DE2251843A1 - Streckzwirnmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Streckzwirnmaschine, der ein elektrisches Maschinenaggregat zur gleichzeitigen Speisung einer Vielzahl von Synchronmotoren zugeordnet ist, die Fadentransportorgane der Streckzwirnmaschine antreiben und möglichst winkelgetreu anlaufen und zum Stillstand kommen sollen, wobei das elektrische Maschinenaggregat einen Frequenzgenerator aufweist, dessen Ausgangsfrequenz proportional zur Läuferdrehzahl ist, der von einem Gleichstrommotor antreibbar ist, dessen Drehzahl stufenlos verstellbar ist.

An schnell laufenden Streckzwirnmaschinen müssen im Hinblick auf die hohen Fadentransportgeschwindigkeiten die die Fäden aus den Streck- oder Schrumpffeldern abziehenden Galetten durch elektrische Einzelmotoren angetrieben werden, da ein gemeinsamer Antrieb der Galetten über Zahnradwinkelgetriebe den hohen Drehzahlen der Galetten'nicht gewachsen ist. Jede die Zulieferung der Fäden in Streckoder Schrumpffelder der Streckzwirnmaschine bewirkende Lieferwalze kann dagegen jeweils allen Streck- oder Schrurpffeidern einer Maschinenseite zugeordnet sein, so daß man normalerweise nur zwei Lieferwalzen (eine auf jeder Maschinenseite) hat, die ebenfalls von Synchronmotoren angetrieben werden. Bezüglich dieser Galetten und der Lieferwalzer. besteht in der Praxis die Forderung, daß alle Galetten untereinander und zu der oder den Lieferwalzen möglichst winkelgetreu synchron anlaufen, da sonst die die Streck- oder Schrumpffelder durchlaufenden Fäden ungleichmäßig gedehnt oder geschrumpft werden.

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Die Antriebsmotoren der Galetten und der Lieferwalzen sind deshalb Synchronmotoren und werden in bekannter Weise von einem gemeinsamen Frequenzgenerator gespeist, der an der Mas .line oder/auch außerhalb der Maschine angeordnet sein kann und seinerseits durch einen Gleichstrommotor angetrieben wird, dessen Drehzahl variabel und regelbar ist.

Bei den bekannten Maschinenaggregaten dieser Art wird der Anlauf der Synchronmotoren so vorgenommen, daß der Frequenzgenerator zunächst mittels desGleichstronmotcrs mit einer Kriechdrehzahl von beispielsweise 4OLVmIn angetrieben wird, was eine Ausgangsfrequenz des Frequenzgenerators von etwa 1 Hz erzeugt und daß dann die Synchronnotoren bei dieser Kriechdrehzahl gleichzeitig zugeschaltet v/erden.

Bei diesem Zuschalten entsteht ein Laststoß, was im Hinblick auf die "drehzahlweichen" Eigenschaften von Gleichstrommotoren bei niedrigen Drehzahlen zur Folge hat, daJ? die Drehzahl des Gleichstrommotors und damit des Frequer.zgenerators ins Pendeln gerät. Dies führt 21m Pendeln der Galetten und im Gefolge hiervon zu Schlingen in den Fäden oder zum Abfallen der Fäden von den Galetten oder zur Fadenbrweh. Die Drehzahlregelung des Gleichstronnotores ist zu träge, um dies zu verhindern. Wenn man dieses Per.-deln durch Anordnung einer großen Schwungmasse ar Gleichstrommotor oder Frequenzgenerator verhindern wollte, der.r. würde diese große Schwungmasse das Hochlaufen und Abbrer-

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sen des Frequenzgenerators in unerwünschter Weise verzögern .

Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, ein Maschinenaggregat der eingangs genannten Art so weiter zu bilden, daß beim Zuschalten der Synchronmotoren diese nicht ins Pendeln geraten und, was ebenfalls wichtig ist, daß die genannten Synchronmotoren auch relativ lange Zeit mit Frequenzen gespeist werden können, die Kriechdrehzahlen entsprechen.

Erfindungsgemäß ist bei einem elektrischen Maschinenaggregat der eingangs genannten Art vorgesehen, daß der Gleichstrommotor mittels eines Asynchronmotors über ein übersetzungsgetriebe und eine Überholkupplung mit mindestens einer Kriechdrehzahl antreibbar ist.

Diese erfindungsgeiräße Maßnahme ermöglicht es, den Frequenzgenerator in der Kriechdrehzahl mittels des Asynchronmotors anzutreiben, indem der Asynchronmotor den Gleichstrommotor mit der gewünschten Kriechdrehzahl antreibt. Asynchronmotoren sind relativ drehzahlsteif und infiige der durch das Übersetzungsgetriebe bewirkten Übersetzung kann auch mittels eines relativ kleinen Asynchronmotors eine gute Drehzahlstabilität der Kriechdrehzahl erzielt werden, die beim Zuschalten der Synchronmotoren verhindert, daß das gefürchtete Pendeln der Galetten eintritt

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Der Gleichstrommotor kann während des Antriebs des Frequenzgenerators durch den Asynchronmotor mit eingeschaltet sein, so daß er diesen zusammen mit dem Asynchronmotor mit antreibt. Doch kann auch vorgesehen sein, daß der Gleichstrommotor, während er vom Asynchronmotor nit Kriechdrehzahl angetrieben wird, nicht oder zumindest zeitweise nicht mit eingeschaltet ist.

Dieser Antrieb hat den weiteren Vorteil, daß mit ihm die Kriechdrehzahl über eine längere Zeit ohne weiteres aufrechterhalten werden kann. So ist es beispielsweise häufig notwendig, beim Neuauflegen von Fäden auf die Streckzwirnmaschine die Synchronmotoren beispielsweise ungefähr zwanzig Minuten lang mit der Kriechdrehzahl anzutreiben. Falls der Kriechdrehzahlantrieb nicht erfindungsgemäß erfolgt, sondern ausschließlich vom Gleichstrommotor bewirkt wird, müßte dieser erheblich überdimensioniert werden, wenn man ihn längere Zeit mit Kriechdrehzahlen laufen lassen wollte, da die Verlustleistung und damit die Erwärmung bei niedrigen Drehzahlen wesentlich höher als während des normalen Betriebes ist. Es ist hierbei auch zu berücksichtigen, daß die Drehzahlunterschiede zwischen der Kriechdrehzahl und den normalen Betriebsdrehzahlen sehr groß sind und im allgemeinen in der Größenordnung von 1 : loo liegen.

Es ist zweckmäßig, vorzusehen, daß die Drehzahl des Gleichstrommotors im gesamten Drehzahlbereich von der Kriechdreh-

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zahl bis zur höchsten Betriebsdrehzahl möglichst stufenlos gesteuert oder geregelt verändert werden kann, um die Beschleunigung und Verzögerung so begrenzen zu können, daß die Synchronmotoren niemals außer Tritt kommen können. "

allgemeinen

Der Asynchronmotor braucht im / keine Möglichkeit aufzuweisen, seine Drehzahl zu variieren. Gegebenenfalls kann jedoch vorgesehen sein, daß man ihn auf mehrere Drehzahlen umschalten kann,· indem man ihn beispielsweise als polumschaltbaren Motor ausbildet, so daß man gegebenfalls mehrere Kriechdrehzahlen des Frequenzgenerators vorsehen kann.

Sobald die Drehzahl des Gleichstrommotors größer wird als der Eingangsdrehzahl des Übersetzungsgetriebes entspricht, bewirkt die Überholkupplung, daß der Gleichstrommotor den Frequenzgenerator allein antreibt. Man kann dann den Asynchronmotor abschalten.

Beim Stillsetzen der Streckzwirnmaschine ist ferner darauf zu achten, daß die von dem Frequenzgenerator gespeisten Synchronmotoren, die teilweise sehr unterschiedliche Trägheitsmomente haben (die die Galetten antreibenden Einzelmotoren haben ein relativ kleines Trägheitsmoment und der die Lieferwalze antreibende Synchronmotor ein relativ großes Trägheitsmoment) , synchron und möglichst winkelgetreu stillzusetzen. Dies kann man zweckmäßig auf diese Weise ausführen, inöer

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man zum Anhalten des Maschinenaggregates und damit der Synchronmotoren den Gleichstrommotor \om Netz trennt und ihm mindestens einen Widerstand parallel schaltet. Dann treiben die Synchronmotoren über den Frequenzgenerator den Gleichstrommotor als Generator an und die von ihr erzeugte elektrische Energie wird in dem Widerstand in Wärme umgewandelt. Auf diese Weise bleibt der elektrische Verbund zwischen den Synchronmotoren, dem Gleichstrommotor und dem Generator erhalten und der Synchronismus bestehen. Es zeigte sich, daß dieser Bremsvorgang zeitgenau reproduzierbar ist, d.h., es werden beim Abbremsen stets ungefähr dieselben Bremszeiten erreicht.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispile der Erfindung dargestellt.

Mit Io ist ein erfindungsgemäßes Maschinenaggregat bezeichnet, welches einen Asynchronmotor 11 aufweist, der über ein übersetzungsgetriebe 12 und eine Oberholkupplung 13 die Welle 14 eines drehzahlverMnderlichen GIeichstrommotores 15 antreiben kann, so lange die Drehzahl des Gleichstrommotors 15 die eingangsseitige Drehzahl der Überholkupplung 13 nicht übersteigt. Die LSuferwelle des Gleichstrommotors 15 ist drehfest mit der Läuferwelle eines F. -quenzgenerators 16 gekoppelt, dessen Ausgangsfrequenz proportional zu seiner Antriebsdrehzahl ist. Die Welle des Frequenzgenerators 16 treibt einen Tachogenerator 17 an, der den Istwert der Drehzahl des Frcquenzcenerators einem die Drehzahl des Gleichstrommotors 15 regelnden Regler 19 meldet, welcher beispielsweise ein elektronischer, Thyristoren aufweisender Regler sein kann und dessen Sollwert stufenlos von Kriechdrehzahlen bis zur höchsten Betriebsdrehzahl des Gleichstrommotors 15 ver-

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stellbar ist. Dieser F.egler regelt die Drehzahl des Gleichstrommotors 15 stufenlos.

Dieses Aggregat Io kann außerhalb der Streckzwirnmaschine angeordnet sein oder, falls erwünscht, auch an der Maschine selbst angeordnet sein. Von der Streckzwirnmas chine sind lediglich einige Maschinenorgane schematisch dargestellt. Sie weist u. a. eine Lieferwalze 2o auf, die von einem Synchronmotor 22 angetrieben wird und an sie angedrückte Druckwalzen 21 antreibt. Im Abstand unterhalb jeder aus einer Druckwalze 21 und dem mit der Druckwalze 21 in Berührung stehenden Umfangsbereich der Lieferwalze 2o gebildeten Fadenlieferstelle ist je. eine Galette 23 angeordnet, wobei jede Galette von einem eigenen, zur ihr zugeordneten Einzelsynchronmotor -24 angetrieben wird. Den Druckwalzen 21 urid den Galetten 23 sind ferner in bekannter Weise Fadenverlegewalzen wie 25, 26, von denen jeweils nur eine dargestellt ist, zugeordnet.

Zwischen jeder Druckwalze 21 und der unter ihr befindlichen Galette 23 ist ein von einem Faden 27 durchlaufenes Arbeitsfeld gebildet, in welchem der Faden in bei Streckzwirnmaschinen üblicher Weise behandelt werden kann, beispielsweise erwärmt, verstreckt oder geschrumpft wird.

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Das Verstrecken oder Schrumpfen erfolgt, indem die Fadenvorschubgeschwindigkeit der Lieferwalze 2o kleiner oder größer als die Umfangsgeschwindigkeit der Galetten 23 ist. An einer oder beiden Maschinenseiten von einer solchen Streckzwirnmaschine sind eine große Anzahl solcher Arbeitsfelder mit den beschriebenen, angetriebenen Fadentransportorganen 2o, 2 3 angeordnet.

Der Frequenzgenerator 16 speist gleichzeitig sämtliche die Galetten antreibenden Einzelsvnchronmotoren 24 und den oder die Lieferwalzen antreibende Synchronmotoren 22. Alle Synchronmotore 22, 24 müssen möglichst winkelgetreu gleichzeitig anlaufen, dürfen während ihres Laufes nicht außer Tritt fallen und müssen auch möglichst winkelgetreu gleichzeitig in den Stillstand auslaufen.

mittels des Schalters 29 Zum Anlaufen wird der Asynchronmotor 11/eingeschaltet, so daß dieser über die Glieder 12, 13 und 15 den Frequenzgenerator 16 im Kriechgang antreibt. Man kann vorsehen, daß man auch gleichzeitig den Gleichstrommotor 15 einschaltet, muß dann jedoch den Regler 19 zunächst so einstellen, daß sein Drehzahl-Sollwert kleiner als"die durch den Asynchronmotor 12 bewirkte Drehzahl ist. Im allgemeinen ist es jedoch vorteilhafter, daß man zunächst nur den Asynchronmotor 12 einschaltet und den Gleichstrommotor erst dann durch Schließen des Schalters 31 elektrisch zuschaltet, wenn aus der Kriechdrehzahl auf die vorgesehene hohe Eetriebsdrehzahl hochgefahren werden soll.

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Sobald der Frequenzgenerator 16 die vorgesehene Kriechdrehzahl erreicht hat, können gleichzeitig alle Synchronmotoren 22, 24 durch Schließen des Schalters 3o aigesehaltet werden. Der hierbei auftretende Laststoß verändert die Drehzahl des Frequenzgenerators infolge des __ Antriebs durch den Asynchronmotor praktisch nicht, wobei natürlich vorausgesetzt ist/ daß der Asynchronmotor ausreichend bemessen ist. Normalerweise sind beim Anlaufen der Maschinen alle Fäden aufgelegt und man kann nach dem Schließen des die Synchronmotoren zuschaltenden Schalters 3o unter Antrieb durch den Gleichstrommotor 16 sofort auf die Betriebsdrehzahl hoch fahren, wozu man den Sollwert des Reglers selbsttätig oder von Hand nur so rasch verstellt, daß die Synchronmotoren, ohne außer Tritt zu fallen, ihre Drehzahl bis zur Betriebsdrehzahl erhöhen.

Wenn es erwünscht ist, den Frequenzgenerator nach der Zuschaltung der Synchrorimotoren noch mehr oder weniger lange Zeit im Kriechgang weiterlaufen zu lassen, um die Synchronmotoren ebenfalls im Kriechgang anzutreiben, so ist es zweckmäßig, während dieser Zeit den Gleichstrommotor nicht zu speisen oder mit wesentlich verminderter Spannung zu speisen, um eine thermische Überbelastung zu verhindern. Der Asynchronmotor kann nicht thermisch überlastet werden, da er bei der Kriechdrehzahl des Frequenzgenerators mit · seiner Betriebsdrehzahl läuft, die durch das übersetzungsgetriebe 12 ins Langsame übersetzt wird.

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In- de.r Zeichnung ist auch noch eine Spindel 32 der Streckzwirnmaschine mit einem zugeordneten Einzelantriebsmotor

33 dargestellt, auf die der von der zugeordneten Galette 23 gelieferte Faden 27 mittels eines auf einer Ringbank

34 angeordneten Ringes 35 mit zugeordnetem Läufer in bekannter Welse aufgewunden wird. Auch jeder der anderen Galetten 23 ist in nicht dargestellter Weise eine solche Spindel zugeordnet, wobei jedoch in der Zeichnung nur die diese anderen Spindeln antreibenden Einzelmotoren 33 dargestellt sind. Auch diese Spindelantriebsmotoren 33 sind Synchronmotoren, bei denen die Verhältnisse jedoch nicht in der Weise kritisch sind, wie es vorstehend für die Synchronmotoren 22, 2k beschrieben wurde. Es genügt deshalb für die Speisung dieser Spindelantriebsmotoren ein Maschinenaggregat 35, welches aus einem Gleichstrommotor 36 und einem von diesem angetriebenen Frequenzgenerator 37 besteht. Die Drehzahl des Gleichstromriotors 36 wird ebenfalls mittels eines Tachogenerators 39 und eines Reglers 4o in an sich bekannter Weise geregelt.

Zum Abbremsen des Maschinenaggregates Io und der Synchronmotoren 22, 24 öffnet man den Schalter 31 und schließt gleichzeitig einen Schalter 4o, der der Wicklung des Gleich-

Strommotors 15 Widerstände 41 parallel zuschaltet, so daß dieser Motor 15 jetzt als Generator arbeitet, dessen von ihm erzeugte elektrische Energie durch die Widerstände vernichtet wird.

Die elektrischen Maschinenaggregate Io und 35 können entweder sich an der Streckzwirnmaschine befinden oder, wie durch die strichpunktierte Linie 45 angedeutet, sich im Abstand außerhalb der Maschine befinden.

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Claims (2)

- 11 - Patentansprüche

1. J Streckzwirnmaschxne, der ein elektrisches Maschinenaggregat zur gleichzeitigen Speisung einer Vielzahl von Synchronmotoren zugeordnet ist, die Fadentransportorgane der Streckzwirnmaschine antreiben und möglichst winkelgetreu anlaufen und zum Stillstand kommen sollen, wobei das elektrische Maschinenaggregat einen Frequenzgenerator aufweist, dessen Ausgangs?· frequenz proportional zur Läuferdrehzahl ist, der von einem Gleichstrommotor antreibbar ist, dessen Drehzahl stufenlos verstellbar ist, .dadurch gekennzeichnet , daß der Gleichstrommotor (15) mittels eines Asynchronmotors (11) über ein Übersetzungsgetriebe· (12) und eine Überholkupplung (13) mit mindestens einer Kriechdrehzahl antreibbar ist.

2. Streckzwirnmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Anhalten der Synchronmotoren (22 ,24) der Gleichstrommotor vom Netz abschaltbar und ihm mindestens ein Widerstand parallel schaltbar ist, so daß er dann unter Erzeugung elektrischer, in den Widerständen in Wärme umgewandelter Energie als Bremse wirkt.

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