DE629121C - Regeleinrichtung fuer Spinn-, Zwirn- und aehnliche Maschinen mit in Abhaengigkeit von AEnderungen der Fadenspannung gesteuerten Antriebsmotoren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Spinn-, Zwirn- und ähnliche Maschinen, bei denen die Antriebsmotoren in Abhängigkeit von bestimmten Arbeitsvorgängen gesteuert werden sollen. So wird beispielsweise bei Ringspinnmaschinen bekanntlich aus wirtschaftlichen Gründen erstrebt, die Drehzahl der Spindeln möglichst derart zu regeln, daß die Fadenspannung bei allen Spulendurchmessern die gleiche bleibt. Zur Lösung dieser und ähnlicher Regelaufgaben ist eine Steueranordnung vorgeschlagen worden, bei der der Faden auf eine zwischen zwei Kontakten pendelnde Zunge derart einwirkt, daß bei Abweichungen der Fadenspannung von ihrem Soll-Wert entweder der eine oder der andere Kontakt geschlossen wird. Über die Kontakte werden Schütze gesteuert, durch welche Vorschaltwiderstände im Stromkreis des Antriebsmotors der Spinnmaschine ein- und ausgeschaltet werden, oder aber es wird durch die Kontakte ein Hilfsmotor zur Verstellung der Bürsten eines Drehstromkollektormotors in der einen oder anderen Drehrichtung eingeschattet.

Diese bekannten Regelanordnungen haben in mehrfacher Hinsicht Nachteile. Zunächst liegt zwischen dem Regelimpuls und der dadurch gesteuerten Drehzahländerung des Antriebsmotors eine verhältnismäßig große Verzögerungszeit; die gestellten Regelaufgaben können daher nur unvollkommen gelöst werden. Weiterhin ist durch die bei der bekannten Regelanordnung notwendige Pendelbewegung des mit dem Faden in Berührung stehenden Regelgliedes zwischen zwei Steuerkontakten eine dauernde Drehzahlschwankung verbunden. Es läßt sich daher die Drehzahl und mit ihr die Fadenspannung niemals auf einem bestimmten Wert genau festhalten, vielmehr werden dauernd mehr oder weniger starke Pendelungserscheinungen auftreten. Bei Spinnmaschinen, deren Drehzahl mit Rücksicht auf die sich ändernde Fadenspannung in Abhängigkeit von dem Spufendurchmesser geregelt werden soll, werden aus diesen Gründen heute allgemein noch Kurvenscheiben verwendet, welche die Bürsten eines zum Antrieb dienenden Drehstromkommutatormotors verstellen. Die jeweilige Drehzahl hängt bei dieser Ausführung jedoch nur mittelbar von der Fadenspannung ab, so daß sich mit dieser Regelmethode die gewünschte Genauigkeit nicht erreichen läßt.

Die Erfindung vermeidet diesen Nachteil dadurch, daß die Motoren, welche zum Antrieb der Spinnmaschinen dienen, im Gegensatz zu den bisher üblichen Schaltungen und Regeleinrichtungen mit Hilfe gittergesteuerter Entladungsgefäße geregelt werden, und daß die Gitter dieser Entladungsgefäße in Abhängigkeit von den Arbeitsvorgängen der Spinnmaschine, insbesondere in Abhängigkeit von der Fadenspannung beeinflußt werdejo..: Der Gedanke, gittergesteuerte Entladungsgefäße, insbesondere gas- oder dampfgefüllte Entladungsgefäße bei Regeleinrichtungen zu verwenden, durch welche die Drehzahl von Ar-

beitsmaschinen für bandförmiges Material gesteuert wird,, ist an sich, nicht neu. Es ist beispielsweise für Drahtziehmaschinen eine derartige Regelanordnung vorgeschlagen wor- ;'-; den. Die Erregung eines Gleichstrommotors^- der zum Antrieb der Drahthaspel dient, wißtÖ von einem gittergesteuerten Gleichrichter ge- '" liefert. Eine im Gitterkreis liegende Induktivität wird dadurch geändert, daß ein in to einer Spule angeordneter Eisenkern in Abhängigkeit von der Fadenspannung auf und ab bewegt wird. Der Kern steht zu dem Zweck mit einer Umlaufrolle in Verbindung, über die der aufzuwickelnde Draht geführt . 15 ist. Eine Gegenfeder hält den Eisenkern der Spule und mit ihm die Umlaufrolle in einer bestimmten Soll-Lage, und sobald, sich die Zugspannung des aufzuwickelnden Drahtes von einem bestimmten Wert entfernt, ändert sich die Lage des Eisenkerns der Drosselspule und mit ihr die Induktivität derselben, so daß sich dadurch die Aussteuerung des Gleichrichters ändert.

Wollte man diese für Drahtziehmaschinen bekannte Anordnung auf Spinnmaschinen anwenden, so würde man auf erhebliche Schwierigkeiten stoßen, weil es aus spinntechnischen Gründen nicht angängig ist, den Faden um eine Umlenkrolle zu führen, und weil außerdem der Faden nicht imstande ist, eine Regeleinrichtung, wie beispielsweise den Eisenkern einer Drosselspule, mechanisch zu bewegen. Gemäß der Erfindung wird daher für die Steuerung der Entladungsgefäße ein Regelgerät verwendet, welches aus zwei Teilen besteht. Der eine Teil ist ein sich mit geringem Druck gegen den Faden anlegender Fadenfühlhebel und der andere Teil ein von diesem Fühlhebel mechanisch vollständig getrenntes Regelgerät, welches im Gitterkreis der Entladungsgefäße liegt und mittelbar die Bewegungen des Fadenfühlhebels auf die Aussteuerung der Entladungsgefäße derart überträgt, daß die Drehzahl der Spinn- +5 maschine entsprechend der Fadenspannung geregelt wird. Dadurch, daß bei der Regeleinrichtung nach der Erfindung das von der Fadenspannung abhängige Regelgerät in zwei mechanisch voneinander getrennte Regelteile aufgelöst wird, gelingt es einerseits, die' Regeleinrichtung den 'bei einer Spinnmaschine vorliegenden und durch den außerordentlich empfindlichen Faden bedingten besonderen Betriebsverhältnissen weitgehend anzupassen, und andererseitSj die regeltechnischen Vorzüge gittergesteuerter Entladungsgefäße für die Regelung eines Spinnmaschinenantriebs vollauf auszunutzen.

Für die Ausbildung des mit dem Faden in Verbindung stehenden und somit dessen Spannung messenden Regelgerätes bestehen vorzugsweise zwei Möglichkeiten. Als vom Faden beeinflußtes Regelorgan kann beispiels-, weise eine im Gitterkreis liegende thermoelek- ;. trische Stromquelle oder ein temperaturabgängiger Widerstand dienen, dessen Wärme-V^diistand durch das vom Faden beeinflußte 'Regelorgan bei Änderungen der Fadenspannung geändert wird. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß in den Gitterkreis der Entladungsgefäße strahlungsempfindliche, in sbesondere lichtempfindliche elektrische Zellen geschaltet werden, deren Bestrahlungszustand in Abhängigkeit von der Fadenspannung geändert wird. In beiden Fällen ist eine mechanische Verbindung zwischen dem mit dem Faden in Verbindung stehenden Reglerteil und dem im Gitterkreis liegenden Regelgerät nicht erforderlich.

Die Entladungsgefäße, deren Stromdurchgang in Abhängigkeit von der Fadenspannung gesteuert wird, können in verschiedener Form in den Stromkreis der Antriebsmotoren der Spinnmaschine geschaltet sein. Man kann die Entladungsgefäße auf Hilfsmotoren einwirken lassen, welche zur Verstellung der Bürsten von Drehstromkommutatormotoren dienen. Die Entladungsgefäße können auch unmittelbar in den Stromkreis der Antriebsmotqren geschaltet werden, und zwar entweder in den Ankerstromkreis oder in den Erregerstromkreis. Zur Beeinflussung des Gitterkreises der zur Regelung der Motoren verwendeten Entladungsgefäße dienen Regelorgane, welche in Abhängigkeit von den für die Steuerung maßgeblichen Vorgängen, also vor allem in Abhängigkeit von der Fadenspannung der Spinnmaschine gesteuert werden. Der Regelvorgang setzt bei einer Regelanordnung, nach der Erfindung praktisch ohne zeitliche Verzögerung ein, sobald die Fadenspannung von einem bestimmten Soll-Wert abweicht. Da für die Gitterbeeinflussung nur geringe Energiemengen notwendig sind, werden komplizierte mechanische Zwischenglieder, durch die Zeitverzögerungen verursacht werden, vermieden.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

In Fig. ι bedeutet 9 den Faden, dessen Spannung konstant gehalten werden soll. Er übt eine Kraft auf den drehbaren Fühlhebel 1 aus. Die Gegenkraft bewirkt die Feder 10. Bei der gewünschten Fadenspannung steht der Fühlhebel 1 in einer bestimmten Mittellage; bei Erhöhung der Fadenspannung weicht der Hebel aus, und zwar geht bei Erhöhung· der Spannung der linke Hebelarm nach unten, bei Erniedrigung nach oben. Der rechte Hebelarm trägt an seinem Ende eine Fahne 2, die in dem Luftweg zwischen einer Membranluftpumpe 3 und einem Bolometer 4

spielt. Der Luftstrom wirkt derart, daß bei seiner Änderung das Gleichgewicht der Brücke 4 gestört wird.

Je nach dem Ausschlag des Fühlhebels 1 wird die an der Brücke zwischen den Punkten A und B entstehende Gleichspannung positiv oder negativ. Diese Gleichspannung wird den Gittern der beiden Elektronenröhren 5^a und 5⁶ zugeführt. Die Gitter erhalten eine gewisse Vorspannung, die so eingestellt werden kann, daß sich bei positiver Spannung der Widerstandsbrücke 4 der Anodenstrom in der ersten Röhre ändert, in der zweiten konstant bleibt, während er bei negativer Spannung an der Widerstandsbrücke in der ersten Röhre konstant bleibt und in der zweiten Röhre sich ändert. Dadurch ändert sich je nach dem Ausschlag des Fühlhebels 1 der Spannungsabfall in dem Widerstand 6^B bzw. 6^b; dieser Spannungsabfall wirkt auf die Gitter der Röhren 7^a bzw. J^b ein. Die Röhren werden hierdurch so gesteuert/ daß entweder die eine oder die andere einen Gleichstrom durchläßt, so daß der Gleichstrommotor 11 entweder in der einen oder der anderen Drehrichtung anläuft. Dieser¹ Gleichstrommotor verstellt die bürsten des Drehstromnebenschlußmotors 8 und' ändert die Drehzahl der Spinnmaschine, bis der Faden 9 die richtige Spannung hat. Statt des Drehstromnebenschlußmotors kann natürlich auch ein Gleichstromnebenschlußmotor verwendet werden, wobei der Hilfsmotor 11 z.B. den Feldregler des Motors verstellt. Der Motor 11 steht erst wieder still, wenn der Fühlhebel ι in der Mittellage ist.

Ein anderes Ausführungsbeispiel, ist in Fig. 2 dargestellt. Wie im vorhergehenden Beispiel wirkt der Fühlhebel 1 auf ein BoIometer 4, das zwecks Verstärkung des Spannungsimpulses die Spannung des Gitters einer Elektronenröhre 5 beeinflußt. Dadurch ändert sich der Anodenstrom dieser Röhre und damit der Spannungsabfall an dem Ohmschen Widerstand 7. Die Gitterspannung der drei gesteuerten Gleichrichter 6 ist eine Wechselspannung, welche durch den Transformator 12 erzeugt wird; dieser Wechselspannung ist eine an den Klemmen 13 abgenommene feste Vorspannung und eine veränderliche Gleichspannung, die von dem Ohmschen Widerstand 7 abgekuppelt wird, überlagert. Durch Änderung, des Spannungsabfalls in dem Widerstand 7 wird also der Zündzeitpunkt in den Gleichrichtern 6 geändert und damit die mittlere Gleichspannung im äußeren Kreis geregelt. Dies hat eine Änderung der Drehzahl des Gleichstrommotors 8, der die Spinnmaschine antreibt, zur Folge. Die Erregung des Motors 8 wird durch einen besonderen ungesteuerten Gleichrichter geliefert und konstant gehalten. Selbstverständlich könnte auch die Ankerspannung des Motors konstant gehalten und die Erregung geändert werden. Der Regelvorgang würde aber hierbei eine gewisse Verzögerung durch die magnetische Trägheit des Feldes erleiden. Durch' die Änderung der Spindeldrehzahl ändert sich die Fadenspannnung, und der Vorgang geht so lange weiter, bis die eingestellte richtige Fadenspannung herrscht. Voraussetzung hierfür ist, daß der Fühlhebel 1 mechanisch so ausgebildet ist, daß er in jeder beliebigen Lage dann im Gleichgewicht ist, wenn die richtige Fadenspannung vorhanden ist. Der Regler ist in diesem Fall astatisch gemacht, ähnlich .wie es bei gewissen elektrischen Spannungsreglern üblich ist. Ebenso kann man die bei Spannungsreglern üblichen Dämpfungsmittel zur Vermeidung von Pendelungen und Rückführungsmittel zur Erreichung einer möglichst schnellen Regelung anwenden.

Man kann statt eines Gleichstromantriebsmotors auch einen Wechsel- oder Drehstrommotor verwenden, dem eine veränderliche Frequenz zugeführt wird.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Regeleinrichtung für Spinn-, Zwirn- und ähnliche Maschinen mit in Abhängigkeit von Änderungen der Fadenspannung gesteuerten Antriebsmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß ein sich mit geringem Druck gegen den Faden anlegender Fadenfühlhebel auf ein von ihm mechanisch getrenntes Regelgerät im Gitterkreis von die Drehzahl der Maschine steuernden Entladungsgefäßen einwirkt und dadurch die Drehzahl der Fadenspannung entsprechend regelt.

2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als vom Faden beeinflußtes Regelorgan eine im Gitterkreis liegende thermoelektrische Stromquelle oder ein temperaturabhängiger Widerstand dient, deren Wärmezustand durch das vom Faden beeinflußte Regelorgan bei Änderungen der Fadenspannung geändert wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als vom Faden beeinflußtes Regelorgan im Gitterkreis liegende strahlungsempfindliche, insbesondere lichtempfindliche elektrische Zellen verwendet werden, deren Bestrahlungszustand in Abhängigkeit von der Fadenspannung geändert wird.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden* dadurch gekennzeichnet, daß durch die von der Fadenspannung beeinflußten Entladungsgefäße unmittelbar die

Ankerspannung eines die Spinnmaschine antreibenden Gleichstrommotors beeinflußt wird.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß durch die von der Fadenspannung beeinflußten Entladungsgefäße die Frequenz eines Wechsel- oder Drehstromes geändert wird, der einen die Spinnmaschine antreibenden Elektromotor speist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen