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§'Falschzwirnkräuselmaschine und Verfahren zur Überbrückung
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kurzzeitiger Spannungsausfälle an Textilmaschinen" Die Erfindung
betrifft eine Falschzwirnkräuselmaschine zum Texturieren synthetischer Fäden sowie
ein Verfahren zur Überbrückung kurzzeitiger Spannungsausfälle in Textilmaschinen,
insbesondere in Falschzwirnkräuselmaschinen.
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Falschzwirnkräuselmasc'hinen zum Texturieren synthetischer Fäden werden
heute mit sehr hohen Fadengeschwindigkeiten betrieben, die auch hohe rotatorische
Geschwindigkeiten der Fadenlieferwerke und der Aufwicklung einerseits und des Falschdrallgebers
andererseits notwendig-macht. Die hierbei auftretenden Fadengeschwindigkeiten können
nur bei Einsatzjestinnrter Friktionsfalschdraller erzielt werden, welche neben der
Zwirnung des Fadens auch eine Förderung des Fadens mit einstellbarer Förderkomponente
bewirken.
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Anderenfalls würden die Fadenspannungen so hoch, daß häufige Fadenbrüche
unvermeidlich sind.
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Es handelt sich hierbei um Friktionsfalschdrailer mit zwei Oberflächen,
zwischen denen der Faden eingekiemmt wird.
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Diese Oberflächen werden gebildet durch endlos umlaufende Riemen,
Scheiben oder Drehkörper. Beide'Oberflächen sind relativ zum Faden so angeordnet,
daß sie eine Bewegungskomponente in Zwirnrichtung und eine Bewegungskomponente in
Förderrichtung haben.
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Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, bei einer derartigen
Friktionsfalschzwirnkräuselnaschine auch bei kurzzeitigen Stroausfällen - es handelt
sich im allgemeinen um weniger als 1 Minute - einen Betriebszustand zu
gewåhrleisten,
bei dem Fadenbrüche mit Sicherheit vermieden und nach Möglichkeit auch unzulässige
Qualitätseinbußen und Qualitätsänderungen ausgeschlossen sind. Derartige Stromausfalle
sind auch in Gebieten mit guter Elektrizitätsversorgung durchaus keine Seltenheit
und kommen z.B. vor, wenn Schaltungen in einem Elektrizitätsversorgungsnetz vorgenommen.
werden.
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Die Erfindung geht aus.'von einer Falschzwirnkräuselmaschine mit einem
ersten Antriebsmotor für den Antrieb der Lieferwerke und der Aufwicklung, insbesondere
die Treibwalze der Aufwicklung und einem zweiten Antriebsmotor für den Antrieb des
Friktionsfalschdrallers. Jeder Antriebsmotor treibt dabei Lieferwerke und Aufwicklung
bzw. Friktionsfalschdraller nur einer Fadenbearbeitungsstelle oder aber einer Vielzahl
von Fadenbearbeitungsstellen an.
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Die Erfindung geht ferner davon aus, daß die Drehzahlen beider Antriebsr.lotoren,
von denen herbei die Rede ist, in weiten bereichen beliebig einstellbar sind, so
daß die Fadengeschwindigkeit, die Fadenspannung und die Zwirngebung in den technologisch
wünschbaren Grenzen einstellbar sind.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird vorgeschlagen, daß die Antriebsmotoren
elektrisch oder getrieblich derart verbunden sind,. daß ein vorbestimmtes Mindestdrehzahlverhältnis
rricht unterschritten werden kann. Dieses Drehzahlverhältnis wird so vorgegeben,
daß das Verhältnis der Oberflächengeschwindigkeit des Friktionsfalschdralles zu
der Fadengeschwindigkeit in der Zwirnzone den Wert von 1 vorzugsweise-1,2 nicht
unterschreitet, darüber jedoch durch entsprechende Einstellung der Drehzahlen frei
einstellbar ist.
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Als Oberflächengeschwindigkeit des Friktionsfalschdrallers wird für
die mittlere Geschwindigkeit der Bereich der Reiboberflächen bezeichnet, in dem
der Faden anliegt.
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Bei der Ausführung der Lösung ist davon auszugehen, daß die Friktionsfalschdraller,
da sie die geringere Masse haben, schneller zum Stillstand kommen als die untereinander
mechanisch verbundenen Lieferwerke und die Aufwicklung.
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enn die Friktionsfalschdraller sowie Lieferwerke und Aufwicklung durch
jeweils einen zentralen Antriebsmotor angetrieben werden, so, wird dieser Motor
bzw. die von ihm abgeleitete Antriebswelle vorzugsweise über ein mechanisches Getriebe
mit dem Motor bzw. Antrieb der Lieferwerke und Aufwicklung verbunden. Dieses mechanische
Getriebe ist so ausgelegt, daß es nur-einfällt-, wenn ein bestimmtes Drehzahlverhältnis
von Drehzahl des Friktionsfalschdrallers zu Drehzahl der Lieferwerke unterschritten
wird.
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Es kann sich hierbei z.B. um eine sogenannte richtungsgeschaltete
Kupplung (Freilaufgetriebe oder Überholgetriebe) handeln. Diese läßt zu, daß das
Drehzahlverhältnis oberhalb eines bestimmten, mechanisch vorgegebenen Bereichs frei
eingestellt wird, ohne daß die Kupplung eingreift. Erst, wenn das der Kupplung vorgegebene
Drehzahlverhältnis erreicht und unterschritten wird, greift die Kupplung ein und
hält das Drehzahlverhältnis aufrecht (vgl. Dubbel-, Taschenbuch für den Itschinçnbau,
14. Aufl, S. 414).
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Eine andere Lösung ist gekennzeichnet durch eine Schaltkupplung vorzugsweise
mit kraftschlüssigem'8ingriff, welche in Abhängigkeit von dem Auslaufverhalten der
Lieferwerke einschließlich der Aufwicklung und/oder der Friktionsfalschdraller geschaltet
wird. Hierzu kann in der Schalteinrichtung für die Schaltkupplung ein einstellbares
Zeit-
relais vorgesehen sein, ale'lches bei Stromausfall selbsttätig
einfällt und nach einer vorgegebenen Zeit, die nach dem zuvor ermittelten Auslaufverhalten
der Lieferwerke mit Aufwicklung bzw. Friktionsfalschdraller eingestellt-worden ist,
die Kupplung einschaltet.
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Es kann aber auch die Schaltkupplung in Abhängigkeit von der Drehzahl
der Lieferweke mit Aufwicklung oder der Friktionsfalschdraller erfolgen, wobei zuvor
diejenige Drehzanlgrenze unter Einschluß eines gewissen Sichetheitsfaktors durch
Versuch zu ermitteln ist, bei der mit der Unterschreitung des vorgegebenen IIindestdrehzahlverhälnísses
zu rechnen ist. Bei Stromausfall erfolgt hierbei eine ständige Messung der Drehzahl.
enn die vorgegebene Drehzahlgrenze erreicht ist, wird die Kupplung eingeschaltet.
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In einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, daß sowohl die Drehzahl
der Lieferwerke mit Aufwicklung als auch der Friktionsfalschdraller gemessen und
über eine Rechenschaltung das Drehzahlverhältnis ständig ermittelt wird, so daß
bei Unterschreitung des vorgegebenen Drehzahlverhältnisses die Kupplung selbsttätig
eingeschaltet wird.
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Sofern für Lieferwerke und Aufwicklung ein Elektromotor verwandt wird,
welcher auch als Generator betrieben werden kann, kann vorgesehen werden, daß der
Motor für die Priktionsfalschdraller und der Motor für die Lieferwerke und Aufwicklung
durch eine Hilfsschaltung derart elektrisch verbunden werden, daß die beim Auslauf
der Lieferwerke und Aufwicklung durch den Motor erzeugte Energie zum Betrieb des
Motors für die Friktionsfalschdraller verwandt wird.
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Ebenso kann der Motor zum Antrieb der Lieferwerke und Aufwicklung
bzw. die damit in Verbindung stehenden Antriebsteile auch mit einem Hilfsgenerator
verbunden sein, welcher
bei Stromausfall im Hauptnetz, über welches
die Motoren betrieben werden, genügend Energie erzeugt, um den Motor für die Friktionsfalschdraller
bzw. die Motoren für die Friktionsfalschdraller so weit anzutreiben, daß Lieferwerke
und Friktionsfalschdraller unter Einhaltung eines bestimmten vorgegebenen Drehzahlverhältnisses
auslaufen.
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Eine derartige elektrische Lösung wird man insbesondere dann wählen,
wenn für jeden Friktionsfalschdraller ein einzelner Antriebsmotor vorgesehen ist.
Hierzu wird ein Verfahren vorges'chlagen zur Überbrückung kurzzeitiger Spannungsausfälle
an Textilnaschinen mit durch eigene Umrichter gespeisten Linzelwellen-, und/oder
ITellengruppenantrieben, Spannungsversorgung der Umrichter aus einem geraeinsameïl
Gleicspannungs-Zp7i schenkreis und Steuerung der Maschine über eine gemeinsame Grundfrequenz.
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Auf dem Gebiet des Textilmaschinenbaus stellt die Ausstattung der
Einzelwellen und Tellengruppen mit eigenen Antrieben eine bedeutende Entwicklung
dar, die mit vielen Vorteilen verbunden ist. Wesentliche Merkmale sind dabei eine
Grundfrequenzerzeuger, ein für alle Verbraucher der Maschine gemeinsamer Gleichspannungs-Zwischenkreis
sowie die Zuordnung eines eigenen Umrichters zum einzelnen Antrieb. Dadurch ergibt
sich die einfache Möglichkeit, mit Hilfe elektrischer und elektronischer Mittel
beliebige Drehzahländerungen vorzunehmen. Die sonst üblichen Getriebeverbindungen
können entfallen, so da+ außer einer erheblichen Reduzierung des Energiebedarfs
auch der sonst durch Zahnräder, Rettenverbindungen und Antriebsriemen verursachte
Lärm entfällt.
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Eine Möglichkeit, die e;ähnten Spannungsausfälle ohne .nach teile
für die Produktion zu überbrücken, ist aber bisher auch bei diesen Textilmaschinen
nicht vorhanden.
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Die Erfindung löst auch die Aufgabe, an Textilmaschinen' insbesondere
solchen des vorerwähnten Typs, eine elektrisch/ elektronische £Iöglicll!eit zur
Überbrückung kurzzeitiger Spannungsausfälle ohne Unterbrechung der Produktion bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Überbrückung
kurzzeitiger Spannungsausfälle an Textilmaschinen der eingangs beschriebenen Art
gelöst, das sich dadurch auszeichnet, daß bei Ausfall der Spannung die Grundfrequenz
abgesenkt wird und das Ausmaß der Absenkung sowie der weitere Verlauf der Grundfrequenz
durch Führung der Spannung im gemeinsamen Gleichspannungs-Zwischenkreis abhängig
davon, daß alle Antriebe der Maschine im vorgegebenen Drehzahlverhultnis zueinander
bleiben, gesteuert werden.
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Die Erfindung nutzt die 1öglichkeit, daß bestimrite Arten von Elektromotoren
auch als Generatoren betrieben werden können; hierzu gehören beispielsweise Drehstrora-Sychronnotoren
und andere Xonnutatormotoren. Sie geht davon aus, daß die bei der Textilmaschine
des Oberbegriffs benutzten Antriebe derartige, auch als Generatoren betreibbare
Elektromotoren sind. Allerdings besteht auch die Möglichkeit, mit den jeweiligen
Antrieben oder nur mit denjenigen Antrieben, die die längste Auslaufzeit und/oder
die größeren umlaufenden Massen haben, kleine Generatoren im Leerlauf mitlaufen
zu lassen und sie bei Spannungsausfall zu aktivieren. Über entsprechende Gleichrichterschaltungen
können sie den gemeinsamen Gleichspannungs-Zwischenkreis 'durch Ausnutzung der kinetischen
Energie der umlaufenden Massen aufrechterhalten.
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Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen werden so die-antriebe mit der
längeren Auslaufzeit durch die Umschaltung auf Generatorwirkung zwar abgebremst,
die dabei gewonnene elektrische Energie dient aber zur Speisung des gemeinsamen
Gleichspannungs-Zwischenkreises, wodurch die Antriebe der schneller auslaufenden
Wellen und Wellengruppen auf dem ihnen vorgegebenen Drehzahlniveau gehalten werden
können. In Weiterbildung der Erfindung können die vorbeschriebenen Maßnahmen unterstützt
werden durch die Anordnung von entsprechend bemessenen Pufferkondensatoren im gemeinsamen
Gleichspannungs-Zwischenkreis, durch die die maximal überbrückbare Dauer'solcner
Spannungsausfälle beträchtlich verlängert werden kann.
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Durch das Absenken der Grundfrequenz mit der Ausfall der Spannung
aus dem Netz wirken zunächst infolge der nun dem Drehfeld vorauseilenden Anker alle
Motoren, auch die schneller auslaufenden, als Stromerzeuger, weshalb es zu uneriü-nschten
Spannungsspitzen kor.men kann. ts kann daher vorteilhaft sein, durch einen sog.
Chopper in Verbindung mit einer Spannungsvergleichsschaltung diese unerwänschten
Spannungsspitzen wegzuschneiden. In der Regel stellt sich aber schnell ein Betriebszustand
ein, bei dem die schneller auslaufenden Aggregate unterstützt werden müssen, damit
die Einhaltung der vorgegebenen Drehzahlverhältnisse zwischen den einzelnen Antrieben
gewährleistet bleibt.
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In Ausgestaltung der Erfindung ist jedem Einzelantrieb ein eigener
Einzelsollwertgeber und ggf. eine die genaue Einhaltung der vorgegebenen Drehzahl~besorgende
Regelschaltung oder Ansteuerung zugeordnet. Bei einer besonderen Ausbildungsform
wird dabei eine wirksame Potentialtrennung zwischen dem zentralen Sollwertgeber
und den Einzelsollwertgeber und die Vermeidung kapazitiver und induktiver Störeinflüsse
durch wegen der beschränkten Platzverhältnisse
eng benachbarte,
parallel verlaufende VersorgungsleitUngen erreicht, indem die Signalübermittlung
durch in Lichtwellenleitern geführte Lichtimpule erfolgt.
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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung können den Ansprüchen
entnommen werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist auf eine Reihe verschiedener Textilmaschinen
anwendbar, deren Produktion durch die erwähnten Spannungsausfälle gefährdet ist.
Dies gilt insbesondere für Falschdrall-Texturiermaschinen oder für Spinnmaschinen,
da bei beiden die Einhaltung vorgegebener Drehzahlverhältnisse bzw. Fad'engeschwindigkeiten'für
die Qualität der Produktion von ausschlaggebender Bedeutung ist.
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Im folgenden we-rden Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.
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Es zeigen Fig. 1 die schematisierte Ansicht einer Friktionsfalschzwirnkräuselmaschine;
Fig. 2 Getriebeverbindungen (zur Aufrechterhaltung des bis 4 Grenzwertes der Drehzahlverhältnisse;
Fig. 5 eine elektrische Verbindunc; zur Aufrechterhaltung der Drehzahlverhältnisse;
Fig. 6 eine getriebliche Verbindung der Antriebswellen mit Freilaufkupplung; rig.
7 Schaltschema zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; Fig. 8 Stromlaufplan
eines Frequenzwandlers.
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Die Fig. 1 zeigt eine Friktionsfalschzwiriikräuselmaschine.
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Dabei ist das Spulengatter mit den Vorlagespulen nicht dargestellt.
An jeder Fadenbearbeitungsstelle (Stelle)
wird ein von einer Vor
lage spule kommender Faden von dem Lieferwerk 1 abgezogen und sodann über Heizeinrichtung
2 und Kühleinrichtung 3 in den Friktionsfalschdraller 4 geführt. Der' Faden wird
aus der Texturierzone durch das zweite Lieferwerk 5 abgezogen. Er gelängt' sodann
entweder unmittelbar zur Aufwicklung 6 oder wird durch eine weitere, hier nicht
dargestellte Eieizeinriclltung und ein weiteres, hier nicht dargestelltes Lieferwerk
zur Aufwicklung 6 -geführt. Die Aufwicklung 6 besteht aus der Changiereinricntung,
von welcher hier nur die Kehrgewindewalze 7 dargestellt ist, und aus der Treibwalze
8, auf welcher die Spule 9 aufliegt. Die Halterung der Spule 9 ist hier ebenfalls
nicht dargestellt.
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Die Falschzwirnkräuselmaschine wird durch drei Antriebsmotoren angetri'eben.
Antriebsmotor 10 dient zum Antrieb der Friktionsfalschdraller.
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Dies kann z.B.'durch einen endlos umlaufenden, vom Motor 10 angetriebenen
Tangentialriemen erfolgen, an welchem die Wirtel der'Friktionsfalschdraller anliegen.
Es ist jedoch auch möglich, die Friktionsfalschdraller durch eine sich in Maschinenlängsrichtung
erstreckende Welle anzutreiben,
deren Drehmoment auf die einzelnen
Friktionsfalschdraller durch Winkelgetriebe oder Riemengetriebe oder ähnliches übertragen
wird. Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, daß jeder Friktionsfalschdraller einen
einzelnen Antriebsmotor anstelle des zentralen Antriebsmotors 10 besitzt.
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Friktionsfalschdraller, die dem Faden dadurch einen Drall erteilen,
daß der Faden zwischen zwei quer zur Fadenachse bewegten Oberflächen eingeklemmt
wird, sind z.B, gezeigt in US-PS 3,156,084 und 3,045,416 und 3,488,941, 4,012,897,
4,144,700, 4,144,701, 4,145,871, Bag. 1187 = US-PS 4,339,915.
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Antriebsmotor 11 dient zum Antrieb der Kehrgewindewalzen der Changiereinrichtung.
Antriebsmotor 12 dient zum Antrieb der Treibwalzen 8 der Aufwicklung 6 sowie zum
Antrieb der Lieferwerke 1 und 5, die hier dargestellt sind, sowie der weiteren nicht
dargestellten Lieferwerke.
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im Die Lieferwerke und die Treibwalzen sind durch den einzelnen nicht
dargestellten Getriebezug 13 miteinander derart verbunden, daß zwischen den Lieferwerken,
1 und 5 sowie zwischen dem Lieferwerk 5 und den Treibwalzen 8 die Ubersetzungsverhältnisse
im Rahmen der getrieblich vorgegebenen Stufung oder bei Verwendung entsprechender
Getriebe evtl.
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auch stufenlos erfolgen kann.
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Die Antriebsmotoren 10 und 12 sind durch eine Schalteinrichtung 14
miteinander verbunden, die anhand der weiteren Figuren näher erläutert wird.
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In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird die Drehzahl des Antriebsmotors
10 bzw. der von ihm ausgehenden Welle 15 sowie die Drehzahl des Antriebsmotors 12
und der von ihm ausgehenden Welle 16 durch Drehzahlmesser 17 und 18 gemessen.
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Die Meßwerte werden einem Rechner 19 aufgegeben, der über Leitung
20 bei Ausfall der Energie im Hauptleitungsnetz 21 aktiviert wird. Bei Erreichen
eines bestimmten, eingestellten Drehzahlverhältnisses zwischen Welle 16 und Welle
15 schaltet der Rechner eine Hilfsstromquelle 22 mit dem Magneten 23 einer Kupplung
24 zusammen. Durch die Aktivierung des Magneten 23 wird Ankerscheibe 25 der einen
mit der Welle i5 drehfest verbundenen Kupplungshälfte angezogen 'und dadurch das
Zahnrad 26, welches auf der Welle frei drehbar gelagert ist, mit der Welle 15 über
Kupplung 24 drehfest verbunden. Uber Zahnrad 27 wird nunmehr ein bestimmtes Drehzahlverhältnis
zwischen den Wellen 15 und 16 fest vorgegeben, das dem erfindungsgemäßen Mindestgeschwindigkeitsverhältnis
entspricht.
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Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 erfolgt lediglich eine Drehzahlmessung
der Welle 16 durch Drehzahlmesser 18.
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Der Rechner 19 ist so programmiert, daß bei Ausfall des Stroms'im
Hauptnetz 21 und bei Erreichen einer bestimmten Drehzahl der Welle 16 die Hilfsstromquelle
22 auf den Magneten 23 der Kupplung 24 geschaltet wird. Der Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel
nach Fig. 2 besteht darin, daß lediglich eine Drehzahl gemessen und durch Versuch
bestimmt wird, bei welchem 'Drehzahlabfäll damit zu rechnen ist, daß das vorgegebene
Min'destdrehzahlverhältnis unterschritten wird.
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Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist der Rechner 19 mit einem Zeitgl'ied
29 ausgestattet. Dieses Zeitglied wird aktiviert, wenn der Strom im Hauptnetz 21
ausfällt. Nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit wird die Hilfsstromguelle 22 auf den
Magneten 23 der Kupplung 24 geschaltet. Die vorzugebende zeit ist wiederum durch
Versuch zu ermitteln. Die Zeit ist so vorzugeben, daß das Mindestdrehzahlverhältnis
mit Sicherheit nicht unterschritten wird.
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Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 3 und 4 wird zweckmäßigenzeise
eine kraftschlüssige Kupplung verwandt, da unvermeidlich ist, daß das durch die
Zahnräder 26, 27 vorgegebene Mindestdrehzahlverhältnis zwischen 'den Wellen 15 und
16 im Zeitpunkt der-Schaltung nicht genau eingehalten werden kann. Das Ausführungsbeispiel
nach Fig. 2 hat demgegenüber den Vorteil, daß die Schaltung schlupffrei erfolgt.
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In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist der Motor 12 mit einem
Hilfsgenerator 30 verbunden. Bei Stromausfall im Hauptnetz 21 wird das Zeitglied'32
aktiviert. Dieses'schaltet nach einer vorgegebenen Zeit die Schalteinrichtung 31
so, daß der Motor 10 mit dem Hilfsgenerator verbunden wird. Es treibt nunmehr die
mit dem Motor 12 und Hilfsgenerator 30 verbundene rotierende Masse den Motor 10
mit den Friktionsfalschdrallern. Durch geeignete elektrische Maßnahmen kann dabei
das vorbestimmte ,slindestdrehzahlverhältnis eingehalten werden.
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In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 werden die Motoren 10 und 12
durch Treibriemen 33 und Riemenscheiben 34, 35 miteinander verbunden. Riemenscheibe
35 ist mit der Welle 16 drehfest verbunden. Riemenscheibe 34 ist mit der Welle 15
über eine Freilaufkupplung 36 verbunden. Dabei-kann es sich um eine handelsübliche
Freilaufrollenkupplung handeln.
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Die Freilaufkupplung ist so eingebaut und eingestellt', daß sie nicht
greift, solange die Drehzahl der Welle 15 größer ist als die Drehzahl der Riemenscheibe
34. Sobald Drehzahlgleichheit eintritt, greift die Freilaufkupplung ein.
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Dadurch wird vermieden, daß das durch die Riemenscheiben 34-und 35
vorgegebene Mindestdrehzahlverhältnis zwischen Wellen 15 und 16 unterschritten wird.
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Maßgebend für die Berechnung des Mindestdrehzahlverhältnisses ist
zum einen die Oberflächengeschwindigkeit 0 des
Friktionsfalschdrallers
im Zwirnbereich. Jeder Oberflächengeschwindigkeit ist eine bestimmte Drehzahl der
Welle 15 zugeordnet, abhängig von der getrieblichen Verbindung und Übersetzung zwischen
der Welle 15 und der Friktionsfalschdrallern4.- Maßgebend ist weiterhin die Fadengeschwindigkeit
y im Zwirnbereich, welche- der Umfangsgeschwindigkeit des Lieferwerks 5 im wesentlichen
entspricht. Dieses Geschwindigkeitsverhältnis sol erfindungsgemäß nicht unter 1,
vorzugsweise nicht unter 1,2 fallen,'wodurch Fadenbrüche und Schädigungen noch sicherer
vermieden werden.
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Aus diesem Mindestgeschwindigkeitsverhältnis O/y läßt sich das Mindestdrehzahlverhältnis
der Wellen bzw. Motoren berechnen.
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Fig'. 7 zeigt das erfindungsgemäße Schaltschema für eine beliebige
Textilmaschine mit drei Antriebsstellen 110k bis'110D; für die mittlere Stelle soll
durch dieDarstellunc zwe-ier Antriebe 110B und 110C anqedeutet werden, daß es sich
um eine Antriebsgruppe handelt. Die aus dem Drehstromnetz löl entnommene Spannung
wird im Gleichr-ichter 102 in Gleichstrom umgewandelt und anschließend mit Hilfe
der londensatoren 103'.geg'lättet, worauf sie in den gemeinsamen Gleichspannungs-Zwi
schenlrreis eingespeist -wird. Aus diesem werden-die Umrichter 109 der drei Antriebsstellen
gespeist, die die aus dem gemeinsamen Gleichspannungs-Zwischenkreis 104 gezogene
Gleichspannung wieder in Dreiphasenwechselspannung, jedoch mit einer der für die
jeweilige Stelle vorgegebenen Drehzahl entsprechenden Frequenz, umwandeln.
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Für die gesamte Maschine ist ein ebenfalls aus dem gemein--samen Gleichspannunas-Zwischenkreis
104 versorgter zentraler Sollwertgeber 105 zur Erzeugung der Leit- oder Grundfrequenz
f vorgesehen. Ihm ist in der Darstellung ein Integrator 106 sowie ein Spannungsvergleicher
111 zugeordnet.
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Den Integrator ist eine Notumschaltung 115 zugeordnet, deren Funktion
weiter unten beschrieben wird. Der Spannungsvergleicher 111 wirkt mit einer Widerstandsschaltung
112, 113, einem sog. Chopper, zusammen , deren Aufgabe die Vermeidung unerwünschter
Spannungsspitzen im gemeinsamen Gleichspannungs-Zwischenkreis 104 ist. Die Festlegung
der Grenzspannung erfolgt durch die Einstellung 114.
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Jeder der drei Antriebseinheiten 110A, 110B - 11QC, 110D ist ein über
Signalübertrager 11& mit dem zentralen Sollwertgeber 105 verbundener Einzelsollwertgeber
107 vorgeschaltet, der die Aufgabe hat, die G'rundfrequenz f in die für den jeweiligen
Antrieb 110A bis 110D erforderliche Frequenz f1, f2, 3 umzuformen. Eine Ansteuerung
108 zwischen den Einzelsollwertgebern 107 und den Umrichtern 109 dient der genauen
Einhaltung der vorgegebenen Drehzahl bzw. der Führung des Drehzahlverlaufs bei drehzahlvernQerlichen
Antriebseinheiten wie beispielsweise bei direkt angetriebenen' Aufwickeleinheiten.
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Bei Spannungsausfall wird nun - über den Integrator 106 -die im zentralen
Sollwertgeber 105 erzeugte Grundfrequenz f um eine entsprechend der Maschinencharakteristik
auf Grund von Erfahrungswerten festgelegte Spanne abgesenkt.
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Dies kann durch einen Handschalter oder vorteilhaft durch eine Notumschaltung
115 geschehen, die sofort oder mit einer einstellbaren Zeitverzögerung oder Vorlaufzeit
die Absenkung der Grundfrequenz schaltet. Anschließend wird während des Spannungsausfalls
die Grundfrequenz f durch den Integrator 106 geführt. Dies kann abhängig von der
Spannung im Gleichspannungs-Zwischenkreis 104 oder zusätzlich bzw.
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ausschließlich abhängig von einem im wesentlichen konstanten Spannungs/Frequenz-Verhältnis
an den einzelnen Antrieben 110A bis 110D erfolgen.
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Das Schaltschema nach Fig. 7 ist auf die Falschzwirnkräuselmaschine
nach Fig. 1 anwendbar, wenn mit Motor 110A des Schaltschemas der in Fig. 1 nicht
dargestellte Antriebsmotor der Lieferwerke 1 und der zweiten Lieferwerke 5, mit
den Motoren 110B der l-lotor 10 der Friktionsfalschdraller 4 bzw. alternativ mit
den untereinander verbeldenen Motoren 1103, 110C und vielen in gleichartiger Weise
mit dem Frequenzwandler 109 verbundenen Motoren die Antriebsmotoren für jeden einzelnen
Friktionsfalschdraller 4,und wenn mit dem Motor 11D der Antriebsmotor 12 für die
Treibwalze 8 nach Fig. 1 bezeichnet wird. Zu erwähnen ist, daß in Fig. 7 noch ein
weiterer Motor anzufügen wäre, der den Antriebsmotor 11 für die Kehr gewindewalze
7 nach Fig. 1 bezeichnet.
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In Fig. 8 ist zur Veranschaulichung ein Schaltschema für einen Frequenzwandler
mit Dreiphasennetz 101, Gleichrichterschaltung 102, Gattung 103, Gleichspannungszwischenkreis
104, dargestellt. Das Regelgerät 135 mit dem Sollwertgeber 115 enthält - bezogen
auf Fig. 7 - insbesondere den Integrator 106,, den zentralen Sollwertgeber 105,
durch den die Grundgeschwindigkeit der Maschine einstellbar ist, den Spannungsvergleicher
111, den Grenzspannungseinsteller 114, und die lJiderstandsscllaltung 112 (Chöpper).
Über die Leitungen 116 werden die als Block dargestellten Xinzelsollvertgeber 107
und Ansteuerung-en 108 angesteuert.
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tDiese-steuern ihrerseits - wie sich auch aus Fig. 7 ergibt - die'Umrichter
109 an, die die Gleichspannung des Gleichspannungszwischenkreises 104 in eine iechselspannung
von wählbarer Frequenz umformen. Wie sich aus Fig. 8 ergibt, b'estehen die Umformer
109 aus den Transistoren 125, 125, 127, 128, die in Brücke geschaltet sind, sowie
aus den Freilaufdioden 129 bis 132. Der Stator 133 des rotors 119 ist mit der Brückenschaltung
für die Transistoren bzw. Dioden verbunden. Der Sekundärstronkreis ist mit 134 bezeichnet.
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twit 137 ist ein Drehzahlfühler für den Rotor des jeweiligen Motors
bezeichnet.
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Bei dieser Schaltung kann über die Freilaufdioden ein Strom in den
Gleichspannungszwischenkreis 104 zurückgespeist werden, wenn die durch die Drehzahl
des Rotors 134 vorgegebene Motorfrequenz größer als die bei Stromausfall über Sollwertgeber
115 gesenkte, durch Einzelsollwertgeber 107 vorgegebene Steuerfreguenz ist.
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BE ZUGSZEICHENAUFSTELLÜNG 7 Lieferwerk 2 Heizeinrichtung 3 Kühleinrichtung
4' Friktionsfalschdraller 5 zweites Lieferwerk 6 Aufwicklung 7 Kehrgewindewalze
8 Treibwalze 9 Spule 10 erster Motor für Friktionsfal-schdraller 11 Motor für Changierantrieb
12 zweiter Motor für Lieferwerke ünd Treibwalzen bzw. Aufwicklung 13 Getriebezug,
durch den Lieferwerke 1 und5 sowie Treibwalze 8 miteinander verbunden sind.
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15 Welle 16 Welle 17 Drehzahlmesser 18 Drehzahlmesser 19 Rechner 20
Leitung 21 Haupt leitungsnetz 22 Hilfsstromquelle 23 Magnet 24 Kupplung 25 Ankerscheibe
26 Zahnrad 27 Zahnrad 29 Zeitglied
30 Hilfsgenerator 31 Schalteinrichtung
32 Zeitglied 33 Treibriemen 34 Riemenscheiben 35 Riemenscheibe 36 Freilaufkupplung
101 Netz 102 Gleichrichter 103 Kondensator; Pufferkondensator 104 gemeinsamer Gleichspannungs-Zwischenkreis
105 zentraler Sollwertgeber 106 Integrator 107 Einzelsollwertgeber 108 Ansteuerung
109 Umrichter 110 Antrieb; Motor 111 Spannungsvergleicher 112 Widerstandsschaltung
113 Widerstand 11 4 Grenzspannungseinschaltung 115 Soliwertgeber für Grunddrehzahl
116 Signalübertrager 125 Schalttransistor 126 Schalttransistor 127 Schalttransistor
128 Schalttransistor 129 Diode' Freilaufdiode 130 Diode, Freilaufdiode 131 Diode'
Freilaufdiode 132 Diode, Freilaufdiode 133 Primärkreis
134 Sekundärkreis
135 Regelgerät 137 Drehzahlfühler 138 Siebdrossel
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