DE4232302B4 - Streckwerk für eine Spinnereimaschine, insbesondere für eine Regulierstrecke für Baumwolle - Google Patents

Streckwerk für eine Spinnereimaschine, insbesondere für eine Regulierstrecke für Baumwolle Download PDF

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Abstract

Streckwerk für eine Strecke, insbesondere eine Regulierstrecke für Baumwolle, mit einem Eingangswalzenpaar, einem Mittelwalzenpaar und einem Ausgangswalzenpaar, von welchen jeweils die Eingangsunterwalze, die Mittelunterwalze und die Aungangsunterwalze angetrieben sind, wobei die Eingangsunterwalze und die Mittelunterwalze über Übertragungsstufen von einem gemeinsamen Elektromotor angetrieben sind, dadurch gekennzeichnet , dass einem gemeinsamen Element der Übertragungsstufen zwischen dem Elektromotor (14) und der Eingangsunterwalze (10) sowie der Mittelunterwalze (11) ein Klemmfreilauf (49) zugeordnet ist, der ein Drehen der Eingangsunterwalze (10) und der Mittelunterwalze (11) entgegen der Laufrichtung (Pfeilrichtung A) eines zu verarbeitenden Faserverbandes (16) sperrt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Streckwerk für eine Strecke, insbesondere einer Regulierstrecke für Baumwolle, mit einem Eingangswalzenpaar, einem Mittelwalzenpaar und einem Ausgangswalzenpaar, von welchen jeweils die Eingangsunterwalze, die Mittelunterwalze und die Ausgangsunterwalze angetrieben sind, wobei die Eingangsunterwalze und die Mittelunterwalze über Übertragungsstufen von einem gemeinsamen Elektromotor angetrieben sind.
  • Durch die nicht vorveröffentlichte DE 41 40 984 A1 gehört es zum Stand der Technik, der Mittelunterwalze und der Ausgangsunterwalze jeweils einen entgegen ihrer betriebsmäßigen Laufrichtung sperrenden Freilauf zuzuordnen. Mit dieser Ausbildung ist es möglich, ohne den Einsatz von verschleißgefährdeten Bauteilen wie Bremsen odgl. ein Zurückdrehen der Walzen im Stillstand aufgrund von Verzugsspannungen in dem Fasermaterial oder aufgrund eines elektronischen Driftens zu verhindern.
  • Der Erfindung liegt ebenfalls die Aufgabe zugrunde, bei Stillstand ein ungewolltes Zurückdrehen der Walzen zu verhindern, ohne das verschleißbehaftete Mittel verwendet werden.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass einem gemeinsamen Element der Übertragungsstufen zwischen dem Elektromotor und der Eingangsunterwalze sowie der Mittelunterwalze ein Klemmfreilauf zugeordnet ist, der ein Drehen der Eingangsunterwalze und der Mittelunterwalze entgegen der Laufrichtung eines zu verarbeitenden Faserverbandes sperrt.
  • In der Praxis hat sich gezeigt, dass bereits dann eine wesentliche Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik erzielt wird, wenn das Mittelwalzenpaar und damit indirekt auch das Einzugswalzenpaar mittels eines Klemmfreilaufes gegen ein Zurückdrehen gesperrt werden. In diesem Fall kann sich zwar das Ausgangswalzenpaar nach Abschalten der Antriebe zurückdrehen, jedoch hat sich gezeigt, dass dieses Zurückdrehen lediglich des Ausgangswalzenpaares relativ ungefährlich ist und beim Wiederanfahren der Strecke ohne weiteres beherrscht werden kann.
  • Zweckmäßig ist zwischen dem einen Elektromotor und wenigstens zwei angetriebenen Walzen eine gemeinsame Übertragungswelle angeordnet, der ein Freilauf zugeordnet ist. Dadurch ist nur ein Freilauf im Hauptantriebsstrang für zwei angetriebene Walzen angeordnet, was anlagemäßig einfach ist. Dieser Freilauf blockiert auch alle Drehbewegungen stromauf. Die Anordnung hat den weiteren Vorteil, daß an dieser Stelle konstruktiv ausreichend Raum für die Anordnung des Freilaufs vorhanden ist. Der Freilauf ersetzt ein Kugellager.
  • Schließlich besteht noch ein Vorteil darin, daß der Freilauf örtlich zwischen den beiden angetriebenen Walzen angeordnet ist, so daß ein gewisser Entfernungsausgleich vorhanden ist.
  • Zweckmäßig ist jedem Elektromotor eine elektronische Motorregeleinrichtung zugeordnet, die an die elektronische Maschinensteuereinrichtung angeschlossen sind. Bevorzugt ist den Elektromotoren jeweils ein Tachogenerator zugeordnet, der mit der zugehörigen elektronischen Motorregeleinrichtung in Verbindung steht Vorzugsweise werden die elektronischen Motorregeleinrichtungen jeweils der Art abgeglichen, daß die beim Stillstand von der elektronischen Maschinensteuerung an die Motorregeleinrichtungen abgegebenen Sollwerte ein Gegendrehmoment der Elektromotoren in der dem normalen Betrieb entgegengesetzten Drehrichtung zur Folge haben. Zweckmäßig werden die Drehung der Elektromotoren bestimmende Signale von der elektronischen Maschinensteuereinrichtung in die Motorregeleinrichtungen eingegeben. Vorzugsweise sind die Elektromotoren Wechselstrom-Servo-Motoren. Bevorzugt steht die elektronische Regeleinrichtung zum Ausgleichen von Unregelmäßigkeiten mit einem Meßglied, z. B. Nut-Feder-Walzenpaar, in Verbindung. Vorteilhaft wird eine gemeinsame elektronische Steuer- und Regeleinrichtung, z. B. ein Mikrocomputer, verwendet.
  • Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Freilauf ein Klemmkörperfreilauf, der bevorzugt mit einem Kugellager ein integrales Teil bildet. Der Klemmkörperfreilauf sperrt selbsttätig und sofort bei dem geringsten Drehmoment in Rückwärtsrichtung.
  • Bevorzugt ist bei diesem Streckwerk eine Einrichtung vorgesehen, die beim Stillsetzen an die Elektromotoren eine Spannung anlegt, deren Drehsinn dem Drehsinn einer während des normalen Betriebs angelegten Spannung entgegengerichtet ist, wobei zweckmäßig die Höhe der beim Stillsetzen abgegebenen Steuerspannung derart gewählt ist, daß ein elektronisches Driften in dem betriebsmäßigen Drehsinn der Elektromotoren 14, 17 ausgeschlossen ist. Vorteilhaft beträgt die beim Stillsetzen abgegebene Steuerspannung etwa –1 mV.
  • Vorteilhaft ist eine Einrichtung vorgesehen, die bei Stillstand an die Elektromotoren eine Spannung anlegt, deren Drehsinn dem Drehsinn einer während des normalen Betriebes angelegten Spannung entgegengerichtet ist, wobei bevorzugt die Höhe der bei Stillstand abgegebenen Steuerspannung derart gewählt ist, daß ein elektronisches Driften in dem betriebsmäßigen Drehsinn der Elektromotoren 14, 17 ausgeschlossen ist. Eine Drehung der Walzen wird dadurch mit Sicherheit ausgeschlossen, da einerseits die oben erwähnte Steuer spannung dem Drehsinn in Betriebsrichtung, andererseits der Freilauf dem Drehsinn in Gegenrichtung entgegenwirkt
  • Zweckmäßig beträgt die bei Stillstand ab gegebene Steuerspannung etwa –1 mV.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand von zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
  • Es zeigt:
  • 1a schematisch in Draufsicht ein erfindungsgemäßes Streckwerk, bei dem ein Freilauf einer gemeinsamen Übertragungswelle zugeordnet ist,
  • 1b Seitenansicht der Walzenpaare nach 1a,
  • 2a, 2b Blockschaltbilder der Einrichtungen, um beim Stillsetzen ein Driften im betriebsmäßigen Drehsinn auszuschließen,
  • 3a bis 3c ein Klemmkörperfreilauf und
  • Das in 1a dargestellte Regulierstreckwerk besitzt ein Eingangswalzenpaar 10, 10', ein Mittelwalzenpaar 11, 11' und ein Ausgangswalzenpaar 12, 12', von welchen jeweils die Eingangsunterwalze 10, die Mittelunterwalze 11 und die Ausgangsunterwalze 12 angetrieben sind. Diesen Unterwalzen 10, 11, 12 sind mit einstellbaren Andrückkräften belastete, frei drehbare Oberwalzen 10', 11', 12' zugeordnet (siehe Fig. 1b) Die Eingangsunterwalze 10 und die Mittelunterwalze 11 sind über eine Getriebestufe miteinander verbunden, deren Übersetzung einem vorgegebenen Vor-Verzug entspricht Die Mittelunterwalze 10 und damit auch die Eingangsunterwalze 11 werden von einem Elektromotor 14 angetrieben. Dem Elektromotor 14 ist ein Freilauf 49 nachgeordnet, der ein Drehen der Eingangsunterwalze 10 und der Mittelunterwalze 11 entgegen der Laufrichtung (Pfeilrichtung A) eines zu verarbeitenden Faserbandes 16 sperrt.
  • Die Ausgangswalze 12 ist mittels eines eigenen Elektromotors 17 angetrieben. Zwischen diesem Elektromotor 17 und der Ausgangsunterwalze 12 ist ein Freilauf 18 angeordnet, der ebenfalls ein Drehen der Ausgangsunterwalze 12 entgegen der Laufrichtung (A) des Faserbandes 16 sperrt.
  • Die Drehzahlen der Elektromotoren 14 und 17 werden mittels einer elektronischen Regeleinrichtung so geregelt, daß einerseits in der Hauptverzugszone zwischen dem Mittelwalzenpaar 11, 11' und dem Ausgangswalzenpaar 12, 12' ein Verzug bis zur gewünschten Feinheit erfolgt, während gleichzeitig Massenschwankungen des zulaufenden Faserbandes 16 so weit wie möglich ausgeglichen werden.
  • Nach 1a ist zwischen dem Elektromotor 14 und den beiden angetriebenen Walzen 10 und 11 eine gemeinsame Übertragungswelle 30 vorhanden, der der Freilauf 49 zugeordnet ist Die gemeinsame durchgehende Übertragungswelle 30 verwirklicht eine Verzweigung, wobei der Elektromotor 14 die Übertragungswelle 30 direkt und anschließend von der Übertragungswelle 30 abzweigend mittelbar stromab die beiden Walzen 10 und 11 antreibt Die Getriebestufen bzw. Übertragungsstufen mit Zahnriemen zu der Walze 10 einerseits und zu der Walze 11 andererseits sind auf diese Weise vorteilhaft einstellbar. Zwischen dem Elektromotor 17 und der Ausgangsunterwalze 12 ist ein Freilauf 50 vorhanden. Die Freiläufe 49 und 50 sind achsparallel zu den Walzen 10, 11 bzw. 12 angeordnet Mit 31 bis 41 sind Zahnräder oder Zahnriemenräder bezeichnet. Mit 42 bis 46 sind Zahnriemen bezeichnet Mit A ist der Fasermaterialfluß in Arbeitsrichtung angegeben.
  • Nach 2a ist jedem Elektromotor 14, 17 jeweils eine elektronische Motorregeleinrichtung 51 bzw. 52 (Drehzahlregelung) zugeordnet, die an die gemeinsame elektronische Maschinensteuereinrichtung 53 angeschlossen sind. Den Elektromotoren 14, 17 ist jeweils ein Tachogenerator 54 bzw. 55 zugeordnet, der mit der zugehörigen elektronischen Motorregeleinrichtung 51 bzw. 52 in Verbindung steht Die elektronischen Motorregeleinrichtungen 51, 52 werden jeweils der Art elektrisch abgeglichen, daß die beim Stillsetzen von der elektronischen Maschinensteuereinrichtung 53 an die Motorregeleinrichtungen 51, 52 abgegebenen Sollwerte 56 bzw. 57 für die Drehzahl und Drehrichtung ein Drehmoment der Elektromotoren 14 bzw. 17 in der dem normalen Betrieb (siehe Pfeil C bis H in Fig. 1b) entgegengesetzten Drehrichtung zur Folge haben.
  • 2b zeigt weiterhin, daß zusätzlich die Drehrichtung der Elektromotoren 14,17 bestimmende Signale 58 bzw. 59 von der elektronischen Motorsteuereinrichtung 52 in die Motorregeleinrichtungen 50 bzw. 51 eingegeben werden. Die Sollwerte bestimmen hier nur die Drehzahl.
  • In 2 ist die elektronische Maschinensteuereintichtung dargestellt Es kann eine gemeinsame elektronische Steuer- und Regeleinrichtung, z. B. ein Mikrocomputer, verwendet werden, die die Maschinensteuereinrichtung 52 und die (nicht dargestellte) elektronische Regeleinrichtung zum Ausgleichen von Ungleichmäßigkeiten umfaßt.
  • Mit 60 ist ein Meßwertumwandler bezeichnet, der Wegauslenkungen des Nutwalzenpaares 25 in elektronische Signale umwandelt.
  • Die elektronischen Motorregeleinrichtungen 50, 51 werden jeweils derart abgeglichen, daß die beim Stillsetzen abgegebenen Sollwerte 53, 54 tendenziell den Motoren 14, 17 eine leichte, der dem normalen Betrieb entgegengesetzten Drehrichtung erteilen, wobei eine Drehung aber durch die Freiläufe 18, 49, 50 verhindert wird. Auf diese Weise ist eine Vorlaufsperre verwirklicht.
  • Mit 61, 62, 63 sind die Antriebswellen der Unterwalzen 10, 11 bzw. 12 bezeichnet Mit 64 ist eine Übertragungswelle zwischen dem Elektromotor 17 und der Unterwalze 12 bezeichnet.
  • Die Unterwalzen 10, 11, 12 haben eine Drehzahl z. B. von 1400, 2000 bzw. 7200 U/min und einen Durchmesser z. B. von 35 mm, 35 mm bzw. 40 mm. Am Ausgang der Walzen 12, 12' beträgt die Bandlaufgeschwindigkeit ca. 900 m/min bei der Drehzahl 7200 U/min der Unterwalze 12.
  • Als Rücklaufsperre gestatten die Freiläufe 18, 49, 50 eine Drehbewegung der Walzen nur in eine Richtung, d. h. in Vorlaufrichtung C bis H (vgl. Fig. 1b) während des Betriebes. Nach Stillstand des Streckwerkes verhindert der Freilauf eine rückläufige Drehbewegung der Walzen
  • Bei einem Kugellagerfreilauf liegen die Kugeln in einem massiven Käfig, der entsprechend Fig. 3 gleichzeitig eine Anzahl einzeln angefederter Klemmkörper 65 führt Die Klemmkörper 65 haben in Freilaufrichtung I aufgrund ihrer geometrischen Form "abhebende Tendenz", die bei hohen Drehzahlen bis zur vollendeten Berührungsfreiheit zu den Ringen (Innenring 66 und Außenring 67) führt Wichtig ist eine ausreichende relative Käfigdrehzahl aus genügender Radialbelastung des Lagen. Dieser Klemmkörperfreilauf 18, 49, 50 arbeitet stufenlos und kraftschlüssig. Die Klemmkörper 65 heben in Freilaufrichtung I (Vorlaufrichtung) aufgrund der Fliehkraft ab. In Rücklaufrichtung K tritt eine Klemmwirkung und damit die Sperrwirkung aufgrund der Anpressung der Feder 68 der Klemmkörper 65 gegen die Ringe 66, 67. Der Innenring 66 ist fest, z. B. als Preßsitz, auf der Antriebswelle (z. B. 30) für die Unterwalzen angeordnet, wodurch die Sperrwirkung gegenüber der Antriebswelle eintritt Der Außenring 67 dreht sich nicht
  • 3a zeigt einen Ausschnitt aus einem Klemmkörperfreilauf, bei dem die Klemmkörper 65 an den Ringen 66, 67 anliegen, so daß der Rücklauf in Richtung K gesperrt ist In Fig. 3b und 3c ist die Kombination eines Klemmkörperfreilaufs mit einem Kugellager dargestellt In 3c sind die Klemmkörper 65 von den Ringen 66, 67 abgehoben, d. h. es ist die Freilaufdrehung I dargestellt Mit 69 sind die Kugeln bezeichnet Die Erfindung ist am Beispiel eines Klemmkörperfreilaufs dargestellt, umfaßt aber auch andere kraftschlüssig wirkende Freiläufe, z. B. Klemmrollenfreiläufe. Weiterhin umfaßt die Erfindung sowohl ungelagerte Freiläufe, bei denen die Welle durch separate Lager, z. B. Wälzlager, gelagert ist als auch gelagerte Freiläufe (Kombination), bei denen der Freilauf und z. B. das Wälzlager (Kugellager, Zylinderrollager, Nadellager, Tonnenlager) ein integrales Bauteil (3b, 3e) bilden.
  • Durch die Rücklaufsperre in Gestalt der Freiläufe 18, 49, 50 wird die Aufgabe gelöst, das Zurückdrehen der Walzen bei Stillstand auszuschließen; das Zurückdrehen tritt praktisch immer auf und ist insbesondere durch eine Entspannung der Faserbänder und der Antriebsriemen verursacht
  • Die Vorlaufsperre in Gestalt des Gegendrehmoments für die Elektromotoren 14, 17 hat den weiteren Vorteil, daß das unerwünschte Vorwärtsdrehen der Walzen bei Stillstand ausgeschlossen wird; das Vorwärtsdrehen tritt nur dann auf, wenn die Motorregeleinrichtungen 51, 52 (Antriebssystem) nicht exakt auf ±0 abgeglichen sind, d. h. das Vorwärtsdrehen kann auftreten. Erwünschter Abgleich liegt an sich vor, wenn bei einem Sollwert 56, 57 von Null der Elektromotor 14, 17 still steht Im Betrieb kann aber Abweichung vom Nullabgleich und damit elektronisches Driften in Vorlaufrichtung auftreten, das durch das Gegendrehmoment vermieden wird.

Claims (21)

  1. Streckwerk für eine Strecke, insbesondere eine Regulierstrecke für Baumwolle, mit einem Eingangswalzenpaar, einem Mittelwalzenpaar und einem Ausgangswalzenpaar, von welchen jeweils die Eingangsunterwalze, die Mittelunterwalze und die Aungangsunterwalze angetrieben sind, wobei die Eingangsunterwalze und die Mittelunterwalze über Übertragungsstufen von einem gemeinsamen Elektromotor angetrieben sind, dadurch gekennzeichnet , dass einem gemeinsamen Element der Übertragungsstufen zwischen dem Elektromotor (14) und der Eingangsunterwalze (10) sowie der Mittelunterwalze (11) ein Klemmfreilauf (49) zugeordnet ist, der ein Drehen der Eingangsunterwalze (10) und der Mittelunterwalze (11) entgegen der Laufrichtung (Pfeilrichtung A) eines zu verarbeitenden Faserverbandes (16) sperrt.
  2. Streckwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem einen Elektromotor (14) und wenigstens zwei angetriebenen Walzen (10, 11) eine gemeinsame Übertragungswelle (30) angeordnet ist der ein Freilauf (49) zugeordnet ist.
  3. Streckwerk nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Elektromotor (14, 17) eine elektronische Motorregeleinrichtung (51, 52) zugeordnet ist, die an die elektronische Maschinensteuereinrichtung (53) angeschlossen sind.
  4. Streckwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß den Elektromotoren (14, 17) jeweils ein Tachogenerator (54, 55) zugeordnet ist, der mit der elektronischen Motorregeleinrichtung (51, 52) in Verbindung steht.
  5. Streckwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß die elektronischen Motorregeleinrichtungen (51, 52) jeweils der Art abgeglichen werden, daß die beim Stillstand von der elektronischen Maschinensteuereinrichtung (53) an die Motorregeleinrichtungen (51, 52) abgegebenen Sollwerte (56, 57) ein Gegendrehmoment der Elektromotoren (14, 17) in der dem normalen Betrieb entgegen gesetzten Drehrichtung zur Folge haben.
  6. Streckwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehrichtung der Elektromotoren (14, 17) bestimmende Signale (58, 59) von der elektronischen Maschinensteuereinrichtung (52) in die Motorregeleinrichtungen (50, 51) eingegeben werden.
  7. Streckwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektromotoren (14, 17) Wechselstrom-Servo-Motoren sind.
  8. Streckwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Regeleinrichtung zum Ausgleichen von Unregelmäßigkeiten mit einem Meßglied,z. B. Nut-Feder-Walzenpaar (60), in Verbindung steht.
  9. Streckwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine gemeinsame elektronische Steuer- und Regeleinrichtung, z. B. ein Mikrocomputer, verwendet wird.
  10. Streckwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Freilauf (18, 49, 50) ein Klemmkörperfreilauf ist.
  11. Streckwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Freilauf (18, 49 50) mit einem Kugellager ein integrales Teil bildet.
  12. Streckwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die beim Stillsetzen an die Elektromotoren (14, 17) eine Spannung anlegt, deren Drehsinn dem Drehsinn einer während des normalen Betriebes angelegten Spannung entgegengerichtet ist.
  13. Streckwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der beim Stillsetzen abgegebenen Steuerspannung derart gewählt ist, daß ein elektronisches Driften in dem betriebsmäßigen Drehsinn der Elektromotoren (14, 17) ausgeschlossen ist.
  14. Streckwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Stillsetzen abgegebene Steuerspannung etwa –1 mV beträgt.
  15. Streckwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die bei Stillstand an die Elektromotoren (14, 17) eine Spannung anlegt, deren Drehsinn dem Drehsinn einer während des normalen Betriebes angelegten Spannung entgegengerichtet ist.
  16. Streckwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der bei Stillstand abgegebenen Steuerspannung derart ge wählt ist, daß ein elektronisches Driften in dem betriebsmäßigen Drehsinn der Elektromotoren (14, 17) ausgesehlossen ist.
  17. Streckwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die bei Stillstand ab gegebene Steuerspannung etwa –1 mV beträgt.
  18. Streckwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 17, durch gekennzeichnet, daß der Freilauf (18, 49, 50) ein Wälzlagerfreilauf ist.
  19. Streckwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 18, durch gekennzeichnet, daß ein kraftschlüssiger Freilauf (18, 49, 50) vorhanden ist.
  20. Streckwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein nahezu verschleißfreier Freilauf (18, 49, 50) vorhanden ist.
  21. Streckwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die bei Stillstand an den Elektromotoren (14, 17) ein Gegendrehmoment der Elektromotoren (14, 17) in der dem normalen Betrieb entgegengesetzten Drehrichtung erzeugt.
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