DE19604687A1 - Spinn- oder Zwirnmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spinn- oder Zwirnmaschine mit einer Vielzahl von durch einen Hauptmotor angetriebenen Spindeln, mit einem durch einen Zusatzmotor angetriebenen Doffer, und mit einem Wechselstrom einstellbarer Frequenz erzeugenden Frequenzumrichter, der im zeitlichen Wechsel auf den Hauptmotor oder den Zusatzmotor schaltbar ist.

Aus der DE 36 10 838 A1 ist es bekannt, aus Kostengründen für den Hauptmotor und den Zusatzmotor einen einzigen Frequenzumrichter vorzusehen. Der Zusatzmotor kann nur in der Zeit betrieben werden, in der der Hauptmotor ausgeschaltet ist. Hierdurch ergeben sich lange Stillstandszeiten der Maschine und somit ein erhöhter Produktionsausfall.

In der DE 42 05 215 A1 wird vorgeschlagen, den Zusatzmotor auch während der Zeit zu betreiben, in der der Hauptmotor betrieben wird. Hierdurch ist es möglich, einen Teil der von dem Doffer durchzuführenden Arbeitsgänge in die Zeit des Produktions­ betriebes zu legen. Auf diese Weise kann die Stillstandszeit verkürzt und Produktionsausfall verringert werden. Während der Zeit des Produktionsbetriebes wird der Zusatzmotor durch einen zusätzlichen Frequenzumrichter mit Strom versorgt. Da Frequenz­ umrichter relativ teuer sind, erhöht sich der Gesamtpreis der Maschine beträchtlich.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Zeit für das Doffen ohne größeren Kostenaufwand zu verkürzen.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Zusatzmotor auf ein Wechselstromnetz gleichbleibender Frequenz schaltbar ist.

Da der Zusatzmotor somit sowohl durch den Frequenzumrichter als auch durch das Wechselstromnetz mit Speisestrom versorgt werden kann, ist es möglich, den Doffer auch dann zu betreiben, wenn der Frequenzumrichter für die Versorgung anderer Motoren, insbesondere des Hauptmotors, benötigt wird. In der Zeit, in der der Zusatzmotor an das Wechselstromnetz angeschlossen ist, kann der Doffer Arbeitsgänge ausführen, bei denen es auf eine variable Geschwindigkeit nicht ankommt. In den entscheidenden Zeiträumen, insbesondere beim Abziehen der vollen Garnspulen von den Spindeln und beim Aufsetzen der Leerhülsen, ist der Zusatzmotor an den Frequenzumrichter angeschlossen, und der Doffer kann dann geschwindigkeitsvariabel und sehr feinfühlig betrieben werden. Ein zweiter Frequenzumrichter für den Antrieb des Doffers ist nicht erforderlich. Durch diese kostengünstige Maßnahme kann die Maschinenstillstandszeit verkürzt und der Produktionsausfall verringert werden.

In vorteilhafter Ausgestaltung ist der Zusatzmotor als polum­ schaltbarer Motor ausgebildet, der mehrere Wicklungen mit einer jeweils unterschiedlichen Anzahl von Polen aufweist, wobei eine erste Wicklung auf den Frequenzumrichter und eine zweite Wicklung auf das Wechselstromnetz schaltbar ist. Es ist hierbei vorteil­ haft möglich, die auf das Wechselstromnetz schaltbare Wicklung mit einer größeren Anzahl von Polen zu versehen. Der Zusatzmotor läuft dann relativ langsam und ermöglicht, obwohl die Ge­ schwindigkeit nicht einstellbar ist, ein ausreichend genaues Positionieren der Leerhülsen bzw. der Garnspulen. Für den Betrieb am Frequenzumrichter wird die Wicklung mit der geringeren Anzahl von Polen benutzt. Der Doffer kann dann mit hoher Geschwindigkeit betrieben werden, ohne daß ein Frequenzbereich erreicht wird, der eine ins Gewicht fallende Leistungseinbuße aufgrund einer Feld­ schwäche zur Folge hat. Der Betrieb des Zusatzmotors mit dem Frequenzumrichter ermögliche eine stufenlose Herabsetzung der Frequenz bis auf Null und somit eine sehr genaue und feinfühlige Arbeitsweise des Doffers.

Bei einer Vorteilhaften Bauweise weist die auf das Wechselstrom­ netz Schaltbare zweite Wicklung wenigstens doppelt so viele Pole auf wie die auf den Frequenzumrichter schaltbare erste Wicklung. Es hat sich hierbei als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die auf das Wechselstromnetz schaltbare zweite Wicklung dreimal so viele Pole aufweist wie die auf den Frequenzumrichter schaltbare erste Wicklung.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform sind der Hauptmotor und der Zusatzmotor durch eine Steuereinrichtung steuerbar, die derart eingestellt ist, daß die zweite Wicklung des Zusatzmotors innerhalb des Zeitintervalls, in dem der Hauptmotor an den Frequenzumrichter angeschlossen ist, an das Wechselstromnetz angeschlossen ist. Der hierdurch bewirkte automatische Arbeitsablauf vermeidet Verzögerungen, die durch Wartezeiten oder Fehlbedienung seitens einer Bedienungsperson verursacht werden könnten.

Es ist hierbei vorteilhaft, wenn die Steuereinrichtung derart eingestellt ist, daß die zweite Wicklung des Zusatzmotors am Anfang und/oder am Ende des genannten Zeitintervalls an das Wechselstromnetz angeschlossen ist.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus dem zu den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiel.

Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Antriebes bei einer Ringspinnmaschine mit einem Doffer,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der elektrischen Schaltung des Antriebes der Fig. 1 während des Doffens,

Fig. 3A und 3B die Arbeitsschritte des Doffers der Fig. 1 während eines Doffvorgangs,

Fig. 4 die Schaltung während des Spinnprozesses,

Fig. 5 die Schaltung am Anfang und Ende des Spinnprozesses.

Die in Fig. 1 dargestellte Ringspinnmaschine 1 besitzt eine Vielzahl von Spindeln 2, die auf jeder Maschinenlängsseite benachbart zueinander angeordnet sind. Eine moderne Ringspinn­ maschine 1 kann auf jeder Maschinenlängsseite mehr als 500 solcher Spindeln 2 aufweisen, die häufig durch einen einzigen Motor angetrieben sind. Die Spindeln 2 sind an Spindelbänken 3 befestigt, die in Maschinenlängsrichtung verlaufen und in deren Bereich nicht dargestellte Antriebsriemen geführt sind. Den Spindeln 2 sind jeweils ein Streckwerk 4 sowie weitere Spinn­ elemente zugeordnet, die nicht dargestellt sind.

Bei der in Fig. 1 nur sehr schematisch dargestellten Ringspinn­ maschine 1 ist nur die Spindel 2 und das Streckwerk 4 einer Spinnstelle gezeigt.

Die Ringspinnmaschine 1 ist auf jeder Längsseite mit einem Doffer 5 zum Auswechseln von Leerhülsen 6 gegen volle Garnspulen 7 sowie mit einer Transporteinrichtung 8 zum Transport der Leerhülsen 6 und der Garnspulen 7 versehen. Sowohl der Doffer 5 als auch die Transporteinrichtung 8 erstrecken sich über sämtliche Spinn­ stellen einer Maschinenlängsseite, wobei die Transporteinrichtung 8 zu einer weiterverarbeitenden Maschine geführt sein kann. Die pneumatisch angetriebene Transporteinrichtung 8 enthält in bekannter Weise eine Vielzahl von jeweils mit einem Zapfen 9 versehenen Peg-trays 10, die zur Aufnahme von Leerhülsen 6 oder Garnspulen 7 bestimmt sind und jeweils vor einer Spinnstelle positioniert werden.

Der Doffer 5 enthält einen in Maschinenlängsrichtung verlaufenden Greiferbalken 11, der bei jeder Spinnstelle mit einem Greifer 12 versehen ist, mit denen die Leerhülsen 6 oder die Garnspulen 7 ergriffen und von den Spindeln 2 zu den Peg-trays 10 sowie in umgekehrter Richtung transportiert werden können. Der Greifer­ balken 11 kann mit einer scherenartig wirkenden Hubeinrichtung 13 des Doffers 5 vertikal bewegt und mittels einer pneumatisch angetriebenen Schwenkeinrichtung 14 quer zur Maschinenlängs­ richtung um eine Achse 15 verschwenkt werden. Die vertikalen Bewegungen der Hubeinrichtung 13 werden durch Drehung einer Gewindespindel 16 erzeugt, die mit einer nicht dargestellten Spindelmutter der Hubeinrichtung 13 im Eingriff steht.

Sämtliche Spindeln 2 und Streckwerke 4 der Ringspinnmaschine 1 werden durch einen Hauptmotor 17 angetrieben, der als frequenz­ gesteuerter Wechselstrommotor ausgebildet ist. Die Gewindespindel 16 wird durch einen Zusatzmotor 18 angetrieben, der ebenfalls als frequenzgesteuerter Wechselstrommotor ausgebildet ist. Der Zusatzmotor 18 ist polumschaltbar, er besitzt eine vierpolige Wicklung 19 und eine zwölfpolige Wicklung 20 (vergleiche Fig. 2). Vorzugsweise sind die Wechselstrommotoren als Drehstrommo­ toren ausgebildet.

Die Ringspinnmaschine 1 enthält einen Frequenzumrichter 21, mit dem Wechselstrom einstellbarer Frequenz erzeugt wird. Der Fre­ quenzumrichter 21 kann im zeitlichen Wechsel auf den Hauptmotor 17 oder auf die vierpolige Wicklung 19 des Zusatzmotors 18 geschaltet werden. Die zwölfpolige Wicklung 20 des Zusatzmotors 18 kann auf ein Wechselstromnetz 22, vorzugsweise Drehstromnetz, mit gleichbleibender Frequenz geschaltet werden.

Der bei dem Frequenzumrichter 21 erzeugte Wechselstrom wird mittels eines Umschalters 23 entweder zu dem Hauptmotor 17 oder zu der vierpoligen Wicklung 19 des Zusatzmotors 18 geleitet. Der Umschalter 23 besitzt auch einen Leerkontakt 24 zum Abschalten.

Die zwölfpolige Wicklung 20 des Zusatzmotors 18 kann mittels eines Einschalters 25 mit dem Wechselstromnetz 22 verbunden oder von ihm getrennt werden. Die Funktion des Umschalters 23 und des Einschalters 25 sowie die Parameter des von dem Frequenzumrichter 21 erzeugten Wechselstroms, insbesondere dessen Frequenz, werden von einer Steuereinrichtung 26 gesteuert.

Die Arbeitsweise des Doffers 5 wird nachstehend beschrieben, wobei die Arbeitsschritte a bis z in Fig. 3A und 3B schema­ tisch dargestellt sind.

Während des Spinnbetriebes werden der Ringspinnmaschine 1 mittels der Transporteinrichtung 8 Leerhülsen 6 zugeführt, die auf die Zapfen 9 der Peg-trays 10 aufgesteckt sind. Einige Zeit, bevor die Bewicklung der Garnspulen 7 abgeschlossen ist, befindet sich bei jeder Spinnstelle eine Leerhülse 6 in einer vorgegebenen Position unterhalb der Spindel 2. Der Umschalter 23 ist auf Kontakt des Frequenzumrichters 21 mit dem Hauptmotor 17 ge­ schaltet, der die Spindeln 2 mit der gewünschten Geschwindigkeit antreibt. Der Einschalter 25 ist in einer Einstellposition, in der der Kontakt der zwölfpoligen Wicklung 20 mit dem Wechsel­ stromnetz 22 unterbrochen ist. Der Doffer 5 steht in einer Grundposition, die in Fig. 3A bei Arbeitsschritt a dargestellt ist (Fig. 4).

Kurz vor Beendigung der Bewicklung der Garnspulen 7 veranlaßt die Steuereinrichtung 26, daß der Einschalter 25 in eine Einstell­ position gebracht wird, in der der Kontakt der zwölfpoligen Wicklung 20 des Zusatzmotors 18 zu dem Wechselstromnetz 22 geschlossen ist (Fig. 5). Der Zusatzmotor 18 dreht sich jetzt mit geringer Geschwindigkeit und veranlaßt, daß die Hubeinrich­ tung 13 mit dem Greiferbalken 11 mit ebenfalls geringer Ge­ schwindigkeit bewegt wird. Durch Aktivierung der Greifer 12 werden die Leerhülsen 6 ergriffen und auf Zapfen 27 einer Park­ schiene 28 abstellt, die in Maschinenlängsrichtung in Höhe der Spindelbank 3 verläuft. Die Hubeinrichtung 13 mit dem Greifer­ balken 11 vollzieht hierbei die erforderlichen Senk-, Hebe- und Schwenkbewegungen, die in Fig. 3A bei den Arbeitsschritten a bis f dargestellt sind.

Nach dem Abstellen der Leerhülsen 6 auf die Zapfen 27 wird die Hubeinrichtung 13 weiterverfahren, bis der Greiferbalken 11 die bei Arbeitsschritt g der Fig. 3A dargestellte Warteposition eingenommen hat. Der Einschalter 25 wird nun erneut angesteuert und unterbricht den Kontakt der zwölfpoligen Wicklung 20 des Zusatzmotors 18 mit dem Wechselstromnetz 22. Der Produktions­ prozeß ist in dieser Warteposition des Greiferbalkens 11 noch im Gange.

Die Hubeinrichtung 13 wird nun in Richtung zu der Spindel 2 verschwenkt, bis sie die bei Arbeitsschritt h der Fig. 3A dargestellte Position einnimmt. Vor oder während des Verschwen­ kens wird der Umschalter 23 angesteuert und der Frequenzumrichter 21 auf Kontakt mit der vierpoligen Wicklung 19 des Zusatzmotors 18 geschaltet. Hierdurch wird der Hauptmotor 17 stillgesetzt und der Produktionsprozeß unterbrochen. Dieser Zustand ist in Fig. 2 zeichnerisch dargestellt.

Der nunmehr von dem Frequenzumrichter 21 mit der gewünschten Wechselstromfrequenz gespeiste Zusatzmotor 18 bestimmt jetzt die Bewegungsgeschwindigkeit der Hubeinrichtung 13. Wie in den Arbeitsschritten i bis w der Fig. 3A und 3B zeichnerisch dargestellt ist, werden die befüllten Garnspulen 7 durch den Doffer 5 von den Spindeln 2 abgenommen und auf den Peg-trays 10 der Transporteinrichtung 8 abgestellt. Sodann werden die Leer­ hülsen 6 von der Parkschiene 28 abgenommen und in die bei Ar­ beitsschritt w der Fig. 3B dargestellte Position auf den Spin­ deln 2 gebracht. Da die Geschwindigkeit der Hubeinrichtung 13 variabel ist, werden einige Arbeitsschritte schnell und andere Arbeitsschritte, bei denen es auf eine höhere Präzision ankommt, langsam durchgeführt.

Die Hubeinrichtung 13 wird im Anschluß an den Arbeitsschritt w in die bei Arbeitsschritt x der Fig. 3B dargestellte Position verschwenkt. Während des Verschwenkens wird der Umschalter 23 erneut angesteuert und der Frequenzumrichter 21 auf Kontakt mit dem Hauptmotor 17 geschaltet (Fig. 5). Der Produktionsbetrieb wird hierbei wieder aufgenommen. Sodann wird aufgrund eines Signals der Steuereinrichtung 26 der Einschalter 25 betätigt, so daß der Kontakt der zwölfpoligen Wicklung 20 des Zusatzmotors 18 mit dem Wechselstromnetz 22 hergestellt wird. Die Hubeinrichtung 13 wird nun abgesenkt (Arbeitsschritt y der Fig. 3B) und verschwenkt, so daß sie die bei Arbeitsschritt z der Fig. 3B dargestellte Position einnimmt, die der Grundposition des Ar­ beitsschritts a entspricht. Danach unterbricht der Einschalter 25 wieder den Kontakt mit der zwölfpoligen Wicklung 20 des Zusatz­ motors 18 (Fig. 4).

Claims (6)

1. Spinn- oder Zwirnmaschine mit einer Vielzahl von durch einen Hauptmotor angetriebenen Spindeln, mit einem durch einen Zusatzmotor angetriebenen Doffer, und mit einem Wechselstrom einstellbarer Frequenz erzeugenden Frequenzumrichter, der im zeitlichen Wechsel auf den Hauptmotor oder den Zusatzmotor schaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzmotor (18) auf ein Wechselstromnetz (22) gleichbleibender Frequenz schaltbar ist.

2. Spinn- oder Zwirnmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzmotor (18) als polumschaltbarer Motor ausgebildet ist, der mehrere Wicklungen (19, 20) mit einer jeweils unterschiedlichen Anzahl von Polen aufweist, wobei eine erste Wicklung (19) auf den Frequenzumrichter (21) und eine zweite Wicklung (20) auf das Wechselstromnetz (22) schaltbar ist.

3. Spinn- oder Zwirnmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auf das Wechselstromnetz (22) schaltbare zweite Wicklung (20) wenigstens doppelt so viele Pole aufweist wie die auf den Frequenzumrichter (21) schaltbare erste Wicklung (19).

4. Spinn- oder Zwirnmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die auf das Wechselstromnetz (22) schaltbare zweite Wicklung (20) dreimal so viele Pole auf­ weist wie die auf den Frequenzumrichter (21) schaltbare erste Wicklung (19).

5. Spinn- oder Zwirnmaschine nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptmotor (17) und der Zusatzmotor (18) durch eine Steuereinrichtung (26) steuerbar sind, die derart eingestellt ist, daß die zweite Wicklung (20) des Zusatzmotors (18) innerhalb des Zeitintervalls, in dem der Hauptmotor (17) an den Frequenzumrichter (21) angeschlossen ist, an das Wechselstromnetz (22) angeschlossen ist.

6. Spinn- oder Zwirnmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuereinrichtung (26) derart eingestellt ist, daß die zweite Wicklung (20) des Zusatzmotors (18) am Anfang und/oder am Ende des genannten Zeitintervalls an das Wechselstromnetz (22) angeschlossen ist.