DE670312C

DE670312C - Automatic control device for spinning and twisting machines driven by three-phase bypass collector motors

Info

Publication number: DE670312C
Application number: DEA78608D
Authority: DE
Inventors: Herbert Stein
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1936-02-23
Filing date: 1936-02-23
Publication date: 1939-01-16

Description

Selbsttätige Regeleinrichtung für durch Drehstrom-Nebenschluß-Kollektormotoren angetriebene Spinn- und Zwirnmaschinen Bei Ringspinn- und Ringzwirnmaschinen ist es zweckmäßig, zum weitmöglichen Ausgleich der auftretenden Fadenspannungsänderungen während des eigentlichen Spinnvorganges mit veränderlichen Antriebsdrehzahlen zu arbeiten. Dabei soll gegenüber der während des Hauptspinnens erzielbaren Höchstgeschwindigkeit, die durch verwendetes Material, verarbeitete Garnsorten, Zustand der Spinnmaschine u,. a. bestimmt isst, eine Geschwindigkeitsverminderung beim Anspinnen (Bilden des Ansatzes) und zum Ende eines Abzuges bewirkt werden (Grundregelung). Außerdem wird eine kurzzeitige Herabsetzung der Geschwindigkeit mit dem Spiel der Ringbank jeweils bei deren oberen Stellungen erforderlich (Lagenregelung).Automatic control device for three-phase shunt collector motors driven spinning and twisting machines With ring spinning and ring twisting machines it is useful to compensate for the thread tension changes that occur as much as possible during the actual spinning process with variable drive speeds work. Compared to the maximum speed that can be achieved during main spinning, the material used, the types of yarn processed, the condition of the spinning machine u ,. a. certain eats, a reduction in speed when piecing (forming the Approach) and at the end of a deduction (basic rule). Also will a brief reduction in speed with the game of the ring bank each time required for their upper positions (position control).

Um die Drehzahlen in der gewünschten Weise verändern zu können, müssen regelbare Antriebe, zweckmäßig Drehstrom-Nebenschluß-Kominutatormotoren, verwendet werden. Die selbsttätige Drehzahlregelung erfolgt dabei in bekannter Weise durch einen Spinnregler, der auf das Verstellorgan des Motors bzw. eines zwischen Motor und Arbeitsmaschine eingeschalteten regelbaren Getriebes einwirkt. Die bekannten Spinnregler sind dabei so aufgebaut, ;daß zwei Bewegungsvorgänge einander überlägert werden, wobei der eine meist von der Schaltradwelle abgeleitete die Grundregelung, der andere von der Herzradwelle oder direkt vom Ringbankhebel abgenommene die Lagenregelung vornimmt.In order to be able to change the speeds in the desired way, you have to adjustable drives, expediently three-phase current shunt comminutator motors, are used will. The automatic speed control takes place in a known manner a spin regulator that acts on the adjusting element of the motor or one between the motor and working machine engaged variable transmission acts. The known Spin regulators are constructed in such a way that two movement processes are superimposed on one another where the one mostly derived from the ratchet shaft is the basic rule, the other, the position control removed from the heart wheel shaft or directly from the ring bank lever undertakes.

Das Anpassen des Spinnreglers an die Spinnmaschine macht meist erhebliche Schwierigkeiten, da die Spinnmaschinen von den einzelnen Maschinenfabriken verschiedenartig ausgeführt werden und die Verbindungsteile zwischen Maschine und Spinnregler deshalb immer den vorliegenden Verhältnissen anzupassen sind. Für die Übertragung wurden bisher biegsame Wellen, Zwischenwellen und Kettentriebe, Seilzüge oder Gestänge verwendet. Auch ist es bekannt, die Drehzahlverstellvorrichtung mittels eines kleinen Hilfsmotors zu bewegen, der von Steuerschaltern betätigt wird. Die Bedienung dieser Steuerschalter erfolgt dabei in analoger Weise durch eine vom Schaltrad und eines von der Herzradwelle bzw. dem Ringbankhebel abgeleiteten Bewegung. Man hat auch schon den Spinnregler von der Spinnmaschine aus durch hydraulische Mittel betrieben. Dabei finden kleine ÖIdruckkolben, die durch entsprechende Rohrleitungen miteinander in Verbindung stehen, Verwendung.The adjustment of the spinning regulator to the spinning machine usually makes significant Difficulties because the spinning machines are different from the individual machine factories are carried out and the connecting parts between the machine and the spinning regulator are therefore always have to be adapted to the prevailing conditions. For the transfer were Previously flexible shafts, intermediate shafts and chain drives, cables or rods used. It is also known, the speed adjustment device by means of a small To move auxiliary motor, which is operated by control switches. The operation of this Control switch takes place in an analogous manner by one of the ratchet wheel and one movement derived from the heart wheel shaft or the ring bank lever. One also has already operated the spinning regulator from the spinning machine by hydraulic means. Small oil pressure pistons are connected to each other through appropriate pipelines related, use.

Diese Regelanordnungen haben, wie schon oben erwähnt wurde, -alle den Nachteil, daß sie den jeweils vorliegenden Verhältnissen besonders angepaßt werden müssen; außerdem macht ihre Montage oft erhebliche Schwierigkeiten. Vielfach hat sich gezeigt, daß bei schwer gehender Verstellvorrichtung von der Spinnmaschine nicht die erforderlichen Kräfte aufgebracht werden können. Eine übermäßige, vom kingbankhebel abgenommene Kraft belastet zusätzlich das Herzrad, dessen Lagerung und andere damit in Zusammenhang stehende Teile. Große, für die Grundregelung erforderlichen Kräfte müssen andererseits vom Schaltrad aufgebracht wenden, an dem die biegsame Welle bzw. andere entsprechende Konstruktionsteile angeschlossen sind. Bei zu schwer gehendem Spinnregler kann beobachtet werden, daß das Schaltrad nicht richtig arbeitet, die Ringbank dadurch hängen bleibt und Wulstbildungen an den' Kopsen die Folge sind.As mentioned above, these rule arrangements all have the disadvantage that they meet the prevailing conditions particularly need to be adjusted; in addition, their assembly often causes considerable difficulties. In many cases it has been shown that when the adjusting device of the spinning machine is difficult to move the necessary forces cannot be applied. An excessive, dated The force removed from the kingbank lever also loads the heart wheel, its storage and other related parts. Great, necessary for the basic scheme On the other hand, forces have to be applied by the ratchet wheel on which the flexible Shaft or other corresponding structural parts are connected. If too heavy going spin regulator it can be observed that the ratchet wheel is not working properly, the ring rail gets stuck and bulges on the heads are the result.

Die obigen Nachteile werden nun gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß die selbsttätige Regelung bei durch Drehstrom-Nebenschluß-Kollektormotoren angetriebenen Spinn- oder Zwirnmaschinen auf die Weise erfolgt, daß entweder die Lagenregelung oder die Grundregelung oder auch beide Regelungsarten :durch Änderung eines im Läufer-oder Ständerkreis des Kollektormotors liegenden Widerstandes bzw. der Anzapfungen eines Anzapftransformators bewirkt wird. Es sind verschiedene Ausführungen des Erfindungsgedankens möglich, von denen im nach= stehenden einige beschrieben werden. Zunächst sei die Anwendung der Erfindung bei einem als Antriebsmotor der Spinnmaschine dienenden ständergespeisten Drehstrom-Nebenschluß-Kommutatormotor näher beschrieben.The above disadvantages are now avoided according to the invention by that the automatic control is driven by three-phase shunt collector motors Spinning or twisting machines are done in such a way that either the position control or the basic regulation or both types of regulation: by changing one in the runner or Stator circuit of the collector motor lying resistance or the taps of a Tap transformer is effected. There are different versions of the inventive concept possible, some of which are described below. First of all, be the Application of the invention to a spinning machine serving as a drive motor stator-fed three-phase shunt commutator motor described in more detail.

Abb. z zeigt die prinzipielle Anordnung der Wicklungen bei einem solchen Motortyp. Die Drehzahlregelung erfolgt durch Verdrehen des Drehreglers R; wobei die zugrunde gelegte Motorbauart gleichzeitig ein Verschiebendes Bürstenapparates B erforderlich macht. Ohne daß die Lagedes Drehtransforrnatorläufers und der -Bürstenbrücke Derändert wird, läßt sich gegenüber einem eingestellten Geschwindigkeitswert eine Drehzahländerung dadurch erzielen, daß in den Sekundär- oder auch in den Primärkreis Widerstände W eingeschaltet werden; die mittels eines Schalters S kurzzuschließen sind.Fig. Z shows the basic arrangement of the windings in such a system Engine type. The speed is controlled by turning the rotary control R; whereby the underlying motor design at the same time a shifting of the brush apparatus B makes it necessary. Without the position of the rotary transformer rotor and the brush bridge Which is changed, can be compared to a set speed value a Achieve speed change in that in the secondary or in the primary circuit Resistors W are turned on; to be short-circuited by means of a switch S. are.

Bei Verwendung des vorgenannten Widerstandes ist für die Lagenregelung eine Geschwindigkeitsverminderung dadurch zu erzielen, daß .dieser im normalen Betrieb kurzgeschlossene Widcrstarid zwecks Drehzahlherabsetzung eingeschaltet wird. Eine derartige Maßnahme hat dabei gleichzeitig den Vorteil, daß die Drehzahlverminderung nicht stoßweise 'und in sehr kurzer Zeit erfolgt. Der Antrieb, der durch den Widerstand hauptstromähnliches Verhalten annimmt, wird vielmehr langsam und stoßfrei auf die der Größe des Widerstandes und der Belastung entsprechende kleinere Drehzahl herabgeregelt, die in .den in Abb. :2 dargestellten Kurven mit yai bzw. zag (bei vergrößertem Wiederstand). bezeichnet ist. Mit t1 ist die Einschaltzeit des Widerstandes und mit %" die Höchstgeschwindigkeit des Motors gekennzeichnet: Beim Kurzschließen des Widerstandes und Herstellen der normalen Betriebsgeschwindigkeit erfolgt der Hochlauf verhältnismäßig rasch, was durchaus den Betriebsbedingungen von Ringspinn- und Ringzwirnmaschinen entspricht. Eine Veränderung der Größe des Widerstandes beeinflußt die sich damit einstellende Enddrehzahl und ergibt die Möglichkeit, Gien Regelvorgang den durch die Spinn- bzw. Zwirnmaschine bedingten: Verhältnissen anzupassen. Die Zeitdauer, während der der Widerstand eingeschaltet bleibt, ist bei Wahl geeigneter Schalteinrichtungen ebenfalls veränderlich zu gestalten.When using the aforementioned resistor is for position control to achieve a speed reduction in that .this in normal operation short-circuited Widcrstarid is switched on for the purpose of speed reduction. One Such a measure also has the advantage that the speed reduction not intermittently 'and takes place in a very short time. The drive created by the resistance assumes mainstream-like behavior, is rather slow and bump-free on the the size of the resistance and the load corresponding to the lower speed, the curves shown in Fig.: 2 with yai and zag (with increased resistance). is designated. With t1 the switch-on time of the resistor and with% "the maximum speed of the motor marked: When short-circuiting the resistor and making the normal operating speed, the run-up takes place relatively quickly, what perfectly corresponds to the operating conditions of ring spinning and ring twisting machines. A change in the size of the resistance influences the resulting value Final speed and gives the opportunity to control the Gien control process by the spinning or Twisting machine conditioned: to adapt to the circumstances. The length of time the Resistance remains switched on, is also with the choice of suitable switching devices to be changeable.

Abb. 3 zeigt eine Steuereinrichtung für das Kurzschließen des Widerstandes IW durch das Schütz S, das im Ruhezustand den Widerstand W kurzschließt. Die Steuerung übernehmen zwei in Reihe .geschaltete Türkontakte K1 und K2, von denen der Kontakt K1 zweckmäßig vom Rin:gbankhebel H und der Kontakt K2 durch eine besondere in der Abbildung dargestellte Vorrichtung von der Ringbank aus gesteuert wird. Während des Hauptspinnens bleibt der Kontakt K2 an der Ringbank dauernd geschlossen. Die Schaltzeiten des Schützes S sind dabei durch den mit dem Ringbankhebel in Verbindung stehenden Kontakt K1 bzw. durch die gewählte Einstellung bestimmt. Die Breite des Drehzahleinschnittes t, gemäß Abb. 4 läßt sich verändern, wenn die Zeit, während der die KontakteinrichtungKi vom RingbankhebelH becinflüßt ist, verändert wird. Längerer Eingriff der Kontaktanordnungen mit dem Ringbankhebel bringt Verbreiterung, kürzerer Eingriff dagegen Einengung des Drehzahleinschnittes.Fig. 3 shows a control device for short-circuiting the resistor IW through the contactor S, which short-circuits the resistor W in the idle state. The control take over two door contacts K1 and K2 connected in series, one of which is the contact K1 expediently from the ring: gbank lever H and the contact K2 through a special one in the The device shown in the figure is controlled from the ring rail. While During the main spinning, contact K2 on the ring rail remains permanently closed. the Switching times of the contactor S are connected to the ring bank lever standing contact K1 or determined by the selected setting. The width of the Speed incision t, according to Fig. 4 can be changed if the time during which the contact device Ki is influenced by the ring rail lever H is changed. Longer engagement of the contact arrangements with the ring bank lever brings widening, shorter intervention, on the other hand, narrowing of the speed incision.

In der Abb. 4 sind die verschiedenen Zeiten, während der die Drehzahl n"2" auf die: durch die Widerstandseinschaltung erzeugte Drehzahl 7z", herabgemindert wird, mit t1, t2 und t3 bezeichnet: Der von einer an der Ringbank selbst angebrachten Schablone A gesteuerte Kontakt K2 soll bewirken, daß beim Anspinnen zunächst keine Lagenregelung erfolgt. Späterhin setzt, wie in Abb. 5 dargestellt ist, zunächst eine kurzzeitige Lagenregel.üng mit geringfügiger Einsattlung der Drehzahlkurve ein, die im Verlauf des Anspinnvorganges zu ihrer vollen Größe anwächst. Dies wird erreicht durch die Hintereinanderschaltung des Kontaktes K2 mit dem vorn Ringbankhebel betätigten Kontakt K1. Beim Anspinnen, d. h. in den unteren Lagen der Ringbank, bleibt der Kontakt K2 unbeeinflußt. Beim langsamen Aufwärtswandern wird dann K2 in den jeweils oberen Lagen der RingbanlZ kurzzeitig gedrückt. Da bei dem Synchronismus zwischen Ringbankhebel und Ringbank gleichzeitig auch der Kontakt K, betätigt ist, wird die Schützspule Strom erhalten. In Abb. 3 ist ein Schütz S dargestellt, das bei Erregung seiner Zugspule den im Ruhezustand bestehenden Kurzschluß der Hauptkontakte öffnet. Die Kontakte K, und K2 werden in diesem Fall so gesteuert, daß sie einen Stromkreis schließen, wenn die Ringbank ihre obere Lage eingenommen hat, also eine Drehzahlverminderung erwünscht ist. Prinzipiell kann die Anordnung auch so ausgebildet werden, daß das Schütz nor-1nalerweise angezogen ist, dabei den Widerstand überbrückt und die Kontakte dann von dem Ringbankhebel bzw. von der an der Ringbank angebrachten Schäblone geöffnet werden. Die Kontakte sind dann jedoch parallel zu schalten.In Fig. 4 are the different times during which the speed n "2" to: the speed 7z "generated by the resistor switch-on, reduced is denoted by t1, t2 and t3: The one attached to the ring rail itself Template A controlled contact K2 is intended to ensure that initially no Position control takes place. Later, as shown in Fig. 5, initially a short-term position regulation with a slight dip in the speed curve one, which in the course of the piecing process to their full size grows. This is achieved by connecting contact K2 in series with the contact K1 actuated at the front ring rail lever. When piecing, d. H. in the lower If the ring rail is in position, contact K2 remains unaffected. When walking slowly upwards then K2 is pressed briefly in the respective upper layers of the ring band. Included the synchronism between ring rail lever and ring rail at the same time the contact K, is actuated, the contactor coil will receive power. In Fig. 3 a contactor S is shown that when its tension coil is excited, the short circuit existing in the idle state the main contacts open. In this case, contacts K, and K2 are controlled in such a way that that they complete a circuit when the ring bank is in its upper position has, so a speed reduction is desired. In principle, the arrangement also be designed in such a way that the contactor is normally tightened bridged the resistance and then the contacts from the ring bank lever or from the The stencil attached to the ring rail can be opened. The contacts are then however to connect in parallel.

Je weiter die Ringbank nach oben ansteigt, um so längere Zeit bleibt bei der Ausbildung der Schablone nach dem Ausführungsbeispiel der Kontakt K2 geschlossen. Während zunächst seine Betätigun.gsz,eit kleiner ist als die des Kontaktes K,. und damit die Einschaltzeit des Schützes durch ihn bestimmt wird, ergeben sich bei weiterem durch das Schaltrad bewirktem Ansteigen der Ringbank späterhin immer größere Schaltzeiten für K2, der dann schließlich während des Ringbank-Spieles dauernd gedrückt bleibt. Die Breite des Einschnittes .der Drehzahlkurve ist damit für die Hauptspinnperiode durch die Einstellung des Kontaktes El bestimmt.The further up the ring bank rises, the longer it remains in the formation of the template according to the exemplary embodiment, the contact K2 is closed. While initially its actuation time is smaller than that of contact K ,. and so that the switch-on time of the contactor is determined by it, result from further the increase in the ring rail caused by the ratchet wheel later increases and increases the switching times for K2, which is then held down continuously during the ring bank game. The width of the incision. The speed curve is therefore for the main spinning period determined by the setting of the contact El.

Eine etwa gleichartige Lagenregelung läßt sich erzielen, wenn an Stelle des Widerstandes ZV Drosselspulen treten. Auch kön-11en zwecks Drehzahlverminderung durch die Schalteinrichtung Wicklungsteile des Motors im Primär- oder Sekundärkreis ab- bzw. zugeschaltet werden, die bei übersynchronem Lauf eine Verminderung, bei untersynchronem Betrieb dagegen eine Erhöhung der dem Konlrnutator aufgedrückten Spannung ergeben.A position control of approximately the same kind can be achieved if instead of the resistance ZV choke coils step. You can also use it to reduce the speed by the switching device winding parts of the motor in the primary or secondary circuit can be switched off or on, which leads to a reduction in oversynchronous running sub-synchronous operation, however, an increase in the pressure imposed on the follower Tension.

Abb. 6 zeigt eine derartige Anordnung für einen ständergespeisten Drehstrom-Nebenschluß-Kominutatormotor mit feststehenden Bürsten und Doppeldrehregler. Der hierbei im Läuferstromkreis angeordnete Schalter S schaltet die beliebig zu wählende Anzapfung des Zusatztransformators T, dessen Spannung in Phase oder annähernd in Phase mit der Summenspannung des Doppeldrehreglers R bzw. mit der Läuferspannung ist. Gegenüber der vorbeschriebenen Anordnung mit Widerstand ergibt sich hierbei jedoch der Nachteil, daß der Motor auch bei niedriger Drehzahl sein Nebenschlußverhalten beibehält und demzufolge der Drehzahlabfall verhältnismäßig rasch erfolgt.Fig. 6 shows such an arrangement for a stand-fed Three-phase shunt comminutator motor with fixed brushes and double rotary control. The switch S, which is arranged in the rotor circuit, switches on at will Selecting tap of the additional transformer T, its voltage in phase or approximately in phase with the total voltage of the double rotary control R or with the rotor voltage is. Compared to the above-described arrangement with resistance, this results however, the disadvantage that the motor shunts even at low speed maintains and consequently the speed drop occurs relatively quickly.

Für -die Grundregelung läßt sich ebenfalls ein Widerstand verwenden. Dieser müßte dann in mehreren Stufen anzapfbar sein, wobei ein an der Spinnmaschine angebrachter Schalter beim Anspinnen den Widerstand nach und nach kurzschließt, beim Abspinnen dagegen den Widerstand teilweise wieder einschaltet. Die Betätigung des Schalters kann dabei durch eine vom Schaltrad aus angetriebene Einrichtung erfolgen. Gegebenenfalls wäre diese auch mit der Ringbank in Verbindung zu bringen, wobei deren stufenloses Aufwärtsgehen entsprechend angeordnete Kontakte nacheinander betätigt.A resistor can also be used for the basic control. This would then have to be tapped in several stages, one on the spinning machine attached switch gradually short-circuits the resistor when piecing, when spinning, on the other hand, the resistance is partially switched on again. The operation of the switch can be done by a device driven by the ratchet wheel. If necessary, this would also have to be associated with the ring rail, whereby whose continuous upward movement actuates correspondingly arranged contacts one after the other.

Es .ist aber auch möglich, die Grundregelung durch andere geeignete Mittel vorzunehmen. Beispielsweise kann der in Abb. 6 dargestellte Anzapftransformator T eine auch für die Grundregelung ausreichende Spannung erhalten, wobei ein mehrstufiger Anzapfschalter die Regelung bewirkt.However, it is also possible to replace the basic regulation with other suitable ones Funds to make. For example, the tap transformer shown in Fig. 6 T received a voltage that is also sufficient for the basic regulation, with a multi-stage Tap switch that controls the system.

Abb. 7 zeigt .schließlich die mit der erfindungsgemäßen Einrichtung erzielten Regelkurven. Es :ist hierbei besonders bemerkenswert, daß die Grundkurve vollkommen unabhängig von der Lagenregelung gestaltet werden kann und die bei den bisher verwendeten mechanischen Spinnreglern in dieser Hinsicht bestehenden Beschränkungen nicht vorhanden sind. Bei dem in Abb.7 dargestellten Ausführungsbeispiel kann durch entsprechende Ausbildung der Kurvenscheibe C und durch Änderung der Hebelübersetzungen zwischen Abtasthebel und Drehzahlverstellvorrichtung die Grundkurve beliebig gewählt werden. Die durch Widerstandsänderungen erreichte Lagenregelung läßt .sich ebenfalls weitgehend beeinflussen, wobei Änderungen durch Wahl verschieden großer Widerstände bzw. durch entsprechende Anzapfungen und durch Einstellung der Kontakte am Ringbankhebel und an der Ringbank vorgenommen werden.Fig. 7 shows .finally that with the device according to the invention achieved control curves. It: it is particularly noteworthy that the basic curve can be designed completely independently of the position control and the previously used mechanical spin regulators in this regard existing restrictions are not present. In the embodiment shown in Figure 7, through corresponding design of the cam disk C and by changing the lever ratios the basic curve can be chosen arbitrarily between the scanning lever and the speed adjustment device will. The position control achieved by changes in resistance can also be used largely influence, with changes by choosing differently large resistances or by appropriate taps and by setting the contacts on the ring rail lever and on the ring bench.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Automatic control device for spinning and twisting machines driven by three-phase shunt collector motors, in particular for ring spinning and ring twisting machines, characterized in that either the position control or the basic control or both types of control by changing a resistance (W , Fig. Z and 3) or the taps of a tapping transformer (T, Fig.6). z. Control device according to Claim z, characterized in that the control resistor (LTU) is switched by means of a contactor (S), in whose coil circuit there are arranged contacts (K1 and K2) which are controlled as a function of the movement of the ring rail.