6 und 9 ist eine Diode 24 und ein Ohm¹scher Widerstand 25 angeordnet. Die Diode 24 ist so eingesetzt, daß ihre Kathode mit dem Minus-Pol 27 der Klemmen des als Generator wirkenden Gleichstrommotors 9 über den Schaltkontakt 12/14 verbunden ist.

Die Fig. 3 zeigt in einem schematischen Diagramm die Abhängigkeit der Klemmenspannung U der Gleichstrom-

motoren 6 und 9 von der Auslaufzeit t nach Umlegen des Schalters 11 in die Auslaufstellung nach Fig. 2. Die Klemmenspannung U_x. steht mit der Drehzahl η der Motoreη wegen des konstanten magnetischen Flusses bei Fremderregung proportional in Zusammenhang.

Die Klemmenspannung V- ist im Diagramm der Fig. 3

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in senkrechter Richtung, die Auslaufzeit t in waagerechter Richtung aufgetragen.

Ohne Beeinflussung der auslaufenden Antriebsriotoren fällt die Klemmenspannung U„(6) für den Antriebsmotor der Lieferwerke 3 und Galetten 4 nach der in der Fig.3 gezeichneten Geraden 28 vom Zeitpunkt t bis zum Stillstand des Antriebes zum Zeitpunkt t₂· Der Verlauf der Klemmenspannung U (9) an den Klemmen des Antriebsmotors 9 für die Spindeln erfolgt wegen des größeren angreifenden Trägheitsmomentes nach der schwächer geneigten Geraden 29. Der Spindelantrieb steht zum Zeitpunkt t..

Durch die erfindungsgemäße Verbindung der Ankerwicklungen der Gleichstrommotoren 6 und 9 und durch das Einsetzen einer Diode 24 in die Verbindungsleitung 2 3 nach Fig. 2 wird erreicht, daß vom Zeitpunkt t. an die Klemmenspannung LL, (6) an dem Antriebsmotor 6 durch die induzierte EMK am Spindelantriebsnotor 9 nach der Geraden 30 parallel zur Geraden 29 abfällt.

Der Betrag der Klemmenspannung U„ (6) ist uii den Schwellte

wert-Spannungsverlust der Diode 24 und um den Spannungsverlust, der durch die Widerstände 25 in der Verbindungsleitung 2 3 entsteht, kleiner als die Klemmenspannung U (9). Unter Schwellwort-Spannungsvorlust einer Diode soll diejenige Spannung vorstanden v/erden, die als Mindestspannung notwendig ist, um die Diode in Durchgangsrichtung leitend zu machon. Wogen dieser Verluste steht der Antriebsmotor 6 schon zun Zeitpunkt t. Der Spindelantrieb läuft bis zum Zeitpunkt t nach und spannt damit den Faden zwischen den Ileizgaletten 4 und den Spindeln 5. Das schematische Diagramm der Fig. zeigt, daß das Nachlaufen des Spindolantriebsmotorr» 9

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und damit die aufgebrachte Fadenspannung bei der gewählten Schaltung zum gleichmäßigen Auslauf von Textilmaschinen abhängt von der Differenz zwischen der vom Spindelantriebsmotor 9 induzierten EMK und dem Spannungsverlust im AuslaufStromkreis. Die gewünschte Fadenspannung auf den Spulen nach dem Abschalten· der Gleichstrommotoren wird damit ebenso wie die Auslaufzeit t. des Spindelantriebes 9 durch Dimensionieren des Schwellwert-Spannungsverlustes der Dioden 24 und durch Dimensionieren der Widerstände 25 in der Verbindungsleitung zwischen den Ankerwicklungen der Antriebsmotoren 6 und festgelegt.

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Claims

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Patentansprüche

Textilmaschine, insbesondere Streckzwirnmaschine mit mehreren in Fadenlaufrichtung hintereinander angeordneten Antriebs-Elektromotoren, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Antriebs-Elektromotoren (6;9) Gleichstrommotoren sind, deren Ankerwicklungen (6^9*) beispielsweise mittels eines Schalters (11) entweder zum Betrieb mit einer oder mehreren Gleichstromquellen (21;22) oder zum Auslauf der Maschine mittelbar oder unmittelbar miteinander verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerwicklungen (6¹; 9') zum Auslauf der Maschine miteinander parallel geschaltet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Verbindungsleitung (23) der Ankerwicklung (9¹) des Wickelantriebsmotores (9) und der übrigen Motoren (6;6a) eine Diode (24) so eingesetzt ist, daß die Kathode (26) der Diode (24) mit demjenigen Pol der Ankerwicklung (9¹) in Verbindung steht, der bei Ge neratorbetrieb des Wickelantriebsmotors (9) Minuspol (27) ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Dioden (24) gleichsinnig hintereinandergeschaltet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Verbindungsleitung (23) zusätzlich zu der oder den Dioden (24) Strombegrenzungswiderstände (25), beispielsweise Ohm'sche Widerstände eingesetzt sind.

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6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschalter (11) ein Magentschalter ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschalter (11) durch elektronische Schalter, z.B. Thyristoren oder Transistoren ersetzt ist.