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Antrieb von flachen Kulierwirkmaschinen durch einen stufenlos regelbaren
Drehstrom-Nebenschluß-Konunutatormotor Die neuzeitigen Wirkmaschinen, insbesondere
Cottonwirkmaschinen, stellen erhebliche Anforderungen an die Leistungsfähigkeit
und Anpassung der Motoren an die Eigenarten der Maschine. Dadurch, daß u. a. auf
ein und derselben Maschine der Strumpf durchgehend fertiggewirkt wird, wobei noch
häufig besondere Musterungen, Verstärkungen, Plattierungenusw. angewendet werden,
ergeben sich für alle diese verschiedenartigen Arbeiten auch besonders günstige
Drehzahlen für jeden der " einzelnen Arbeitsvorgänge, wobei zu beachten ist, daß
auch das Kraftbedarfsmoment der Maschine in den einzelnen Fällen ganz verschieden
ausfallen kann. Die Forderungen gehen sogar so weit, daß bei zwei verschiedenen
Arbeitsvorgängen, die mit der gleichen Drehzahl vorgenommen werden können, die von
der Maschine verlangten Drehmomente sehr stark voneinander abweichen.
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Eine weitere Forderung bei den neuzeitlichen Cottonwirkmaschinen ist
die, die Maschine zum Einarbeiten oder Nachsehen ganz langsam durchzudrehen.
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Die bisher mit großem Erfolg für Wirkmaschinen benutzten polumschaltbaren
Motoren vermögen zwar eine Reihe der neuen Anforderungen zu erfüllen; es ergeben
sich jedoch dabei verwickelte Motorkonstruktionen, die den Antrieb unübersichtlich
machen und auch im Verhältnis zu seiner Verwendungsmöglichkeit teuer sind. Vor allen
Dingen gestatten sie nicht eine feinstufige, verlustlose Regelung über -einen großen
Regelbereich.
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Man hat nun bereits Drehstrom-Nebenschluß-Kommutatormotoren zum Antrieb
von Wirkmaschinen verwendet, dabei jedoch nur von der Regelung der Drehzahlen durch
Bürstenverschiebung, und zwar durch Einstellung von Hand, Gebrauch gemacht, ohne
jedoch in irgendeiner Weise den Motor in Abhängigkeit von der Maschine entsprechend
den jeweils geforderten Drehzahlen umzuschalten. Dieser Antrieb ist den selbsttätig
umschaltbaren, polumschaltbaren Motoren unterlegen, insofern als er nicht gestattet,
die Erzeugung zu steigern.
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Die Erfindung zeigt einen Ausweg aus den bestehenden Schwierigkeiten
und ermöglicht es, sämtliche aufgestellten Forderungen in einwandfreier Weise wesentlich
besser zu erfüllen, als es bisher mit den. üblichen Mitteln möglich war. Die Erfindung
verwendet die bereits bekannten stufenlos regelbaren Drehstrom-Nebenschluß-Kommutatormotoren
zum Antrieb der
Wirkmaschinen und besteht darin, daß beim Übergang
von der normalen Drehzahl (beim Glattarbeiten) zur niederen Drehzahl (beim Mindern,
Plattieren, Decken usw.) oder umgekehrt das Verhältnis zwischen der Spannung an
der Sekundärwicklung des Motors und der Kommutatorspannung durch Umschaltung sprungweise
geändert wird. Es wird bei der Erfindung also nicht für die selbsttätige Steuerung
von der sonst bei der Drehzahlregelung solcher Motoren üblichen Bürstenverstellvorrichtung
Gebrauch gemacht, so daß diese Bürsten die einmal eingestellte Lage beibehalten.
Nach der selbsttätigen Umschaltung, beispielsweise vom Glattarbeiten auf das Mindern,
nimmt daher der Motor sofort wieder seine frühere Arbeitsgeschwindigkeit auf.
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Als Antriebsmotoren lassen sich die verschiedensten Arten, von stufenlos
regelbaren Drehstrom -Nebenschluß - Kommutatormotoren benutzen. Verwendet man beispielsweise
einen läufergespeisten Motor, so kann erfindungsgemäß zur sprungweisen Änderung
der Drehzahl die vorher vom Kommutator mit einer die Drehzahl beeinflussenden Spannung
gespeiste Sekundärwicklung kurzgeschlossen werden. Auf diese Weise ist es z. B.
möglich, von der normalen übersynchronen Arbeitsgeschwindigkeit rasch auf die Mindergeschwindigkeit
umzuschalten. Man kann erfindungsgemäß auch so verfahren, daß bei läufergespeisten
Nebenschluß-Kommutatormotoren zur sprungweisen Änderung der Drehzahl der Wicklungssinn
der Sekundärwicklung gegenüber der Kommutatorspannung umgekehrt wird. Die auf diese
Weise gewonnene niedere Geschwindigkeit läßt sich vorteilhaft z. B. beim Einlegen
der Kantenrechen benutzen.
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Der läufergespeiste Nebenschluß-Kommutatormotor gestattet erfindungsgemäß
aber auch noch das Erreichen einer ungewöhnlich niederen Geschwindigkeit, die zum
langsamen Durchdrehen der Maschine ausreicht und die dadurch hergestellt wird, daß
die wirksame Windungszahl der Sekundärwicklung durch Umschaltung, z. B. Reihenparallelschaltung,
geändert wird.
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Auch bei ständergespeisten Nebenschluß-Kommutatormotoren läßt sich
erfindungsgemäß eine sprungweise Änderung der Drehzahl dadurch erreichen, daß an
dem den Kommutator speisenden Regeltransformator eine Umschaltung der wirksamen
Windungszahlen oder der Richtung der Transformatorspannung vorgenommen wird. Dieser
Transformator kann im Ständer des Motors selbst untergebracht sein, er kann aber
auch, zwischen Netz und Kommutator eingeschaltet sein.
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Mit den bisher beschriebenen Mitteln lassen sich ausreichend viel
verschiedene Geschwindigkeiten erzielen, die sämtlich durch einfache Umschaltungen
sprungweise eingeschaltet werden, können. Will man, noch weitere Drehzahlen haben,
so kann man nach der Erfindung beispielsweise am Nebenschluß-Kommutatormotor auch
Polumschaltungen vornehmen.
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Die Schaltvorrichtungen zur Umschaltung des Motors entsprechend den
einzelnen Arbeitsabschnitten oder Vorgängen in. der Maschine fallen verhältnismäßig
sehr einfach aus; sie können daher auch bequem in üblicher Weise von der Wirkmaschine,
insbesondere von der Nockenkette oder der Jaquardvorrichtung, gesteuert werden.
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Die Zeichnungen geben einige Ausführungsbeispiele für die Erfindung.
In den Abb. i bis q. ist ein läufergespeister Nebenschluß-Kommutator mit einem festen
Bürstensatz veranschaulicht, und zwar in vier verschiedenen Betriebszuständen entsprechend
den verschiedenen Anforderungen der Maschine. In der Abb. i liegen die Wicklungen
i des Ständers 2 über einen Regelwiderstand 3 an den festen Bürsten q.. Der Motor
arbeitet beim Glattarbeiten im übersynchronen Drehzahlbereich; seine Geschwindigkeit
kann durch Veränderung des Widerstandes 3 beliebig geregelt oder eingestellt werden.
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Setzt jetzt eine Minderreihe ein, so schaltet die Nockenkette die
Maschine in bekannter Weise um. Dabei wird auch ein elektrischer Schalter gesteuert,
der die Schaltung nach der Abb. 2 herstellt. In dieser sind die Wicklungen i im
Ständer 2 in sich kurzgeschlossen, und der Motor läuft annähernd mit seiner synchronen
Drehzahl. Infolge des Nebenschlußverhaltens des Motors tritt die Drehzahländerung
fast augenblicklich ein., und auch beim nachfolgenden Übergang zum Glattarbeiten
läuft der Motor wieder auf die mit dem Widerstand 3 eingestellte Drehzahl hoch.
Für das Plattieren kann die gleiche Schaltung (Abb. 2) benutzt werden, wobei sich
als ganz besonderer Vorteil ergibt, daß der Motor infolge seines Nebenschlußverhaltens
jeweils das Drehmoment abgibt, das die Maschine verlangt. Das heißt, obwohl das
Drehmoment beim Mindern etwa nur % des Drehmqmentes beim Plattieren beträgt, läuft
der Motor im wesentlichen mit ein und derselben Drehzahl. -Wenn die Kantenrechen
in die Maschine eingelegt werden, so erfordert diese Arbeit einen sehr langsamen
Lauf, damit die Maschen nicht in, Verwirrung geraten oder Nadelbrüche eintreten.
Diese niedrige Geschwindigkeit läßt sich entsprechend der Abb. 3 dadurch erzielen,
daß die Wicklungen i des Ständers 2 von den festen Bürsten q. im entgegengesetzten
Sinn ;espeist werden. Auch hierbei erfolgt die Dreh-7,ahländerung augenblicklich.
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Zum Einarbeiten oder zum Durchprüfen der LVIaschine, wo diese mit
ganz langsamer Geschwindigkeit
durchgedreht wird, wird der Motor
entsprechend der Abb. q. geschaltet. Die Wicklungen i werden hierbei parallelgeschaltet
und im entgegengesetzten Sinne wie bei der Abb: i von den Bürsten q.@ gespeist.
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Die Abb.5 und 6 veranschaulichen ein Beispiel für einen Nebenschluß-Kommutatormotor
mit doppeltem Bürstensatz. Beim Beispiel der Abb. 5 arbeitet der Motor mit übersynchroner
Drehzahl, also z. B. glatte Ware; er kann dabei durch Verschieben der Bürstensätze
gegeneinander beliebig in seiner Drehzahl verlustlos eingeregelt werden. Zum Mindern
oder Plattieren wird wiederum, ähnlich wie in der Abb. 2, die Ständerwicklung i
. kurzgeschlossen (Abb.6). Der Motor läuft dann ungefähr mit synchroner Drehzahl.
Wie das Beispiel ferner zeigt, können in die Kurzschlußleitung noch Widerstände
5 eingeschaltet sein, die nach Bedarf durch Öffnen des Schalters 6 in den Stromkreis
gelegt werden. Auf diese Weise ist es möglich, verschiedene Drehzahlstufen in der
an sich gleichen Schaltung des Motors hervorzurufen. Die Einschaltung solcher Widerstände
läßt sich sinngemäß auch beispielsweise bei der Schaltung nach der Abb. 2 oder auch
nach den Abb. 3 und .¢ anwenden.
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Zum Durchdrehen der Maschine kann der Motor ebenfalls ähnlich wie
beim Beispiel nach der Abb. ¢ im Ständer umgeschaltet werden, so daß seine Wicklungen
parallel liegen. Hierbei besteht die weitere Möglichkeit, die auf diese Weise erzeugte
außergewöhnlich niedere Geschwindigkeit durch Verschieben derBürsten zu regeln.
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Die Abb. 7 und 8 geben zwei Ausführungsbeispiele für ständergespeiste
Nebenschluß-Kommutatormotoren. Beim Beispiel nach der Abb. 7 wird die Ständerwicklung
i aus dem Netz gespeist, während der Läufer über einen Anzapftransformator 7 ebenfalls
ans Netz gelegt werden kann. Je nachdem, an welche Stufe des Transformators 7 die
Bürsten durch den Schalter 8 angelegt sind, ergeben sich verschiedene Drehzahlen
des Motors; die Drehzahländerung erfolgt ebenfalls hierbei plötzlich.
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Beim Beispiel der Abb. 8 trägt der Ständer 2 außer der netzgespeisten
Wicklung i noch eine Transformatorwicklung 9, die als Anzapfwicklung ausgeführt
ist. Von dieser Wicklung werden über einen Drehtransformator io die Bürsten q. des
Motors gespeist. Der Drehtransformator dient zum verlustlosen Regeln der Geschwindigkeit,
während der plötzliche Drehzahlwechsel durch Umschaltung der Anzapfungen des Transformators
9 erzielt wird.
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Bei ständergespeisten Nebenschluß-Kommutatormotoren kann man auch
durch Änderung der wirksamen Windungszahl der Ständerwicklung (z. B. durch Reihenparallelschaltung,
Stern-Dreieckschaltung usw.) die sprungweise Umschaltung der Drehzahl herbeiführen.
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In allen Fällen kann man durch Anzapfungen der Ständerwicklungen das
Verhältnis zwischen der Spannung an der Sekundärwicklung des Motors und der Kommutatorspannung
beliebig verändern, so daß man praktisch jedes Übersetzungsverhältnis im Motor herstellen
kann. Das bedeutet gegenüber den bisher gebräuchlichen Motoren, insbesondere auch
den polumschaltbaren Motoren, einen sehr wichtigen Fortschritt, denn man ist nicht
mehr an ein für allemal festliegende Übersetzungsverhältnisse gebunden, wie es z.
B. bei verschiedenen PoIzahlen der Fall ist. Der Antrieb nach der Erfindung erweist
sich sowohl in elektrotechnischer wie ganz besonders auch in wirktechnischer Hinsicht.als
eine überaus wertvolle Bereicherung der Technik der Wirkmaschinenantriebe, da man
mit diesem Motor und den angegebenen Mitteln sämtliche Forderungen in einwandfreier
Weise erfüllen kann.