DE2911379C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine lange Spinnmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, wie sie durch DE 26 41 434 bekannt ist.

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 länger als 20 m, bevorzugt 30 bis 40 m. Diese Unterwalzenstränge sind deshalb im Betrieb erheb­ 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 Unterwalzen­ strang aus, der zusammen mit den an ihn angedrückten Oberwalzen die Faserbänder in die Hauptverzugsfelder der Streckwerke dieser Streckwerksreihe einliefert, da sich dessen Torsionsschwankung stärker als die des ausgangsseitigen Unterwalzenstranges auf den Verzug auswirkt und umso größer ist, je größer die Verzugs­ höhe 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 Unter­ walzenstränge wird dadurch begrenzt, daß die Torsionen in noch tragbaren Grenzen bleiben müssen. Bei Ringspinnmaschinen be­ deutet dies normalerweise eine Begrenzung ihrer Längen auf ca. 20 bis 25 m.

Um noch längere Spinnmaschinen bauen zu können, bei denen die Unterwalzenstränge sich ebenfalls über alle Streck­ werke an der betreffenden Maschinenlängsseite erstrecken, ist es bekannt (DE 26 41 434 A1), zumindest die den Hauptverzug erzeugenden Unterwalzen­ stränge durch mindestens ein zusätzliches Zahnradgetriebe mit­ einander zu verbinden oder alle die Unterwalzenstränge mitein­ ander verbindenden Zahnradgetriebe nur in der Längsmitte der Spinnmaschine anzuordnen oder mindestens einen Unterwalzenstrang in großem Abstand von seiner durch den Antriebsmotor ange­ triebenen Stelle noch durch einen Hilfsmotor zusätzlich anzu­ treiben, der leistungsschwächer als der Antriebs­ motor dieses Unterwalzenstranges ist.

Diese Maßnahmen bedingen jedoch erheblichen Aufwand. Wenn man die leistungsschwächeren Hilfs­ motoren einsetzt, um den Aufwand für die Zahnrad­ getriebe 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 Unterwalzenstrang­ torsion 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 Verzugsfehlern auswirkt und es ist deshalb normalerweise bereits voll ausreichend, nur den eingangsseitig der Hauptverzugsfelder der Streckwerksreihe befindlichen Unterwalzenstrang ausschließlich durch 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 der Streckwerksreihe entsprechend größer und weist eine entsprechend größere Anzahl von Streckwerken auf, was diese Spinnmaschine wirtschaftlicher macht. Dabei ist der Antrieb dieses Unterwalzenstranges durch mehrere Synchronmotoren baulich einfach, kosten­ günstig 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 Gleichlaufs.

Obwohl es normalerweise ausreichend ist, nur den eingangsseitig der Hauptverzugsfelder der Streck­ werksreihe 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 Verzugshöhe nicht ändert. Dies kann auf unterschiedliche Weise erfolgen.

Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß mit einem der Unterwalzenstränge ein Taktgenerator in vorbe­ stimmtem Übersetzungsverhältnis, vorzugsweise im Über­ setzungsverhältnis 1 : 1 formschlüssig gekoppelt ist, welcher die Steuerfrequenz eines Frequenzstellers liefert, welcher seinerseits den Frequenzumrichter frequenz­ steuert, der dem anderen dieser beiden Unterwalzenstränge zugeordnet ist. Besonders bei Verzugsfeldern, in denen die Verzugshöhe nicht oder nur in einigen wenigen Ge­ triebeabstufungen geändert werden muß, ist es auch in vielen Fällen zweckmäßig, einen oder beide diesem Ver­ zugsfeld 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 Schaltge­ triebe ausgebildet werden können.

In vielen Fällen ist es vorteilhaft, sämtliche Unter­ walzenstränge der betreffenden Streckwerksreihe durch mindestens je zwei gesonderte Synchronmotoren anzutreiben. Dies ermöglicht besonders rasche und einfache Änderung aller Drehzahlverhältnisse 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 mindestens einen anderen Frequenzsteller liefert.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf die drei Unterwalzenstränge einer nicht in wei­ teren Einzelheiten dargestellten Streckwerks­ reihe einer langen Spinnmaschine, 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 Frequenz­ stellers, 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 10 die Eingangsunterwalzen, der Unterwalzenstrang 11 die Mittel­ unterwalzen und der Unterwalzenstrang 12 die Lieferunterwalzen der zahlreichen, je ein Vorverzugsfeld 13 und ein Hauptverzugs­ feld 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 Ver­ ziehen 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 Ober­ walzen 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 Vorverzugs­ feldern 13 nur ein relativ geringer Vorverzug von im allge­ meinen 1,02- bis 4fach statt. Dieser Vorverzug braucht nur in einigen wenigen Stufen geändert zu werden. Wegen der geringen Vorverzugshöhe wirkt sich die Torsion des Unterwalzen­ stranges 10 auf den Vorverzug nicht wesentlich störend aus, so daß hier der Eingangsunterwalzenstrang 10 nur an einem Ende über ein Zahnradwechselgetriebe 16 vom Mittelunterwalzen­ strang 11 angetrieben ist. Das Wechselgetriebe 16 ist ein formschlüssiges Zahnradgetriebe und es genügt, wenn es einige wenige Übersetzungsstufen hat, so daß einige wenige Wechselzahnräder genügen oder es kann gegebenenfalls auch ein Schaltgetriebe sein.

Der eingangsseitig der Hauptverzugsfelder 14 angeordnete und die Faserbänder (Pfeile 15) in die Hauptverzugsfelder 14 einführende Mittelunterwalzenstrang 11 ist an seinen beiden Enden von je einem nur ihn antreibenden elektrischen Synchron­ motor 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 an­ treiben, wird hierdurch die Torsion dieses Mittelunterwalzen­ stranges 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 Elektro­ motor 21 angetrieben, der auch den Unterwalzenstrang 10 antreibt und vorzugsweise der Hauptmotor dieser Spinnma­ schine sein kann, also auch noch weitere Organe der Maschine mit antreibt, beispielsweise ihre Spindeln.

Die Verzugshöhe der Hauptverzugsfelder 14 muß feinstufig und vielstufig digital verstellbar sein und dies erfolgt vorteilhaft mittels des digital gesteuerten Frequenz­ stellers 23, indem dessen Teilerverhältnis (Teiler­ verhältnis = Eingangsfrequenz/Ausgangsfrequenz) feinstufig und vielstufig digital verstellbar ist. Die Ausgangs­ frequenz 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 Frequenz­ eingang des Frequenzstellers 23 aufgedrückt werden. Dieser Frequenzsteller 23 kann beispielsweise die Bauart nach Fig. 3 haben.

Der durch den Frequenzsteller 23 fremdgeführte Frequenz­ umrichter 19 kann wie bekannt einen von einem vom Dreh­ stromnetz 22 gespeisten Gleichstromzwischenkreis und einen dem Gleichstromzwischenkreis über eine Glättungsdrossel nachgeschalteten, bspw. 6pulsigen Wechselrichter aufweisen, an dessen Steuereingänge die entsprechenden Ausgänge des Frequenzstellers 23 angeschlossen sind.

Der die Komponenten 29 bis 32 enthaltende Frequenz­ steller 23 hat in Fig. 3 folgende Bauart.

Die vom Taktgenerator 20 gelieferten Taktimpulse wer­ den dem Eingang eines Frequenzvervielfachers 29 aufgedrückt, der die Ausgangsfrequenz des Taktgebers 20 beispielsweise um das 1000fache erhöht, um eine hohe Eingangsfrequenz für einen ihm nachgeschalteten Frequenz­ teiler 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 Fre­ quenzteilers 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 Haupt­ verzugshöhe exakt eingehalten wird.

Der Frequenzteiler 30 kann übliche Bauart haben, beispiels­ weise 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" zurückstellen­ der Rückstellimpuls ausgelöst wird. Jeder vom Frequenz­ vervielfacher 29 kommende Eingangsimpuls ändert den In­ halt des Zählers um "+1". Dem Frequenzteiler 30 ist ein Ringzähler 31 nachgeschaltet, der seine Eingangs­ impulse mit konstanter Phasenverschiebung auf eine Anzahl von Ausgangsleitungen verteilt, die der Anzahl der Steuereingänge des Wechselrichters des Frequenzumrichters 19 entspricht. Bei 6pulsigem Wechselrichter hat der Ringzähler 31 sechs Ausgangsleitungen. Der Wechselrichter kann zweckmäßig mit Thyristoren als Stromventil 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 Lieferunter­ walzenstrang 12 durch dessen Torsion bedingten Verzugs­ fehler sind viel kleiner als die durch gleich große Torsion des Mittelunterwalzenstranges 11 verur­ sachten Verzugsfehler, so daß es zumindest in vielen Fällen ausreichend ist, den Lieferunterwalzenstrang 12 wie dargestellt nur einseitig durch den Elektromotor 21 anzutreiben.

Die Synchronmotoren 17 sind koaxial drehfest mit dem Unterwalzen­ strang 11 verbunden. Es ist jedoch auch möglich, daß sie mit dem Unterwalzenstrang 11 über je ein Zahnradgetriebe, dessen unveränderbares Übersetzungsverhältnis beispiels­ weise 1 : 1 betragen kann, formschlüssig verbunden sind.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind alle drei Unter­ walzenstränge 10, 11 und 12 jeweils an beiden Enden von Synchronmotoren 17, 17, 17′, 17′, 17′′, 17′′, deren Läufer­ wellen zu ihnen koaxial angeordnet sind, unmittelbar 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 19 nach Fig. 3 entsprechen können.

Die Frequenzeingänge der Frequenzsteller 23 der Frequenzumrichter 19, 19′ sind wie in dem Ausführungs­ beispiel 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 konstante Verzugshöhen eingehalten werden können, die an den Stellgliedern 32 der Frequenzumrichter 19, 19′ eingestellt werden können. Infolge des beidseitigen An­ triebs aller Unterwalzenstränge 10, 11, 12 durch gesonderte, nur die betreffenden Walzenstrangenden antreibende Synchron­ motoren 17, 17′, 17′′ werden die Torsionen aller Unter­ walzenstränge 10, 11, 12 verkleinert und die durch die Torsionen verursachten Verzugsfehler werden minimal. Auch ist der Ge­ samtaufwand für den Antrieb dieser Unterwalzenstränge 10, 11, 12 besonders gering und die Verzugshöhen lassen sich schnell manuell mittels der Stellglieder 32 und die Fadenliefer­ geschwindigkeit mittels des Frequenzstellers 23 des Frequenzumrichters 19′′ äußerst einfach in Sekundenschnelle verstellen.

Obwohl es besonders vorteilhaft ist, wenn bei den Ausführungs­ beispielen nach den Fig. 1 und 2 die Synchronmotoren 17, 17′, 17′′ nur den betreffenden, zwischen ihnen angeordneten Unter­ walzenstrang 10, 11, 12 antreiben, ist es denkbar, daß es in manchen Fällen auch zweckmäßig sein kann, wenn die betreffen­ den beiden Synchronmotoren noch mindestens einen anderen Unter­ walzenstrang mit antreiben, vorzugsweise zwei zu dem betreffen­ den, von ihnen direkt angetriebenen Unterwalzenstrang koaxiale Unterwalzenstränge benachbarter Streckwerksreihen, die mit der dargestellten Streckwerksreihe fluchtend sich zu beiden Seiten der dargestellten Streckwerksreihe erstrecken. Diese benachbarten Streckwerksreihen können vorteilhaft jeweils un­ gefähr die halbe Länge und entsprechend ungefähr die halbe Anzahl von Streckwerken wie die dargestellte Streckwerksreihe haben, weil dann die Torsionen der nur einseitig angetriebenen Unterwalzenstränge dieser zusätzlichen Streck­ werksreihen ungefähr der des doppelt so langen, beidseits angetriebenen Unterwalzenstranges entsprechen.

Claims (6)

1. Lange Spinnmaschine, vorzugsweise Ringspinnmaschine oder Flyer, mit mindestens einer dem Verziehen einer Vielzahl von Faserbändern dienenden langen Streck­ werksreihe, 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 Unterwalzenstrang (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 Streckwerks­ reihe 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 zuge­ ordneten Synchronmotoren (17, 17, 17′, 17′, 17′′, 17′′) gemeinsam von einem digital gesteuerten, statischen Frequenzumrichter (19′, 19′′,19), dessen Ausgangs­ frequenz verstellbar ist, speisbar sind.

3. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den betreffenden Unterwalzenstrang (11, 12, 13) antreibenden Sychronmotoren (17, 17′, 17′′) nur dem Antrieb dieses Unter­ walzenstranges und gegebenenfalls noch dem Antrieb eines Taktgenerators (20) dienen, der an der Fremdführung eines einem anderen Unterwalzenstrang zugeordneten Frequenzumrichters (19) mitwirkt.

4. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Unter­ walzenstrang (11, 12, 13) ausschließlich durch zwei seine beiden Enden antreibenden Synchronmotoren (17, 17′, 17′′) angetrieben ist.

5. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Synchronmotor (17, 17′, 17′′) drehfest mit dem betreffenden Unter­ walzenstrang (11, 12, 13) verbunden ist.

6. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Synchronmotor (17, 17′, 17′′) über ein Übersetzungsgetriebe mit dem betreffenden Unterwalzenstrang (11, 12, 13) verbunden ist.