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Vorrichtung zur berührungslosen Ubertragung elektri
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scher Energie auf umlaufende Maschinenteile, insbesondere auf die
Abzugsvorrichtung bei Rundstrick- und Rundwirkmaschinen Die Erfindung betrifft eine
Vorrichtung zur berührungslosen Obertragung elektrischer Energie auf umlaufende
Maschinenteile, insbesondere auf die Abzugsvorrichtung bei Rundstrick- und Rundwirkmaschinen.
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Bei Rundstrick- und Rundwirkmaschinen muß der gestrickte Warenschlauch
mit einer vorherbestimmbaren konstant bleibenden Spannung vom schlauchförmigen in
den plan liegenden Zustand überführt und sodann aufgewickelt werden. Dazu findet
eine Abzugsvorrichtung Verwendung, die in der Praxis in einer Reihe von Ausführungsformen
mit mechanischer und in jüngerer Zeit auch mit elektronischer Regelung der Abzugsspannung
bekannt geworden ist. Diese Regelung gestattet es, die Abzugsspannung konstant zu
halten. Die elektronische Regelung der Abzugsvorrichtung ist sehr feinfühlig.
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Bei Rundstrick- und Rundwirkmaschinen mit umlaufendem Nadelzylinder
laufen der Warenschlauch und damit auch die Abzugsvorrichtung um eine vertikale
raumfeste Achse um. Die Stromversorgung der elektrisch geregelten Abzugsvorrichtung
erfordert deshalb die Ubertragung elektrischer Energie von m feststehenden Maschinengestell
aus auf mit der Abzugsvorrichtung umlaufende Maschinenteile.
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In der Praxis sind zu diesem Zwecke Einrichtungen bekannt geworden,
bei denen in der Bodenplatte der Rundstrick- oder Rundwirkmaschine mittig eine Schleifringeinheit
angeordnet ist, Wegen der ortsfesten elektrischen Kabelzuführungen zu der Schleifringeinheit
kann der Waren schlauch nicht nach unten zu fortlaufend aus der Maschine abgezogen
werden, was gerade bei modernen Strickereien immer häufiger angewandt wird. Grundsätzlich
wäre es zwar denkbar, die Schleifringe mit ihrem Innendurchniesser soweit zu vergrößern,
daß der Warenschlauch durch die Schleifringe hindurch abgezogen werden kann, doch
wird damit die Kpnstruktion teuer, während andererseits der Verschleiß der Kohlebürsten
wegen der dann sehr groß werdenden Umfangsgeschwindigkeit der Schleifringe erheblich
wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung zur berührungsfreien
Übertragung von elektrischer Energie auf rotierende Maschinenteile an Rundstrick-
und Pundwirkmaschinen zu schaffen, die sich gleichzeitig dadurch auszeichnet, daß
sie bei geringem konstruktivem Aufwand einen unbehinderten Durchlaß des Warenschlauches
gestattet.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Vorrichtung gemäß der Erfindung
dadurch gekennzeichnet, daß sie zumindest zwei koaxiale Ringe aus einem magnetisch
leitenden Material aufweist, die mit kleinem radialem Luftspalt einander gegenüberliegend
angeordnet sind und von denen der eine feststehend am Maschinengestell gehaltert
und der andere synchron mit dem umlaufenden Maschinenteil rotierend gelagert ist,
wobei die Ringe wenigstens zwei über den Luftspalt und die Ringe magnetisch miteinander
verkettete Spulen tragen, von denen die Spule des feststehenden Ringes an eine Wechselstromquelle
und die Spule des umlaufenden
Ringes an einen Stromverbraucher
auf dem umlaufenden Maschinenteil angeschlossen ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Ringe jeweils eine
C-förmige Querschnittsgestalt auf, wobei sie mit den Schenkeln des C-Profiles aufeinander
zu weisend angeordnet sind.
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Dabei ergibt sich ein besonders einfacher und bezüglich der elektrischen
Verhältnisse zweckmäßiger Aufbau, wenn jeder Ring aus zwei im axialen Abstand angeordneten
koaxialen Ringscheiben besteht, zwischen denen zumindest ein die jeweilige Spule
tragender Kern aus magnetisch gut leitendem Material angeordnet ist. Dazu können
die Ringscheiben aus elektrisch gegeneinander isolierten, aufeinander geschichteten
Dynamoblechringen zusammengesetzt sein, während der Kern aus einem in Achsrichtung
geschichteten Paket aus elektrisch gegeneinander isolierten Dynamoblechen bestehen
kann. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, die Ringscheiben und den Kern ungeblecht
auszuführen, d.h. sie beispielsweise aus einem fein verteilte Eisenteilchen enthaltenden
Kunststoffmaterial herzustellen. Das Kunststoffmaterial bewirkt dabei die gegenseitige
elektrische Isolierung der den Magnetfluß leitenden Eisenteilchen, so daß die Wirbelstromverluste
gering gehalten werden.
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Die nach Art eines Transformators arbeitende Energieübertragungsvorrichtung
kann an sich mit lediglich einem Kern und einer Spule pro Ring das Auslangen finden.
Da die magnetische Verkettung zwischen den Spulen der beiden Ringe aber dann etwas
von der augenblicklichen gegenseitigen Winkellage der Kerne und Spulen abhängt,
ist es vorteilhaft, wenn jeder Ring mehrere über den Ringun-fang gleichmaßig verteilt
angeordnete Spulen trägt,
so daß die in der umlaufenden Empfängerspule
induzierte elektromotorische Kraft weitgehend konstant ist und keine von der relativen
Drehbewegung zwischen den beiden Ringen abhängige Komponente aufweist.
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Die neue Vorrichtung ist insbesondere für die Speisung der elektronischen
Reglung bzw. des elektrischen Antriebs der Abzugseinrichtung einer Rundstrick- -
und Rundwirkmaschine bestimmt, doch kann sie auch zur Ubertrayung elektrischer Energie
auf andere umlaufende Einrichtungen einer Rundstrick- oder Rundwirkmaschine verwendet
werden In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung
dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine Vorrichtung gemäß der Erfindung in der Draufsicht
unter Veranschaulichung der zugehörigen Spulen im Querschnitt, Fig. 2 die Vorrichtung
nach Fig. 1, geschnitten längs der Linie II-II der Fig. 3 in einer Draufsicht und
in einem anderen Maßstab und Fig. 3 die Vorrichtung nach Fig. 2, geschnitten längs
der Linie III-III der Fig. 2 in einer Seitenansicht.
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Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung zur Übertragung elektrischer
Energie auf einen umlaufenden Maschinenteil einer Rundstrick- oder Rundwirkmaschine
weist zwei koaxial zueinander angeordnete Ringe 1, 2 aus einem magnetisch gut leitenden
Material auf, das sich durch geringe Wirbelstromverluste auszeichnet. Die beiden
Ringe 1, 2 sind mit einem kleinen radialen Luftspalt 3 einander
gegenüberliegend
derart angeordnet, daß sie in der aus Fig. 1, 2 ersichtlichen Weist mit gemeinsamer
Mittelebene 4 (Fig. 3) ineinandergefügt sind. Der radiale Luftspalt 3 ist längs
des Ringumfanges konstant; er kann in der Größenordnung des üblichen Lagerspieles
liegen.
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Der äußere Ring 1 ist an dem nicht weiter dargestellten blaschinengestell
einer Rundstrick- oder Rundwirkmaschine koaxial zu der vertikalen Maschinendrehachse
befestigt. Der innere Ring 2 ist mit der ebenfalls nicht weiter veranschaulichten
Abzugsvorrichtung verbunden und derart gelagert, daß er die Drehbewegung der Abzugsvorricbtung
um die vertikale Maschinenachse mitmacht.
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Wie aus Fig. 3 zu entnehmen, weisen die beiden Ringe 1, 2 jeweils
eine C-förmige Querschnittsgestalt auf, wobei die Ringe 1, 2 mit den Schenkeln 5
des C-Profiles aufeinander zu weisend angeordnet sind, derart, daß der radiale Luftspalt
3 aus zwei Teilluftspalten 3a, 3b besteht, die magnetisch hintereinandergeschaltet
sind. Außerdem ist jeder der Ringe 1, 2 aus zwei im axialen Abstand angeordneten
koaxialen Ringscheiben 6, 7 und wenigstens einem zwischen diese Ringscheiben 6,
7 luftspaltlos eingefügten Kern 8 zusammengesetzt. Auf jedem der Kerne 8 sitzt eine
bei 9 angedeutete Spule.
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Die Ringscheiben 6, 7 sind aus elektrisch gegeneinander isolierten,
aufeinanderyeschichteten Dynamoblechringen zusammengesetzt, während jeder der Kerne
8 aus einem in Achsrichtung geblechten Paket aus elektrisch gegeneinander isolierten
Dynamoblechen besteht Die Richtung der Blechung ist durch die in die Querschnittsdarstellung
nach Fig. 3 eingezeichneten parallelen Linien angedeutet;
sie ist
derart gewählt, daß die Wirbelstromverluste in den Kernen 8 und den Ringscheiben
6, 7 möglichst klein sind.
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Alternativ können die Ringe 1, 2 aber auch aus fein verteilten Fisenteilchen
bestehen, die in Kunststoffmaterial eingebettet und durch dieses gebunden sind.
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Die Spule 9 des äußeren Ringes 1 ist an eine nicht weiter dargestellte
Wechselstromquelle angeschlossen, während mit der Spule 9 des inneren Ringes 2 ein
ebenfalls nicht dargestellter Stromverbraucher, beispielsweise der Abzugsvorrichtung
- etwa der elektrische Antriebsmotor und die elektronische Regeleinrichtung der
Abzugsvorrichtung - verbunden ist.
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Der Durchmesser der Ringe 1, 2 ist derart gewählt, daß der Warenschlauch
der Rundstrick- oder Rundwirkmaschine durch den inneren Ring 2 unbehindert hindurchgeführt
werden kann.
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Wird die Spule 9 des äußeren Ringes 1 von ihrer Hechselstronquelle
aus erregt, so erzeugt sie ein magnetisches Wechselfeld, das grundsätzlich den in
Fig. 3 bei 10 angedeuteten Verlauf hat. Die Spule 9 des inneren Ringes 2 ist deshalb
über die beiden Ringe 1, 2 und die Kerne 8 sowie die Luftspalte 3a, 3b mit der erregten
Spule 9 ds äußeren Ringes 1 magnetisch verkettet, mit dem Ergebnis, daß in ihr eine
elektromotorische EMK induziert wird, die zur Speisung des angeschlossenen Stromverbrauchers
dient.
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Bei. dem dargestellten Ausführungsbeispiel trägt jeder der Ringe 1,
2 lediglich einen einzigen Kern 8 mit einer darauf angeordneten Spule 9. Wegen des
magnetischen
Widerstandes der Ringe 1, 2 ist die Kopplung zwischen
den Spulen 9 der beiden Ringe in diesem Falle etwas von der gegenseitigen Winkelstellung
der beiden Kerne 8 auf den beiden Ringen 1, 2 abhängig, so daß die in der Spule
9 des umlaufenden Ringes 2 induzierte EMK eine von der Relativdrehzahl zwischen
den beiden Ringen abhängige überlagerte Wechselkomponente aufweist. Wenn eine solche
Wechselkomponente unerwünscht ist, können auch mehrere längs des Ringumfanges gleichmäßig
verteilte Kerne 8 mit zugeordneten Spulen 9 Verwendung finden. Dabei kann auch eine
nrehstromübertragung vorgenommen werden, indem beispielsweise auf zumindest den
feststehenden Ring eine durch drei teilbare Zahl von Spulen 9 und Kernen 8 vorgesehen
wird.
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Wegen der bei Verwendung lediglich einer Spule 9 pro Ring 1 bzw. 2
oder einer unsymmetrischen Spulenanordnung auf den beiden Ringen auftretenden oben
erwähnten Wechselkomponente in der Spule 9 bzw. den Spulen 9 des umlaufenden Ringes
2 könnte in diesem Falle die Spule (bzw. die Spulen) des feststehenden Ringes 1
auch mit Gleichstrom gespeist werden, worauf der Ordnung halber hingewiesen sei.