DE2911379A1 - Lange spinnmaschine - Google Patents
Lange spinnmaschineInfo
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Description
4747 - 3 -
Zinser Textilmaschinen GmbH
7333 Ebersbach
Lange Spinnmaschine
Die Erfindung betrifft eine lange Spinnmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches
Nachfolgend wird unter einem Streckwerk stets der Abschnitt einer Streckwerksreihe verstanden, welcher
dem Verziehen eines Faserbandes dient. Wenn es sich um eine Ringspinnmaschine oder einen Flyer handelt,
entspricht folglich die Anzahl der Streckwerke der Anzahl der Textilspindeln.
Die die Unterwalzen der Streckwerksreihe bildenden Unterwalzenstränge können bei Spinnmaschinen, auf
die sich die Erfindung bezieht, sehr lang sein, meist langer als 20 m, bevorzugt 30 bis 40 m.
Diese Unterwalzenstränge sind deshalb im Betrieb erheb-
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lichen Torsionen unterworfen, die besonders beim Anfahren der Maschine und beim Auslaufen der Maschine in den Stillstand sich
stark ändern und hierdurch erhebliche Verzugsfehler verursachen
können, die bis zu Fadenbrüchen führen können. Besonders stark wirken sich Schwankungen der Torsionen bei demjenigen Unterwalzenstrang
aus, der zusammen mit den an ihn angedrückten Oberwalzen die Faserbänder in die Hauptverzugsfelder der Streckwerke dieser
Streckwerksreihe einliefert, da sich dessen Tor si ons Schwankung
stärker als die des 'ausgangsseitigen Unterwalzenstranges auf den Verzug auswirkt- und umso größer ist, je größer die Verzugshöhe ist und in Hauptverzugsfeldern 'hohe Verzüge angewendet werden.
Die Torsion des einzelnen Unterwalzenstranges ist am stärksten, wenn er nur an seinem einen Ende angetrieben wird. Die in der
Praxis anwendbare Länge solcher einseitig angetriebener Unterwalzenstränge wird dadurch begrenzt, daß die Torsionen in noch
tragbaren Grenzen bleiben müssen. Bei Ringspinnmaschinen bedeutet dies normalerweise eine Begrenzung ihrer Längen auf
ca. 2o bis 25 m. Um noch längere Spinnmaschinen bauen zu können, bei denen die Unterwalzenstränge sich ebenfalls über alle Streckwerke
an der betreffenden Maschinenlängsseite erstrecken, ist es bekannt, zumindest die den Hauptverzug erzeugenden Unterwalzenstränge
durch mindestens ein zusätzliches Zahnradgetriebe miteinander zu verbinden oder alle die Unterwalzenstränge miteinander
verbindenden Zahnradgetriebe nur in der Längsmitte der Spinnmaschine anzuordnen oder mindestens einen Unterwalzenstrang
in großem Abstand von seiner durch den Antriebsmotor angetriebenen Stelle noch durch einen Hilfsmotor zusätzlich anzutreiben,
der leistungsschächer als der Antriebsmotor dieses Unterwalzenstranges ist.
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Diese Maßnahmen bedingen jedoch erheblichen Aufwand. Wenn man die leistungsschwächeren Hilfsmotoren
einsetzt, um den Aufwand für die Zahnradgetriebe zu reduzieren, läßt sich die Torsion
des betreffenden Unterwalzenstranges nur in geringerem Maße als bei Einsatz zusätzlicher Zahnradgetriebe
reduzieren.
Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, auf baulich besonders einfache Weise den durch Unterwalzenstrangtorsion
bedingten Verzugsfehlern der Streckwerke besonders gut entgegenzuwirken.
Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß sich die Torsion des eingangsseitig der Hauptverzugsfelder
der Streckwerksreihe befindlichen Unterwalzenstranges weitaus am stärksten in Verzugs fehlem auswirkt und
es ist deshalb normalerweise bereits voll ausreichend, nur den eingangsseitig der Hauptverzugsfehlder der
Streckwerksreihe befindlichen Unterwalzenstrang ausschließlich durch
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mehrere Synchronmotoren anzutreiben. Hierdurch wird die Torsion dieses Unterwalzenstranges bei gegebener
Länge relativ zu einem einseitigen Antrieb beträchtlich reduziert und dies kann insbesondere dazu benutzt
werden, den Unterwalzenstrang wesentlich länger zu machen, als es bei einseitigem Antrieb möglich wäre,
vorzugsweise seine Länge etwa zu verdoppeln. Damit wird auch die Länge derStreckwerksreihe entsprechend
größer und weist eine entsprechet größere Anzahl von Streckwerken auf, was diese Spinnmaschine wirtschaftlicher
macht. Dabei ist der Antrieb dieses Unterwalzenstranges durch mehrere Synchronmotoren baulich einfach, kostengünstig
und es lassen sich die Drehzahlen dieser Synchronmotoren einfach und rasch verstellen, wenn
man sie über einen digital gesteuerten, statischen Frequenzumrichter mit verstellbarer Ausgangsfrequenz
gemeinsam speist. Sie laufen dann stets mit exakt gleichen Drehzahlen , so daß auch der Anlauf
dieses Unterwalzenstranges und sein Auslauf in den Stillstand exakt mit minimalen Torsionsänderungen
stattfindet . Auch provozieren diese Synchronmotoren keine Torsionsschwingungen des Unterwalzenstranges
infolge ihres exakten Gleichlaufes.
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Obwohl es normalerweise ausreichend ist, nur den eingangsseitig der Hauptverzugsfelder der Streckwerksreihe
befindlichen Unterwalzenstrang durch mehrere Synchronmotoren , vorzugsweise durch zwei
seine Enden antreibende Synchronmotoren anzutreiben, kann in vielen Fällen vorteilhaft noch mindestens
ein weiterer Unterwalzenstrang, vorzugsweise alle Unterwalzenstränge der betreffenden Streckwerksreihe
ebenfalls in derselben Weise ausschließlich durch mehrere Synchronmotore angetrieben werden.
Wenn mindestens zwei Unterwalzenstränge der betreffenden
Streckwerksreihe durch separate Motoren angetrieben werden, ist es notwendig, daß diese Motoren in
einstellbarem Drehzahlverhältnis laufen, das während des Betriebs exakt konstant bleibt, damit sich die
durch deren Drehzahlverhältnis mit bestimmte Veizugshöhe nicht ändert. Dies kann auf unterschiedliche
Weise erfolgen.
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Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß mit
einem der Unterwalzenstränge ein Taktgenerator in vorbestimmtem übersetzungsverhältnis, vorzugsweise im Übersetzungsverhältnis
1 : 1 formschlüssig gekoppelt ist, welcher die Steuerfrequenz eines Frequenzstellers
liefert, welcher seinerseits den Frequenzumrichter frequenzsteuer-t , der dem anderen dieser beiden ünterw.alzenstränge
zugeordnet ist. . Besonders bei Verzugs'f eidern, in denen
die Verzugshöhe nicht oder nur in einigen wenigen Getriebeabstufungen
geändert werden muss , ist es auch in vielen Fällen zweckmäßig einen oder beide diesem Verzugsfeld
zugeordneten Unterwalzenstränge von dem Antrieb eines anderen Unterwalzenstranges aus über einen oder
mehrere Zahnradwechselgetriebe anzutreiben, da in diesem Fall diese Wechselgetriebe nur wenige Wechselzahnräder
benötigen oder auch als nur "einige wenige Getriebeübersetzungen aufweisende Schaltgetriebe
ausgebildet werden können.
In vielen Fällen ist es vorteilhaft, sämtliche Unterwalzenstränge der betreffenden Streckwerksreihe durch" '
mindestens je zwei gesonderte Synchronmotoren
anzutreiben. Dies ermöglicht besonders rasche und einfache Änderung aller Drehzahl- Verhältnisse der Unterwalzenstränge
mittels FrequenzUmrichtern, mit zugeordneten digitalen Frequenz-
stellern, . ggfs. kann auch einer der Frequenzsteller
ein analog verstellbares Teilerverhältnis haben, nämlich derjenige, der einem mit einem Taktgenerator formschlüssig verbundenen
Unterwalzenstrang zugeordnet ist, welcher Taktgenerator die Eingangsfrequenz für minde-'Stens einen anderen Frecruenzstell'er liefert.
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In der Zeichnung sind Äusführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische, gebrochene Draufsicht auf die drei Unterwalzenstränge einer nicht in weiteren
Einzelheiten dargestellten Streckwerksreihe einer langen SSpiimniaschine ,
wobei auch der Antrieb der Unterwalzenstränge dargestellt ist;
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Unterwalzenstränge einer
Streckwerksreihe ähnlich der nach Fig. 1, wobei jedoch der Antrieb geändert ist;
Fig. 3 ein Blockschaltbild eines digitalen Frequenzstellers , wie er bei den Antrieben nach den
Fig. 1 und 2 anwendbar ist;
In der Zeichnung sind sich entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
In Fig. 1 sind mit 10, 11 und 12 drei Unterwalzenstränge
einer nicht in weiteren Einzelheiten dargestellten Reihe von Streckwerken bezeichnet, von denen der Unterwalzenstrang
die Eingangsunterwalzen, der Unterwalzenstrang 11■ die Mittel-Unter
unterwalzen und derywalzenstrang 12 die Lieferunterwalzen der
unterwalzen und derywalzenstrang 12 die Lieferunterwalzen der
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zahlreichen, je ein Vorverzugsfeld 13 und Hauptverzugsfeld
14 aufweisenden Streckwerke dieser Streckwerksreihe an der betreffenden Maschinenlängsseite bildet. Je nach
Maschinentyp kann eine entsprechende Streckwerksreihe auch an der anderen Maschinenlängsseite angeordnet sein, wie es
normalerweise bei Ringspinnmaschinen der Fall ist. Jeder Bereich der Streckwerksreihe, welcher dem Verziehen
eines Faserbandes dient, bildet ein Streckwerk. Einige der Streckwerke sind durch die Faserbandlaufrichtung
anzeigende Pfeile 15 symbolisiert. Auf die Unterwalzenstränge 10, 11, 12 sind in üblicher Weise nicht dargestellte Oberwalzen
angedrückt, die mit den Unterwalzen Walzenpaare zum Klemmen und Verziehen der Faserbänder bilden. Beispielsweise
kann diese Streckwerksreihe dem gleichzeitigen Verziehen von 200 bis 500 Faserbändern dienen, also 200 bis
500 Streckwerke aufweisen.
Wie bei Flyern und Ringspinnmaschinen üblich, findet in den von den Unterwalzensträngen 10 und 11 begrenzten Vorverzugsfeldern
13 nur ein relativ geringer Vorverzug von im allgemeinen 1,02- bis 4-fach statt. Dieser Vorverzug braucht nur
in einigen wenigen Stufen geändert zu werden. Wegen der geringen Vorverzugshöhe wirkt sich die Torsion des Unterwalzenstranges
10 auf den Vorverzug nicht wesentlich störend aus, so daß hier der Eingangsunterwalzenstrang 10 nur an einem
Ende über ein Zahnradwechselgetriebe 16 vom Mittelunterwalzenstrang 11 angetrieben ist. Das Wechselgetriebe 16 ist ein
formschlüssiges Zahnradgetriebe und es genügt, wenn es einige wenige Übersetzungsstufen hat, so daß einige wenige
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Wechselzahnräder genügen oder es kann gegebenenfalls auch ein Schaltgetriebe sein.
Der eingangsseitig der Hauptverzugsfelder 14 angeordnete
und die Faserbänder (Pfeile 15) in die Hauptverzugsfelder einführende Mittelunterwalzenstrang 11 ist an seinen beiden
Enden von je einem nur ihn antreibenden elektrischen Synchronmotor 17 angetrieben, die beide gleiche Leistung und gleiche
Polzahlen haben.
Diese beiden elektrischen Synchronmotoren 17 werden von einem gemeinsamen statischen, durch einen Frequenzsteller 23-digital
gesteuerten Frequenzumrichter 19 mit Speisestrom identischer Frequenz gespeist, so daß sie exakt synchron miteinander
laufen. Da diese beiden Synchronmotoren 17 die beiden Enden des Mittelunterwalzenstranges 11 formschlüssig antreiben,
wird hierdurch die Torsion dieses Mittelunterwalzenstranges auf ca. die Hälfte derjenigen Torsion reduziert,
die bei einseitigem Antrieb auftreten würde. Damit kann dieser Mittelunterwalzenstrang 11 und damit auch die Spinnmaschine
praktisch doppelt so lang gebaut werden, wie bei einseitigem Antrieb des Mittelunterwalzenstranges 11.
Der ausgangsseitig der Hauptverzugsfelder 14 befindliche
Lieferunterwalzenstrang 12 wird von einem einzigen Elektromotor
21 angetrieben, der auch den Unterwalzenstrang 10 antreibt und vorzugsweise der Hauptmotor dieser Spinnmaschine
sein kann, also auch noch weitere Organe der Maschine mit antreibt, beispielsweise ihre Spindeln.
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Die Verzugshöhe der Hauptverzugsfelder 14 muß feinstufig und vielstufig digital verstellbar sein und dies erfolgt
vorteilhaft mittels des digital gesteuerten Frequenzstellers 23 , indem dessen Teilerverhältnis (Teilerverhältnis
= Eingangsfrequenz/Ausgangsfrequenz) feinstufig und vielstufig digital verstellbar ist. Die Ausgangsfrequenz
des Frequenzstellers 23 ist die Steuerfrequenz des Frequenzumrichters 19, dessen Ausgangsfrequenz
proportional der Ausgangsfrequenz des Frequenzstellers 23
ist.
Die Eingangsfrequenz des Frequenzstellers 23 wird von einem Taktgenerator 20 geliefert, der von der Welle des
dritten Elektromotors 21 drehfest mit angetrieben wird und beispielsweise pro Umdrehung seiner Eingangswelle
20 bis 40 Ausgangsimpulse liefert, die dem Frequenzeingang des Frequenzstellers 23 aufgedrückt werden. Dieser
Frequenzsteller 23 kann beispielsweise die Bauart nach Fig.3 haben.
Der durch den Frequenzsteller 23 fremdgeführte Frequenzumrichter 19 kann wie bekannt einen von einem vom Drehstromnetz
22 gespeisten Gleichstromzwischenkreis und einen dem Gleichstromzwischenkreis über eine Glättungsdrossel
nachgeschalteten, bspw. 6-pulsigen Wechselrichter aufweisen, an dessen Steuereingänge die entsprechenden Ausgänge des
Frequenzstellers 23 angeschlossen sind.
Der die Komponenten 29 bis 32 enthaltende Frequenzsteller 23 hat in Fig. 3 folgende Bauart.
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Die vom Taktgenerator 20 gelieferten Taktimpulse werden
dem Eingang eines Frequenzvervielfachers 29 aufgedrückt, der die Ausgangsfrequenz des Taktgebers
beispielsweise um das 1000-fache erhöht, um eine hohe Eingangsfequenz für einen ihm nachgeschalteten Frequenzteiler
30 (auch Frequenzuntersetzer genannt) zu erhalten, damit die Ausgangsfrequenz dieses Frequenzteilers 30
feinstufig und vielstufig mittels eines
Stellgliedes 32 manuell verstellbar
ist. Besonders zweckmäßig ist es, wenn das Verhältnis der Eingangsfrequenz zur Ausgangsfrequenz dieses Frequenzteilers
30, d. h. sein Teilerverhältnis in sehr weiten Grenzen verstellbar ist, beispielsweise das
Teilerverhältnis von 10 000:1 bis 100:1 in Stufen von "1" verstellt werden kann. Selbstverständlich kommen
auch andere Grenzen und Stufen infrage. Damit ist entsprechend das Drehzahlverhältnis der Unterwalzenstränge 11
und 12 vielstufig und feinstufig verstellbar und jedes eingestellte Drehzahlverhältnis bleibt im Betrieb
exakt konstant, so daß die jeweils eingestellte Hauptverzugshöhe exakt eingehalten wird.
Der Frequenzteiler 30 kann übliche Bauart haben, beispielsweise einen Zähler eines vorbestimmten maximalen Inhaltes
aufweisen, der in dem interessierenden Stellbereich auf unterschiedliche Inhalte eingestellt werden kann, wobei
bei jedesmaligem Erreichen des eingestellten Inhalts ein Ausgangsimpuls und ein den Zähler auf "0" zurückstellender
Rückstellimpuls ausgelöst wird. Jeder vom Frequenz-
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vervielfacher 29 kommende·Eingangsimpuls ändert den Inhalt
des Zählers um "+1". Dem Frequenzteiler 30 ist ein Ringzähler 31 nachgeschaltet, der seine Eingangsimpulse mit konstanter Phasenverschiebung auf eine
Anzahl von Ausgangsleitungen verteilt, die der Anzahl entspricht der Steuereingänge des Wechselrichters des Frequenzurcrichters 19 /
Bei 6-pulsigem Wechselrichter hat der Ringzähler 31 sechs Ausgangsleitungen. Der Wechselrichter kann
zweckmäßig mit Thyristoren als Stromventilen bestückt sein. Der .Frequenzumrichter 19 liefert also Drehstrom
in die Leitung 25, dessen Frequenz am Stellglied 32 digital einstellbar ist.
Die von dem nur einseitig angetriebenen Lieferunterwa.lzenstrang
12 durch dessen Torsion bedingten Verzugsfehler sind viel kleiner als die durch gleich
große Torsion des Mittelunterwalzenstranges 11 verursachten Verzugsfehler , so daß es zumindest in vielen
Fällen ausreichend ist, den Lieferunterwalzenstrang 12
wie dargestellt nur einseitig durch den Elektromotor 21 anzutreiben.
koaxial Die Synchronmotoren 17 sind/drehfest mit dem Unterwalzenstrang
11 verbunden. Es ist jedoch auch möglich, daß sie mit dem Unterwalzenstrang 11 über je ein Zahnradgetriebe,
dessen unveränderbares übersetzungsverhältnis beispielsweise 1:1 betragen kann, formschlüssig verbunden sind.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind alle drei Unterwalzenstränge
10, 11 und 12 jeweils an beiden Enden von
Synchronmotoren 17, 17, 17', 17', 17", 17" , deren Läuferwellen
zu ihnen koaxial angeordnet sind, unmittelbar
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drehfest angetrieben, oder mindestens ein Synchronmotor
17,17,17',17", 17' ' , 17' ' kann über ein Zahnradgetriebe
unveränderlichen Übersetzungsverhältnisses, vorzugsweise des Übersetzungsverhältnisses 1:1 mit dem ihm zugeordneten
Ende des betreffenden Walzenstranges formschlüssig verbunden sein. Jedes Paar von Synchronmotoren 17,17 und 17*,17'
und 17'",17 * * wird von je einem nur ihm zugeordneten
digital gesteuerten, statischen Frequenzumrichter 19, 19',19'' gespeist, die ebenfalls dem Frequenzumrichter
nach Fig. 3 entsprechen können.
Die Frequenzeingänge der Frequenzsteller 23 der
Frequenzumrichter 19, 19' sind wie in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 an einen Taktgenerator 20
angeschlossen, der mit dem Lieferunterwalzenstrang 12 drehfest verbunden ist und der Frequenzsteller 23
des Frequenzumrichters 19'' ist mit der Frequenz des Netzes 22 beaufschlagt, so daß in allen
Verzugsfeldern 13, 14
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konstante Verzugshöhen eingehalten werden können, die an den Stellgliedern 32 der Frequenzumrichter 19, 19'
eingestellt werden können. Infolge des beidseitigen Antriebs aller Unterwalzenstränge 1o,11,12 durch gesonderte,
nur die betreffenden Walzenstrangenden antreibende Synchronmotoren 17, 17", 17'' werden die Torsionen aller Unterwalzenstränge
1o,11, 12 verkleinert und die durch die Torsionen verursachten Verzugsfehler werden minimal. Auch ist der Gesamtaufwand
für den Antrieb dieser Unterwalzenstränge 1o, 11, 12 besonders gering und die Verzugshöhen lassen sich schnell
manuell mittels der Stellglieder 32 und die Fadenliefergeschwindigkeit mittels des Frequenzstellers 23 des
Frequenzumrichters 19'' äußerst einfach in Sekundenschnelle
verstellen.
Obwohl es besonders vorteilhaft ist, wenn bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 und 2 die Synchronmotoren 17, 17',
17'' nur den betreffenden, zwischen ihnen angeordneten Unterwalzenstrang
1o, 11, 12 antreiben, ist es denkbar, daß es in manchen Fällen auch zweckmäßig sein kann, wenn die betreffenden
beiden Synchronmotoren noch mindestens einen anderen Unterwalzenstrang mit antreiben, vorzugsweise zwei zu dem betreffenden,
von ihnen direkt angetriebenen Unterwalzenstraig koaxiale
Unterwalzenstränge benachbarter Streckwerksreihen, die mit der dargestellten Streckwerksreihe fluchtend sich zu beiden
Seiten der dargestellten Streckwerksreihe erstrecken. Diese benachbarten Streckwerksreihen können vorteilhaft jeweils ungefähr
die halbe Länge und entsprechend ungefähr die halbe Anzahl von Streckwerken wie die dargestellte Streckwerksreihe
haben, weil dann die Torsionen der nur einseitig angetriebenen
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Unterwalzenstränge dieser zusätzlichen Streckwerksreihen
ungefähr der des doppelt so langen, beidseits angetriebenen Unterwalzenstranges entsprechen.
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Leerseite
Claims (5)
1. Lange Spinnmaschine, vorzugsweise Ringspinnmaschine oder Flyer, mit mindestens einer dem Verziehen einer
Vielzahl von Faserbändern dienenden langen Streckwerksreihe, die angetriebene Unterwalzenstränge
aufweist, von denen jeder allen Streckwerken der Streckwerksreihe zugeordnet ist, dadurch
gekennzeichnet , daß zumindest der eingangsseitig der Hauptverzugsfelder (14) der
Streckwerksreihe befindliche Unterwalz enstrang(11)
ausschließlich durch mehrere Synchronmotoren (17) angetrieben ist, die ihn an in großen Abständen
voneinander angeordneten Antriebsstellen synchron und formschlüssig antreiben, um seine Torsion zu
reduzieren.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Unterwalzenstränge (10,11,12) der Streckwerksreihe
ausschließlich durch mindestens je zwei gesonderte Synchronmotoren (17,17, 17',17',17'',17'')
an ihren beiden Enden formschlüssig angetrieben sind und daß die jeweils einem Unterwalzenstrang zugeordneten
Synchronmotoren (17,17,17',17',17'",.1 7 ' ' )
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gemeinsam von einem digital gesteuerten, statischen Frequenzumrichter (19' ,19' ' ,19) , dessen Ausgangsfrequenz
verstellbar ist, speisbar sind.
3. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur der eingangsseitig der Hauptverzugsfelder
(14) angeordnete Unterwalzenstrang (11) durch den oder die gesonderten Sychronmotoren
(17,17;17b) angetrieben ist.
4. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den betreffenden
Unterwalzenstrang antreibenden Synchronmotoren (17, 17', 1711) nur dem Antrieb dieses Unterwalzenstranges
und gegebenenfalls noch dem Antrieb eines Taktgenerators (2 0) dienen, der an der
Fremdführung eines einem anderen Unterwalzenstrang zugeordneten Frequenzumrichters (19) mitwirkt.
5. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Unterwalzenstrang
ausschließlich durch zwei seine beiden Enden antreibenden Synchronmotoren angetrieben ist.
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