DE2116953B2

DE2116953B2 - Antrieb einer offenendspinnmaschine

Info

Publication number: DE2116953B2
Application number: DE19712116953
Authority: DE
Inventors: Kazuo BisakKito Yatami; Nozaki Choji; Keno Kiichi; Nagoya; Tzuzuki Kanemitsu Kariya; Notobayahi Kozo; Aichi; Watanabe (Japan)
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 1970-04-08
Filing date: 1971-04-07
Publication date: 1976-02-05
Also published as: FR2085934B1; FR2085934A1; DE2116953A1; CH531059A; US3780513A

Description

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Antrieb einer Offenendspinnmaschine mit mehreren Spinneinheiten, von denen umlaufende Teile in einem zueinander konstanten Drehzahlverhältnis angetrieben sind, mit Hilfe von Synchronmotoren und wenigstens einer Wechselspannungs-Gerxratoreinheit für die Stromversorgung der Synchronmotoren. Ein derartiger Antrieb einer Spinnmaschine ist aus der DT-PS 38 995 bekannt.

Aus der DT-PS 10 69 044 ist es bekannt, daß es günstig ist, beim Anspinnen, etwa nach einem Fadenbruch, die Arbeitsgeschwindigkeit der Spinnmaschine herabzusetzen. Damit hierbei nicht die ganze Spinnmaschine, die a ms einer Vielzahl von Spinneinheiten besteht, in der Arbeitsgeschwindigkeit herabgesetzt oder gar stillgesetzt werden muß, wie es in der OE-PS 2 64 332 beschrieben ist, nimmt man günstigerweise diejenige Spinneinheit, bei der der Fadenbruch aufgetreten ist, aus dem Antriebsverbund der Spinnmaschine heraus und regelt sie in der Drehzahl herunter und wieder herauf. Hierzu kann man sich, wie es in der FR-PS 56011 beschrieben ist, beim Antrieb mit Wechselstrommotoren eines Hilfsnetzes bedienen, das in der Frequenz regelbar ist. Dieses Hilfsnetz kann ein getrenntes Netz sein, wie es in der DT-AS 1117 716 be- ⁶S schrieben ist, die frequenzregelbare Spannung kann aber auch aus dem allgemeinen Netz unter Zwischenschaltung eines Frequenzumformers gewonnen wer

den, wie es in der Be-PS 5 26 676 offenbart ist

Bei einer Spinnmaschine ist es notwendig, die einzelnen umlaufenden Teile synchron zueinander anzutreiben. Früher hat man sich hierzu mechanischer Kupplungsvorrichtungen in Form von Zahnradgetrieben bedient, wie dies aus der OE-PS 2 64 332 hervorgeht Der Antrieb der Spinnturbinen erfolgt dabei über einen gemeinsamen längs der Spinnmaschine laufenden Treibriemen, der vom gleichen Motor angetrieben ist, der auch die übrigen umlaufenden Teile antreibt. Beim Anspinnen werden die Zuführ-, Abzieh- und Wickelwalzen einer einzelnen Spinneinheit mit magnetischen Kupplungen aus dem allgemeinen Antriebsverbund herausgelöst, während die Spinnturbine mit dem Antrieb verbunden bleibt Da jedoch zum Anspinnen die Drehzahl der Spinnturbine herabgesetzt werden muß, bedeutet dies, daß alle anderen Spinnturbinen der Spinnmaschine in ihrer Drehzahl ebenfalls herabgesetzt werden, wodurch die Garnqualität herabgesetzt wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb für eine Offenendspinnmaschine anzugeben, bei dem beim Anspinnen alle notwendigen, aber auch nicht mehr als diese, der umlaufenden Teile einer Spinneinheit, unabhängig von den übrigen Spinneinheken, in der Drehzahl geregelt werden können.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Neben einer selektiven Drehzahlherabsetzung von umlaufenden Teilen einer einzelnen Spinneinheit, wie sie aus der bereits erwähnten OE-PS 2 64 332 bekannt ist, fügt die Erfindung hinzu, daß die Spinnturbinen jeweils über einen Einzelantrieb verfugen, wodurch dieser in den Anspinnvorgang synchron einbezogen werden kann. Der Aufwand an Antriebsmitteln ist bei der Erfindung damit relativ hoch. Andererseits sollte aber dieser Aufwand nicht größer als unbedingt notwendig sein. Von der Erkenntnis ausgehend, daß zum Kämmen der unversponnenen Fasern ein synchroner Lauf der Kämmwalzen nicht erforderlich ist, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Antrieb der Kämmwalzen nicht synchron mit den übrigen Antrieben läuft und auch beim Umschalten einer Spinneinheit von einer Generatoreinheit auf die andere zum Zwecke des Anspinnens nicht mit umgeschaltet wird.

Die Generatoreinheiten, die die Spannungen verschiedener Ausgangsfrequenzen für die Synchronmotoren der Antriebe bereitstellen, enthalten Synchrongeneratoren, die von einem einzigen drehzahlregelbaren Motor angetrieben sind. Eine solche Anordnung ist sehr übersichtlich und erlaubt eine stufenlose Regelung der Ausgangsfrequenzen. Andererseits können die Generatoreinheiten auch ruhende Generatoren veränderbarer Frequenz mit Halbleiterbauelementen enthalten, die fast keine Wartung benötigen.

Man kann den Antrieb in der Weise vorsehen, daß für die Synchronantriebe einer Spinneinheit mit Ausnahme der Spinnturbine ein gemeinsamer Motor verwendet wird, der über ein Getriebe die einzelnen umlaufenden Teile antreibt. Man kann aber auch für jedes umlaufende Teil einen Einzelantrieb vorsehen. Es ist auch möglich, einander entsprechende umlaufende Teile benachbarter Spinneinheiten gruppenweise mit längs der Spinnmaschine laufenden Wellen anzutreiben, an die die einzelnen umlaufenden Teile an- und abkuppelbar sind. Beim Anspinnen muß dann von den Hauptwellen auf die Hilfswellen umgekuppelt werden, die das Abbremsen und Wiederhochfahren übernehmen.

Ausführungsbeispiel; der Erfindung werden nachfol-

gend an Hand der F i g. 1 bis 7 erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Antrieb für eine Spinneinheit mit Synchrongeneratoren in der Generatoreinheit,

F i g. 2 einen Antrieb für eine Spinneirheit mit ruhenden Generatoren in der Generatoreinheit, F i g. 3 eine elektrische Schaltung für den Antrieb, F i g. 4, 5 und 6 weitere Ausführungsformen der elektrischen und mechanischen Schaltung für den Antrieb,

F i g. 7 eine Ausführungsform mit teilweise mechanischem Wechsel der Antriebe.

Bei der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung, bei der die Antriebe einer Spinneinheit von einem Generator versorgt werden, der von einem drehzahlregelbaren Elektromotor angetrieben ist, werden zwei Zuführungswalzen 1 und 2 für die Zufuhr :$ eines Faserbündels, eine Kämmwalze 3, die zum Vereinzeln der Fasern des Faserbündels dient, pine Spinnturbine 4 und zwei Abzugswalzen 5 und 6 für das Garn 7 sowie eine Aufwickelwalze 8 jeweils von Einzelmotoren 10, 11, 12 und 13 angetrieben. Diese Motoren sind mit Ausnahme des Motors 11 der Kämmwalze 3 jeweils mit Generatoren 14, 15 und 16 verbunden, die durch einen einzigen drehzahlregelbaren Elektromotor 18 angetrieben werden. Dabei treibt der Motor 18 direkt die Welle des Generators 15 an, der somit eine elektrische Energiequelle hoher Frequenz für den Synchronmotor 12 der Spinnturbine 4 darstellt. Der Motor 18 treibt ferner ein Getriebe 19 an, von dessen Antriebswalzen die Generatoren 14 und 16 mit verringerter Drehzahl angetrieben werden, so daß sie entsprechend niedrige Ausgangsfrequenzen erzeugen. Der Motor 11 der Kämmwalze 3 ist mit einem Generator 17 verbunden, der von einem drehzahlregelbaren Elektromotor 20 angetrieben wird.

Bei dem in F i g. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel, bei dem ruhende elektrische Generatoren veränderlicher Frequenz an Stelle von umlaufenden Generatoren vorgesehen sind, sind die Zuführungswalze 1, die Kämmwalze 3 und die Spinnturbine 4 direkt durch drehzahlregelbare Motoren 10, 11 und 12 angetrieben, während ,0 die Abzugswalzen 5 und 6 und die Wickelwalze 8 durch Wellen angetrieben sind, die mit einem Getriebe 21 verbunden sind. Das Getriebe 21 ist von einem Einzelmotor 13 angetrieben. Die Motoren sind jeweils mit ruhenden Generaloren veränderlicher Frequenz 25, 26, 27 und 28 verbunden, so daß diese Motoren mit regelbaren Drehzahlen angetrieben werden können. Die einzelnen ruhenden Generatoren 25,27 und 28 sind gemeinsam zu steuern, um ein konstantes Drehzahlverhältnis der von ihnen versorgten Motoren 10,12 und 13 zu erreichen.

Bei dem in F i g. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Kämmwalze 3 und die Spinnturbine 4 einer Spinneinheit 5 direkt von Einzelmotoren 11 und 12 angetrieben und diese Motoren sind mit den jeweiligen elektrischen Generatoren veränderlicher Frequenz verbunden. Die Zuführwalze IA, die Abzugswalze 5A und die Wickelwalze 8 sind über ein gemeinsames Getriebe 45 von einem Synchronmotor 1OA angetrieben. Die Motoren 11 der Kämmwalzen 3 aller Spinneinheiten S werden von einem gemeinsamen Generator mit Strom versorgt, der von einem drehzahlregelbaren Motor 20A angetrieben wird. Generator 17 und Antriebsmotor 2OA bilden eine Generatoreinheil £3.

Im normalen Betrieb sind die Motoren 1OA aller Spinneinheiten an einen Generator 46 und die Synchronmotoren 12 aller Spinneinheiten 5 an einen Generator 47 angeschlossen. Die Generatoren 46 und sind Synchrongeneratoren und Teil einer Generatoreinheit Ei, in der der Motor *7 direkt und der Motor 46 über ein Untersetzungsgetriebe 19A von einem drehzahlregelbaren Motor 48 mit hohei Betriebsdrehzahl angetrieben werde χ

Nach einem Fadenbruch in einer der Spinneinheiten 5 werden die Motoren 1OA und 12 d^r betreffenden Spinneinheit an Synchrongeneratoren 54, 53 einer zweiten Generaioreinheit £2 angeschlossen, in welcher der Generator 53 direkt und der Generator 54 über ein Untersetzungsgetriebe 19ß von einem gemeinsamen drehzahiregelbaren Motor 52 angetrieben werden. Dem Umschalten der Motoren 1OA und 12 einer einzelnen Spinneinheit von der Generatoreinheit Ei auf die Generatoreinheit £2 dienen Schalter 49A, 49B, 5OA, 50ß. Mit einem Schalter 5OC kann der Synchronmotor 12 einer Spinnturbine 4 an eine Gleichstromquelle DE angeschlossen werden, um diese Motoren dynamisch schnell zu bremsen. Gleiches kann nach Wunsch auch an den Motoren 11 der Kämmwalzen 3 über Schalter 51A; 51ß zum Zwecke der Schnellbremsung vorgenommen werden.

Durch Drehzahleinstellung des Antriebsmotors 52 der Generatoreinheit £2 können die Ausgangsfrequenzen der Generatoren 53 und 54 beliebig geregelt werden.

Bei einer Lösung, wie sie in F i g. 4 dargestellt ist, verfugen in jeder Spinneinheit S auch die Zufuhr-, Abzieh- und Wickelwalzen über einen eigenen Antriebsmotor 70, 71, 72. Die Spinnturbine 4 hat, wie zuvor, einen Einzelmotor 73, im vorliegenden Fall weist auch die Kämmwalze 3 einen Einzelmotor 74 auf.

Damit wird auch der Aufwand in den Generatoreinheiten £1 und Ei größer. Es sind für die Walzen IA, 5A und 8 in jeder Generatoreinheit entsprechende umlaufende Generatoren vorgesehen, und zwar in der Generatoreinheit £1 die Generatoren 75A, 76A und 77A und in der Generatoreinheit £2 die Generatoren 75ß, 76ß und 77B. Diese Generatoren werden jeweils von einem gemeinsamen Untersetzungsgetriebe 8OA, 80S angetrieben. Den Antrieb des Untersetzungsgetriebes 8OA in der Generatoreinheit £1 übernimmt ein drehzahlregelbarer Antriebsmotor 48, der außerdem direkt den Generator 78A für die Stromversorgung der Spinnturbinen antreibt. Entsprechend ist zum Antrieb des Untersetzungsgetriebes 80Ö in der Generatoreinheit £2 ein drehzahlregelbarer Motor 52 vorgesehen, der außerdem direkt einen Generator 78ß für die Stromversorgung der Spinnturbinenantriebe 73 antreibt. Die dritte Generatoreinheit £3 für die Stromversorgung der Kämmwalzenantriebe 74 bleibt gegenüber der Ausführungsform nach F i g. 3 unverändert.

Die Ausführungsform nach F i g. 5 stellt eine Zwischenlösung zwischen den Ausführungsformen nach den F i g. 3 und 4 in der Weise dar, daß die Zuführwalzen IA in den Spinneinheiten 5 über einen Einzelan trieb verfugen, die Abzugswalzen 5A und Wickelwal zen 8 jedoch gemeinsam über ein Getriebe 82 angetric ben sind. Daher sind in den Generatoreinheiten £1 unc £2 nur insgesamt drei umlaufende Generatoren erfor derlich, und zwar die Generatoren 15A und 15ß zu Stromversorgung der Synchronmotoren 12, und dii Generatoren 14A, 16A; 14ß, 16ß, wobei letztere voi einem gemeinsamen Untersetzungsgetriebe 19A; 19i angetrieben werden. Den Antrieb der Untersetzungs getriebe und der Generatoren 15A, 15ß übernehme drehzahlregelbare Motoren 81A bzw. 81B.

Die Ausführungsform nach F i g. 6 gleicht derjenige

nach F i g. 5 mit der Ausnahme, daß in den Generatoreinheiten an Stelle umlaufender Generatoren ruhende Generatoren veränderlicher Ausgangsfrequenz enthalten sind. Derartige ruhende Generatoren können mit Halbleiterbauelementen, wie Thyristoren, aufgebaut S sein. Für die Stromversorgung der Synchronmotoren 13 für die Abzugswalzen 5/4 und Kämmwalzen 8, die über ein gemeinsames Getriebe 21 in jeder Spinneinheit 5 angetrieben sind, ist in jeder Generatoreneinheit Ei, £2 ein Frequenzwandler 95A 95ß vorgesehen. Die Stromversorgung für die Motoren 10 übernehmen Frequenzwandler 96A, 96ß. Entsprechende Frequenzwandler 97/4; 97ß, die eine höhere Ausgangsfrequenz liefern, sind für die Synchronmotoren 12 vorgesehen. Auch die Motoren 11 werden über einen Frequenzwandler 98 der Generatoreinheit £3 angetrieben. Schalter 99Λ 99ß, 100/4, lOOß und 101A 101B besorgen das Umschalten der einzelnen Motoren 13, 10 und 12 auf die verschiedenen Generatoreinheiten; an den Motoren 11 für die Kämmwalzen 3 sind Ausschalter 102A vorgesehen.

War bei allen vorgenannten Ausführungsbeispielen eine elektrische Umschaltung der Antriebe vorgesehen, so zeigt F i g. 7 ein Ausführungsbeispiel, bei dem der genannte Wechsel beim Antrieb der Zuführwalzen, Abzugswalzen und Aufwickelwalzen mechanisch vollzogen wird. Die Antriebe der Spinnturbinen 4 und Kämmwalzen 3 erfolgen in vorgenannter Art, d. h., eine Welle 85/4 für den Antrieb der Zuführwalzen IA, eine Welle 86A für den Antrieb der Abzugswalzen 5A und eine Welle 87A für den Antrieb der Aufwickelwalzen 8 der Spinneinheiten 5 führen zum Getriebe 19A der Generatoreinheit Ei, das von einem drehzahlregelbaren Motor 18A mit Betriebsdrehzahl angetrieben wird. Der Motor 18.4 treibt außerdem direkt den Synchrongenerator 14/4 hoher Frequenz für die Stromversorgung der Synchronmotoren 12 an.

Außerdem führen Wellen 85B, 865 und 87 ß zum Getriebe 196 der Generatoreinheit £2, das durch einen drehzahlregelbaren Motor 18ß angetrieben wird. Dieser Motor treibt auch den Generator 14ß für die Stromversorgung der Synchronmotoren 12 an.

Die Zuführwalzen IA, die Abzugswalzen 5A und die Aufwickelwalzen 8 der jeweiligen Spinneinheit können mit den genannten Wellen 85A, 86A bzw. 87A in Verbindung gebracht werden, und zwar durch Kupplungen 88A, 89A, 90A. Sie können im Bedarfsfall mit mechanisch ein- und ausrückbaren Kupplungen 88ß, 89ß und 90ß mit den Wellen 85ß, 86ß und 87ß gekuppelt werden. Die Drehzahlen dieser Wellen werden zum Anknüpfen nach einem Fadenbruch in ihrer Drehzahl herabgesetzt und nach vollzogenem Anknüpfen wieder auf die Nenndrehzahl hochgefahren, bei der die einzelnen Walzen wieder auf die Wellen 85A, 86A; 87A gekuppelt werden können. Da jeder Spinnrotor jedoch übet einen eigenen Synchronmotor 12 verfügt, kann die Herabsetzung der Drehzahl dieses Motors zum Anknüpfen nur durch Herabsetzen der Frequenz der Versorgungsspannung erreicht werden. Aus diesem Grün de ist in jeder Generatoreinheit £1; £2 ein entsprechen der Generator 14A; 14ß für die Stromversorgung dei Synchronmotoren 12 der Spinnturbinen 4 vorgesehen wobei beim Wechsel der Walzen vom einen Wellensat; auf den anderen mit dem Schalter 91A; 91B der ent sprechende Synchronmotor 12 an den Generator dei zugehörigen Generatoreinheit geschaltet wird.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Antrieb einer Offenendspinnmaschine mit mehreren Spinneinheiten, von denen umlaufende Teile in einem zueinander konstanten Drehzahlverhältnis angetrieben sind, mit Hilfe von Synchronmotoren und wenigstens einer Wechselspannungs-Generatoreinheit für die Stromversorgung der Synchronmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Spinnturbine (4) ein eigener, nur zu ihrem Antrieb bestimmter schneilaufender Synchronmotor (12) zugeordnet ist, der an eine Ausgangsspannung hoher Frequenz angeschlossen ist, die jeweils von derjenigen zweier Generatoreinheiten (Ev, £2) erzeugi wird, die auch die Wechselspannungen niedriger Frequenz für die langsamlaufenden Antriebe (10, 13) erzeugt, und daß die Kämmwalzen (3) der Spinneinheiten (S) einen eigenen, mit keinem der übrigen Antriebe (10, 12, 13) synchronen Antriebe (11) aufweisen, der beim Umschalten von einer Generatoreinheit (Ei) auf die andere (E2) unbeeinflußt bleibt.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Generatoreinheit (Et; Ei) umlaufende Synchrongeneratoren (46, 47; 53, 54) enthält, die von einem drehzahlregelbaren Motor (48; 52) angetrieben sind (F i g. 3).

3. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Generatoreinheit (Ew E2) ruhende Generatoren (25, 26, 27, 28) veränderbarer Frequenz enthält.

4. Antrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ruhenden Generatoren (25, 26, 27, 28) eine Mehrzahl von Halbleiterbauelementen enthalten.