DE649708C

DE649708C - Electric yarn braking device for spinning, twisting and similar machines

Info

Publication number: DE649708C
Application number: DES112264D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Franz Oertel
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1933-12-24
Filing date: 1933-12-24
Publication date: 1937-09-01

Description

Elektrische Fadenhremseinrichtung für Spinn-, Zwirn- und ähnliche Maschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Fadenbremseinrichtung für Spinn-, Zwirn- und ähnliche Maschinen: Die Erfindung besteht darin, daß die durch den. Spinnvorgang bedingte Augenblicksdrehzahl des nacheilenden Teiles bis zu einem Betrage unterhalb des für kleinsten Aufwindedurchmesser erforderlichen Betrages motorisch, darüber hinaus durch den Fadenzug mit der Wirkung eines Energierichtungswechsels in den Motoren zwecks gleichmäßiger Fadenbremsung hergestellt wird. Dabei sind die Motoren der nachgeschleppten Teile von einem Generator gespeist, welcher mit dem Generator für die Antriebsmotoren für den voreilenden Teil gekuppelt ist. Diese Kupplung kann in der Weise durchgeführt sein, daß der zum nacheilenden Teil der Spinnmaschine gehörende Generator über ein Regelgetriebe mit dem Motor verbunden ist, welcher den zum voreilenden Teil der Spinnmaschine gehörenden Generator antreibt.Electric thread threading device for spinning, twisting and the like Machines The invention relates to an electric thread braking device for spinning, twisting and similar machines: The invention consists in that the through the. Spinning process-related instantaneous speed of the trailing part up to to an amount below that required for the smallest winding diameter Amount by motor, in addition by the thread pull with the effect of a change in the direction of energy is produced in the motors for the purpose of even yarn braking. There are those Motors of the towed parts are fed by a generator, which is connected to the Generator for the drive motors for the leading part is coupled. These Coupling can be carried out in such a way that the trailing part of the The generator belonging to the spinning machine is connected to the motor via a control gear which drives the generator belonging to the leading part of the spinning machine.

Durch die Erfindung wird für elektrisch betriebene Spinnmaschinen die Aufgabe gelöst, sowohl den voreilenden Teil als auch den nacheilenden Teil der Spinnmaschine unter Vermeidung von energievernichtenden Bremsen anzutreiben, wobei der eine Teil mit konstanter und der andere mit regelbarer Geschwindigkeit arbeitet, wie es bereits von mechanisch angetriebenen Spinnmaschinen her bekannt ist.The invention for electrically operated spinning machines solved the problem, both the leading part and the trailing part of the Drive spinning machine while avoiding energy-destroying brakes, wherein one part works with constant and the other with adjustable speed, as it is already known from mechanically driven spinning machines.

Ein Ausführungsbeispiel eines Antriebes nach der Erfindung ist in der Fig.3 schematisch dargestellt. Die Flügelmotoren i i werden in bekannter Weise von einem Asynchronperiodenumformer gespeist, dessen Generator 13 von einem Motor 1q. angetrieben wird. Die Spulenbremsmotoren 12- sind an einen Synchrongenerator 15 angeschlossen, der mit einer Erregermaschine 16 versehen ist. Dieser Synchrongenerator 15 muß eine niedrigere Frequenz liefern als der Periodenumformer 13 für den Flügelantrieb. Der Synchrongenerator 15 erhält seinen Antrieb ebenfalls vom Motor 14. des Periodenumformers, und zwar zweckmäßig über ein regelbares Getriebe 17, das beispielsweise mit einem Hebel iß einstellbar bzw. regelbar ist.An embodiment of a drive according to the invention is in 3 shown schematically. The vane motors i i are in a known manner fed by an asynchronous period converter, its generator 13 from a motor 1q. is driven. The reel brake motors 12- are connected to a synchronous generator 15 connected, which is provided with an exciter 16. This synchronous generator 15 must deliver a lower frequency than the period converter 13 for the wing drive. The synchronous generator 15 also receives its drive from the motor 14 of the period converter, and expediently via a controllable transmission 17, which, for example, with a Lever is adjustable or controllable.

Zur näheren Erläuterung der Wirkungsweise der Fadenbremseinrichtung gemäß der Erfindung sei zunächst auf die Geschwindigkeitsverhältnisse bei Durchspinnern eingegangen. Es ist L=z@@c# (n-v). Hier bezeichnet L die Garnlieferung in in/inin, 11. die Drehzahl des voreilenden Teils/min, v die Drehzahl des nachgeschleppten Teils, min, 7- den Aufwindelialbmesser in m. Ferner ist die Garndrehung worin b den Drehungsgrad N die Garnnummer bedeutet. Aus diesen Gleichungen ergibt sich Beispielsweise sei für einen Spinnbetrieb finit L = io in/inin.For a more detailed explanation of the mode of operation of the yarn braking device according to the invention, the speed ratios in the case of through-spinning will first be discussed. It is L = z @@ c # (nv). Here L denotes the yarn delivery in in / inin, 11. the speed of the leading part / min, v the speed of the dragged part, min, 7- the winding diameter in m where b denotes the degree of twist, N the yarn number. From these equations it follows For example, let L = io in / inin be finite for a spinning operation.

1't11 = 12 111,/9r.1't11 = 12 111, / 9r.

3 300riN#l111 . cS = i oo kleinster Spulenhalbinesser r" = o,65 cm, größter Spulenhalbmesser R = 2 cm; dann ergibt die Gleichung folgende Werte für kleinen Spulenhalbmesser r": für großen Spulenhalbmesser R: Das bedeutet: bei kleinem Spulenhalbmesser muß der nachgeschleppte Teil um etwa 7"A, bei großem Spulenhalbinesser um etwa 211, hinter dem voreilenden Teil in der Drehzahl zurückbleiben. Es ergeben sich folgende Drehzahlen voreilender Teil ........ 3300, nacheilender Teil ....... 3070-3225.3 300riN # l111. cS = i oo smallest coil radius r "= 0.65 cm, largest coil radius R = 2 cm; then the equation gives the following values for small coil radius r": for large coil radius R: This means: with a small coil radius the dragged part must lag behind the leading part in the speed by about 7 "A, with a large coil half by about 211. The following speeds result: leading part ........ 3300, lagging Part ....... 3070-3225.

-Zur Erreichung dieser Drehzahlen wird der nacheilende Teil durch den Faden gezwungen. Während des Spinnens bewegt sich also die Spulendrehzahl in Abhängigkeit vom Aufwindelialbmesser auf dem in Fig. i ausgezogen gezeichneten Kurvenast. Dieser ist um so eher durch eine gerade Linie ersetzbar, je größer. der kleinste Aufwindehalbmesser (d.li. er Spulenkern) im Verhältnis zum Außendurchmesser der vollen Spule gewählt worden ist.-To achieve these speeds, the trailing part is through forced the thread. During spinning, the bobbin speed moves in Dependency on the winding diameter on the branch of the curve drawn in solid line in FIG. The larger it is, the easier it is to replace it with a straight line. the smallest Winding radius (i.e. the coil core) in relation to the outer diameter of the full bobbin has been selected.

Weiterhin sind in der Fig.2 die allgemeinen Zusammenhänge zwischen Drehzahlen und Drehmomenten veranschaulicht. Es sind bezeichnet: i. die Drehzahlen des voreilenden Teiles (Flügel) mit n, 2. die des nacheilenden Teiles (Spule) mit v, 3. Fußzeichen l bedeutet die Leerlaufdrehzahl, bei der die umlaufende Achse nur durch ihren Eigenverbrauch belastet ist, .4. Fußzeichen a. bedeutet die Arbeitsdrehzahl, bei der Flügel bzw. Spule sowohl durch ihren eigenen Verbrauch als auch durch den Fadenzug belastet sind.Furthermore, the general relationships between Speeds and torques illustrated. The following are designated: i. the speeds of the leading part (wing) with n, 2. that of the trailing part (coil) with v, 3rd foot mark l means the idling speed at which the rotating axis only is burdened by their own consumption, .4. Foot mark a. means the working speed, in the case of the wing or coil both by its own consumption and by the String are loaded.

5. Fußzeichen o bedeutet die Nullastdrehzahl, die bei einer umlaufenden Achse erreicht würde, wenn auch deren Eigenverbrauch = Null wäre. Bei elektrischem Antrieb durch Asvnchronmotoren entspricht diese N ullastdrehzahl der Synchrondrehzahl.5. Foot mark o means the no-load speed, which is the case with a rotating Axis would be reached if its own consumption were also zero. With electrical Driven by asynchronous motors, this zero load speed corresponds to the synchronous speed.

Unter den in Fig.2 dargestellten Verhältnissen hat die Drehzahl/Drehmonientlinie AB des Flügels wegen des verhältnismäßig geringen Drehzahlabfalles bei Belastung das Kennzeichen eines starren Drelizalilverhaltens. Im Gegensatz hierzu ist die für die Spule dargestellte Kennlinie 0C wegen ihres wesentlich stärkeren Abfalles bei Belastung als nachgiebiges Drehzahlverhalten anzusprechen. Diese Kennlinien (Aß und 0C) sind so zu verstehen, daß z. B. der Flügel, der sich bei abgerissenem Faden auf dem Leerlaufpunkt zrl befindet, bei angeknüpftem Faden durch das zusätzliche Fadenzugmoinent hlf auf den Betriebspunkt iiu gebracht wird. Ebenso würde der Spulenträger, der bei abgerissenem Faden mit der Drehzahl v1 läuft, bei einer weiteren Bremsung (beispielsweise durch Fingerdruck am Wirtel) noch stärker, z. B. bis auf den Punkt C in der Drehzahl abfallen.Under the conditions shown in FIG. 2, the speed / torque line AB of the wing has the characteristic of a rigid twisting behavior due to the relatively small drop in speed under load. In contrast to this, the characteristic curve 0C shown for the coil is to be addressed as a flexible speed behavior due to its much stronger drop under load. These characteristics (Aß and 0C) are to be understood that z. B. the wing, which is located at the idle point zrl when the thread is torn off, is brought to the operating point iiu by the additional thread tension moinent hlf when the thread is tied. Likewise, the bobbin carrier, which runs at speed v1 when the thread is torn off, would be even stronger in the event of further braking (for example by finger pressure on the whorl), e.g. B. drop to point C in the speed.

Erfindungsgemäß kann nun der Antrieb des nachgeschleppten Teiles (der Spule) so angeordnet werden, daß die Nullastdrehzahl v, (Punkt o) unterhalb der kleinsten Spulendrehzahl liegt, welche die Spule nach dem Anspinnen unter Wirkung des Fadenzuges zwangsläufig einnehmen muß, d. h. unterhalb des Punktes G (kleinste Spulendrehzahl vk).According to the invention, the drive of the towed part (the Coil) are arranged so that the no-load speed v, (point o) is below the lowest bobbin speed, which the bobbin is under action after piecing of the string must necessarily take, d. H. below point G (smallest Reel speed vk).

Mittel, um das Drehzahlverhalten der Antriebsmittel für die Spule im Sinne einer vergrößerten Nachgiebigkeit zu beeinflussen, sind beim elektrischen Antrieb z. B. die Veränderung der Spannung der Kraftquelle für die Kurzsclilußbreinsung.Means to the speed behavior of the drive means for the spool To influence in the sense of an increased flexibility, are with the electric Drive z. B. the change in the voltage of the power source for Kurzsclilußbreinsung.

Wenn in Fig. 2, wie schon angedeutet, durch vergrößerte Bremsung der zunächst leer laufend (v1) gedachten Spule deren Drehzahl ungefähr nach einer geraden Linie bis auf Punkt C abfällt, so wird andererseits die Spule, wenn sie nach dem Anspinnen durch den Fadenzug auf Drehzahlwerte von 'vIt (Punkt G) bis vg (Punkt F) hinaufgezogen wird, dabei Momentwerten GD, FE unterliegen, die sich durch Verlängerung der Linie CO in Richtung 0E ergeben. Von vl bis v, wird das entsprechende Drehmoment GJ = FH dazu verbraucht, um die Kraftquelle für den Spulenantrieb zu entlasten. Von v, bis v, ergibt sich dann eine Rückgabe der Bremsenergie an die Kraftquelle entsprechend den Bremsmomenten GD und FE. If in Fig. 2, as already indicated, by increased braking of the initially idle (v1) imaginary bobbin, its speed drops approximately after a straight line to point C, then on the other hand, the bobbin, when it is spun by the thread tension Speed values from 'vIt (point G) to vg (point F) are pulled up, subject to moment values GD, FE , which result from the extension of the line CO in the direction of 0E. From vl to v, the corresponding torque GJ = FH is used to relieve the power source for the coil drive. From v to v, the braking energy is then returned to the power source in accordance with the braking torques GD and FE.

Dieser Verlauf des Bremsmomentes nach' einer zunächst angenähert als Gerade Bedach= ten Kurve DE entspricht bereits weitgehend der oben erwähnten Forderung eines gleichbleibenden Aufwindefadenzuges P, welcher durch eine Änderung des Bremsmomentes M proportional dem Aufwindehalbmesser erreicht wird, kommt also der Forderung auf vollkommen selbsttätige Weise sehr nahe. Um dieses Bremsverfahren auf Garne beliebiger Faserart und Nummernfeinheit anwenden zu können, kommen verschiedene Anpassungserfordernisse in Frage, die sich mit den nachstehend noch zu schildernden Anordnungen auf einfache Weise erreichen lassen: i. Die Änderung des Fadenzugverhältnisses bei leerer und voller Spule ergibt sich durch Verlegung des Spulennullastdrehzahlpunktes O, und zwar bei elektrischer Kraftübertragung, z. B. durch eine gleichsinnige Regelung eines Generators für die Spulenantriebsmotoren auf eine andere Frequenz. -a. Die Neigung der Linie DE entspricht einer bestimmten Aufwindefadenspannung; deren Größe (bzw. Neigung der Linie DE) wird beeinflußt durch Veränderung des Drehzahlverhaltens, d. h. des Drehzahlabfalles des Antriebsmittels bei zunehmender Belastung. Dies geschieht bei elektrischer Kraftübertragung z. B. durch Spannungsregelung an der Stromquelle für die Spulenmotoren oder durch Veränderung der Streuung der Einzelmotoren, womit auch eine Einzelanpassung an die gegebenen Verhältnisse einer jeden Spinnstelle erzielt werden kann. Für die Spannungsregelung ist es zweckmäßig, einen Synchrongenerator zu wählen. , An Stelle dessen kommt auch ein Wechselrichter in Frage.This course of the braking torque after 'an initially approximated as a straight Bedach = th curve DE already largely corresponds to the above-mentioned requirement of a constant winding thread P, which is achieved by changing the braking torque M proportional to the winding diameter, so the requirement comes very close in a completely automatic way. In order to be able to use this braking method on yarns of any fiber type and number of fineness, various adaptation requirements come into question, which can be achieved in a simple manner with the arrangements still to be described below: i. The change in the thread draw ratio with empty and full bobbin results from relocating the reel no load speed point O, namely with electrical power transmission, z. B. by regulating a generator for the coil drive motors in the same direction to a different frequency. -a. The slope of the line DE corresponds to a certain winding thread tension; their size (or inclination of the line DE) is influenced by changing the speed behavior, ie the drop in speed of the drive means with increasing load. This happens with electrical power transmission z. B. by voltage regulation at the power source for the bobbin motors or by changing the scatter of the individual motors, with which an individual adaptation to the given conditions of each spinning station can be achieved. It is advisable to choose a synchronous generator for voltage regulation. , An inverter can also be used instead.

3. Eine Krümmung der zunächst geradlinig gedachten Kurve DE etwa in DE" kann dazu dienen, um die Bestimmung M proportional r (vgl. auch die Kurve Fig. i) vollkommen zu erfüllen. Dies geschieht bei elektrischer Kraftübertragung, beispielsweise mit den gleichen Mitteln wie vorstehend unter 2. angegeben, jedoch nicht als einmalige Einstellung vor Beginn des Spinnens, sondern durch entsprechende Verstellung während des Abzuges selbst, insbesondere in Abhängigkeit von, dem fortschreitenden Spulendurchmesser bzw. der Spulenbankstellung.3. A curvature of the initially straight-line curve DE, for example in DE ″, can be used to completely meet the determination M proportional to r (cf. also the curve in FIG indicated above under 2., however, not as a one-off setting before the start of spinning, but by appropriate adjustment during the take-off itself, in particular as a function of the advancing bobbin diameter or the bobbin bank position.

Die vorstehend genannten Einstell- bzw. Regelmöglichkeiten können einzeln als auch kombiniert zur Anwendung kommen.The above-mentioned setting and control options can can be used individually or in combination.

Bisher war angegeben worden, wie man nach dieser Erfindung eine konstante Aufwindefadenspannung P erhalten kann. Nun ist für die Belange des Spinnens ein Konstanthalten der Spinnspannung T zwischen Streckwerk und Fadenauge wichtiger, wenn eine gleichbleibende Fadenbruchhäufigkeit angestrebt wird. Bekanntlich ist die Spinnspannung T wesentlich kleiner als die Aufwindefadenspannung P und zeigt auch einen schwächern Abfall mit wachsendem Spulendurchmesser, gleichbleibende Drehzahl vorausgesetzt. Wenn nun T konstant gehalten. werden soll, so muß also das Bremsmoment M weniger stark mit dem Aufwindehalbmesser r zunehmen, als es bei P der Fall wäre, z. B. nur bis zum Punkt E'. Eine solche Momentencharakteristik läßt sich aber ebenfalls ohne weiteres mit den oben angegebenen Mitteln, gegebenenfalls durch gleichzeitige Anwendung mehrerer Mittel, erzielen. Selbstverständlich können auch beliebige Zwischenwerte erreicht werden, so daß man mit der Erfindung allen praktischen Forderungen nachkommen kann.So far it had been indicated how to obtain a constant according to this invention Winding thread tension P can be obtained. Well for the concerns of a spinning one Keeping the spinning tension T constant between the drafting system and the thread eye is more important, if a constant thread breakage frequency is sought. It is well known the spinning tension T is much smaller than the winding thread tension P and shows also a weaker drop with increasing reel diameter, constant speed provided. If now T kept constant. is to be, so must the braking torque M increase less strongly with the winding radius r than would be the case with P, z. B. only up to point E '. Such a moment characteristic can also be used easily with the means indicated above, possibly by simultaneous Using multiple means. Of course, any intermediate values can also be used can be achieved, so that you can meet all practical requirements with the invention can.

Das Ergebnis der Einstellung läßt sich mit einem geeigneten Fadenspannungsmesser ohne weiteres feststellen. Es ist aber auch möglich, falls die Einstellung der vorgenannten Mittel noch nicht ganz befriedigen sollte, in Abhängigkeit vom tatsächlich auftretenden Fadenzug regelnd einzugreifen, z. B. mit Hilfe von Bolometern und Einrichtungen, die den in Abhängigkeit vom Fadenzug am Lieferwerk stehenden Regelimpuls zusätzlich beeinflussen. ° Durch Veränderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen Periodenumformer und Synchrongenerator (Änderung der Periodenzahl) läßt sich nun der Punkt O der Fig. 2 beliebig verschieben, während durch Änderung der Spannung der Erregermaschine 16 und damit der Spannung des Generators 15 die Steilheit der Kurve DE eingestellt bzw. geregelt werden kann. Dabei kann sowohl der Einstellhebel 18 für das Übersetzungsgetriebe als auch die Erregerspannung der Maschine 16 selbsttätig in Abhängigkeit von Betriebsgrößen, wie z. B. der Spulenbankstellung oder der Fadenspannung, geregelt werden. Regelt man allein durch Frequenzänderung, so gewinnt man den Vorteil, daß die Spulenbremsmotoren ständig auf' einer Charakteristik arbeiten können, die die größtmögliche Energierückgabe gewährleistet. Regelt man selbsttätig vom Fadenzug T aus, so wird man zum Antrieb des Synchrongenerators 15 an Stelle des Regelgetriebes 17 einen besonderen verlustlos regelbaren Drehstromnebenschlußinotor wählen. Die Spannung kann in allen Fällen zweckmäßig so niedrig gehalten werden, daß keine Gefährdung des Bedienungspersonals eintritt.The result of the adjustment can easily be determined with a suitable thread tension meter. But it is also possible, if the setting of the aforementioned means should not be completely satisfactory, to intervene regulating depending on the actually occurring thread tension, z. B. with the help of bolometers and devices that additionally influence the control pulse that is dependent on the thread tension on the delivery mechanism. By changing the transmission ratio between the period converter and the synchronous generator (changing the number of periods), the point O of FIG. 2 can now be shifted as desired, while the steepness of the curve DE is set or can be regulated. Both the setting lever 18 for the transmission gear and the excitation voltage of the machine 16 can automatically depending on operating variables such. B. the bobbin position or the thread tension can be regulated. If one regulates solely by changing the frequency, one gains the advantage that the reel brake motors can constantly work on a characteristic which ensures the greatest possible energy return. If one regulates automatically from the thread tension T, one will choose a special three-phase shunt motor that can be regulated without loss to drive the synchronous generator 15 instead of the control gear 17. In all cases, the voltage can expediently be kept so low that there is no danger to the operating personnel.

Durch die Erfindung wird gewährleistet, daß das erforderliche Bremsmoment in jedem Augenblick richtig eingestellt werden kann, wobei die Bremsenergie nicht nutzlos verloren geht. Beim Anspinnen fällt der erhöhte Fadenzug mit dem früher die Reibung der Ruhe und die Trägheit der Spule überwunden werden mußte, fort. Falls aus irgendwelchen Gründen der Spulenbremsmotor sich jedoch schneller als zulässig beschleunigen sollte, kann man sein Beschleunigungsmoment mit an sich bekannten Mitteln, wie z. B. vorgeschalteten Widerständen, Stromverdrängungsanker (Doppelnutniotor) u. dgl., für die Dauer des Anlaufes ändern. Für die einzelne An-und Abstellung einer Spinnstelle zum Anknüpfen gerissener Fäden empfiehlt sich, ein einziges Bedienungsglied sowohl für den Antrieb des Flügels als auch der Spule vorzusehen.The invention ensures that the required braking torque can be set correctly at any moment, whereby the braking energy is not uselessly lost. When piecing, the increased thread tension coincides with the earlier one the friction of rest and the inertia of the coil had to be overcome. If however, for some reason the reel brake motor is moving faster than allowed should accelerate, you can adjust your acceleration torque with known ones Means such as B. upstream resistors, current displacement armature (double slot motor) and the like, change for the duration of the start-up. For the individual activation and deactivation of a Spinning station for tying torn threads is recommended to have a single control element to be provided for both the drive of the wing and the coil.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Electric yarn braking device for spinning, Twisting and similar machines, characterized in that the through the spinning process conditional instantaneous speed of the trailing part up to an amount below of the amount required for the smallest winding diameter by motor, above addition through the thread with the effect of a change in the direction of energy in the Motors is made for the purpose of uniform yarn braking.

2. Yarn braking device according to claim i, characterized in that the trailing parts are driven by motors (12) driven and fed by a generator (15), which with the Generator (13) for the motors of the leading part is coupled.

3. Yarn braking device according to claim 2, characterized in that the part belonging to the trailing part Generator (15) is coupled to the motor (1d.) Via a control gear (17), which drives the generator (13) of the leading part.