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Schnellbremseinrichtung für achsseitig angetriebene Elektrozettelmaschinen
und Elektroschärmaschinen Zettel- und Schärmaschinen der Textilindustrie müssen
bei Fadenbruch plötzlich stillgesetzt werden können. Man hat zu diesem Zweck bei
achsseitig angetriebenen Elektrozettelmaschinen und Elektroschärmaschinen zwischen
den Zettelbaum bzw. die Schärtrommel und den Antriebsmotor eine ausrückbare Kupplung
angeordnet, welche den Antriebsmotor im Augenblick eines Fadenbruches abkuppelt,
ohne ihn abzuschalten; gleichzeitig läßt man eine starke mechanische Bremse einfallen,
welche das plötzliche Abbremsen des Zettelbaums bzw. der Schärtrommel übernimmt.
Die Fadenbruchüberwachung erfolgt dabei am Zettelgatter, meistens mittels elektrischer
Fallbügel, welche bei Fadenbruch das Ausrücken der Motorkupplung und das Einfallen
der mechanischen Bremse über Relais und - elektrisch gesteuerte Verklinkungenbewirken.
Je höher die Zettelgeschwindigkeiten werden und je größere und breitere Zettelbäume
bzw. Schärtrommeln verwendet werden, um so schwerfälliger und umständlicher wird
der große mechanische Aufwand für Ausrückkupplungen und mechanische Bremsen, samt
elektrischem Zubehör. Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, diese umfangreichen
und zu häufigen Störungen Anlaß gebenden mechanischen Bremsen, welche außerdem einem
starken Verschleiß unterliegen, überflüssig zu machen
und dadurch
einen wesentlich einfacheren Aufbau der Gesamtanlage zu erzielen.
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Nach der Erfindung gelingt dies dadurch, daß der Antriebsmotor betriebsmäßig
dauernd (auch beim Stillsetzen) mit der Zettel- bzw. Schärtrommelwelle verbunden
bleibt und daß die Stillstandsbremsung durch elektrische Schnellbremsung des Antriebsmotors
erfolgt. Der Antriebsmotor wirkt dabei, gegebenenfalls über ein Getriebe, ohne Zwischenschaltung
einer Ausrückkupplung antreibend oder bremsend auf den Zettelbaum bzw. die Schärtrommel.
Zur elektrischen Schnellbremsung ist indessen ein Antriebsmotor, dessen Nennleistung
der betriebsmäßigen Antriebsleistung für die Zettel- bzw. Schärmaschine entspricht,
nicht brauchbar, weil er die abzubremsende größte vorkommende Schwungenergie der
Zettel- bzw. Schärmaschine innerhalb einer vorbestimmten kurzen Bremszeit von Bruchteilen
einer Sekunde nicht abbremsen kann. Dies ist auch der Grund, warum bisher die bei
andern Arbeitsmaschinen bekannte elektrische Bremsung für achsseitig angetriebene
Elektrozettelinaschinen und Elektroschärmaschinen nicht verwendet wurde.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die elektrische Schnellbremsung
für diese Maschinen möglich ist und einen erheblichen technischen Fortschritt gegenüber
mechanischen Bremseinrichtungen darstellt, wenn der Antriebsmotor nach Maßgabe der
innerhalb einer vorbestimmten kurzen Bremszeit abzuführenden größten vorkommenden
Schwungenergie der Zettel- bzw. Schärmaschine für eine wesentlich größere (bis zu
mehreren Vielfachen betragende) Nennleistung ausgelegt ist, als der betriebsmäßige
Antrieb erfordert. Der schnell laufende Antriebsmotor kann dabei gegebenenfalls
über ein Getriebe dauernd mit der großen Schwungmasse des Zettelbaums bzw. der Schärtrommel
ohne ausrückbare Kupplung verbunden bleiben. Die elektrische Schnellbremsung erfolgt
beim rasch laufenden Motor mit wesentlich einfacherem Aufwand an Mitteln als bisher
bei mechanischer Bremsung der langsamer umlaufenden Schwungmassen und erfolgt, ohne
Verschleiß, trotz der kurzen Bremszeit ohne harten Stoß.
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Für die Speisung des Mehrmotorenantriebs von Schlichtmaschinen ist
im Textilmaschinenbau wohl schon ein Leonardumformer angegeben worden, wobei auch
in einzelnen Fällen elektrische Bremsung des Antriebs vorgesehen war; von einer
Schnellbremsung ist jedoch dort nichcs angegeben, ebensowenig von besonderen Maßnahmen,
durch die nach der Erfindung eine solche in einfacher Weise ermöglicht wird. Für
den Antrieb von Zuckerzentrifugen ist weiter schon ausgerechnet worden, daß ein
Kurzschlußmotor mit geschweißtem Läufer, selbst wenn er nur 8 Anläufe in der Stunde
zu bewältigen hat, aus thermischen Gründen schon bei einer Ausnutzung, die etwa
nur einem Achtel seiner Stundenleistung entspricht, bis an die Grenze seiner Leistungsfähigkeit
beansprucht ist, so daß er für derartige Antriebe wenig geeignet erscheint. Daß
dieser etwa auch zum Abbremsen verwendet werden sollte, ist hierbei nicht angegeben.
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Abgesehen von dem Unterschied in dem Anwendungsgebiet bedeutet es
-aber etwas anderes, ob, wie bei dieser vorbekannten Anordnung, der Motor nur so
groß dimensioniert wird; als dies im Hinblick auf die thermische Belastbarkeit,
also für den betriebsmäßigen Antrieb, erforderlich ist oder nach dem Vorschlag-
der vorliegenden Erfindung für eine um ein Vielfaches größere Nennleistung ausgelegt
wird.
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Wenn also schon die vorbekannte Anordnung als unbrauchbar hingestellt
wird, so kann aus den Entgegenhaltungen um so weniger eine Anregung entnommen werden,
als es möglich ist, auf dem in der Erfindung angegebenen Wege eine wertvolle Verbesserung
für den Antrieb von Elektrozettel- oder Elektroschärmaschinen mit Schnellbremsung
zu erreichen.
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In Fig. i und 2 des Ausführungsbeispiels ist ein von einem Gleichstrommotor
i angetriebener Zettelbaum 2 dargestellt, welchem eine Meterzähl-,valze 5 vorangeht,
auf die das Zettelgut 3 nach Durchlaufen des Zettelkamms q. aufläuft. Der Antriebsmotor
i wird von einem Leonardgenerator 6 gespeist, dessen Erregerwicklung 7 über einen
Spannungsteiler 8 aus einem Netz 16 Strom erhält, wenn mittels der Schutzspule g
die Schalter io und ii geschlossen sind.
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Im Schaltbild Fig.2 ist der Bremszustand dargestellt, bei welchem
die Kontakte io, i1 offen und die Kontakte 12, 13 geschlossen sind, welche die Felderregung
7 in entgegengesetztem Erregungssinne an die Klemmen des Leonardgenerators bzw.
des den Bremsstrom abgebenden Motors i anschließen. Gleichzeitig mit den Kontakten
12, 13 wird auch der Kontakt 14 im Stromkreis der Drehzahlmaschine i9 der Meterzählwalze
geschlossen. Mit 15 ist ein Feldabbauwiderstand, parallel zur Feldwicklung 7 geschaltet,
bezeichnet. Für die Feldeinstellung 18 des Motors i ist ein Handregelwiderstand
17 vorgesehen. Die Drehzahlmaschine ig der Meterzählwalze 5 besitzt im Beispiel
eine Erregerwicklung 2o und steuert über ein Relais 22, welches über einen die minutliche
Meterzahl einstellenden Vorwiderstand 21 an die Drehzahlmaschinenspannung angeschlossen
ist, den Verstellmotor 25 zur Einregelung der Leonardspannung und damit der Antriebsmotordrehzahl.
Am Voltmeter 23 kann die minutliche Meterzahl abgelesen werden. Bei Abbremsung muß
die Meterzähhnaschine und mit ihr die Meterzählwalze ebenfalls abgebremst werden,
weil sie beim Aufhören von Wickelzug mit eigener Schwungenergie noch weiterlaufen
würde. Hierzu dient der Kontakt 1q., welcher diese Drehzahlmaschine über einen Bremswiderstand
24 -kurzschließt.
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Die Wirkungsweise der Anordnung bei einem Bremsvorgang ist folgende:
Bei Fadenbruch wird die Schutzspule 9 so gesteuert, daß die in der Fig. 2 dargestellten
Kontaktstellungen gelten. Im ersten Augenblick, nach Öffnen von io, 1i, beginnt
das Feld in 7 sich über den Widerstand 15 abzubauen, hat aber immer noch genügend
Feldstärke, um eine, wenn auch stark geminderte Leonardspannung der vom Motor i
erzeugten Bremsspannung entgegenzusetzen; so daß der auftretende Bremsstrom zwar
stark, aber kein Kurzschlußstrom ist. Für bestimmte Fälle kann es ausreichend sein,
das Feld in 7 auf diese Weise durch einfaches Entregen sich bis auf den Wert Null
abbauen 2u lassen, wenn diese Abbauzeit der zulässigen
Bremszeit
entspricht. Soll die Schnellbremsung jedoch rascher als der Feldabbau durch einfaches
Entregen erfolgen, dann kann man ihn beschleunigen durch eine über die Kontakte
12, 13 aufgezwungene Erregerspannung, welche ein entgegengesetztes Erregerfeld
aufzubauen sucht, aber mit kleiner werdender Motordrehzahl (i) immer weniger einwirkt.
Solange das Feld in 7 noch nicht völlig abgebaut ist, wirkt es mit dem im Anker
der Leonardmaschine fließenden Bremsstrom des Bremsgenerators i zusammen, in motorischem
Sinne dem Leonardmotor Energie rückliefernd. Ist das Feld abgebaut, dann kann es
sich selbsterregend nicht wieder aufbauen (sogenannte Selbstmordschaltung). Etwaige
restliche Bremsenenergie wird dann im Leonardstromkreis in Stromwärme umgesetzt,
insbesondere in dem diese Wärme leicht abführenden Anker der Leonardmaschine.
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An sich ist die dargestellte Art der elektrischen Abbremsung eines
von einem Leonardgenerator gespeisten Antriebsmotors samt seiner Arbeitsmaschine
bekannt; ebenso sind andere Arten elektrischer Abbremsung z. B. bei Drehstrommotoren
bekannt. Alle bekannten Arten elektrischer Abbremsung sind auch für -die Erfindung
brauchbar, aber nicht Gegenstand der Erfindung. Wesentlich für die Erfindung ist,
daß der Antriebsmotor dabei nach Maßgabe der innerhalb einer vorbestimmten kurzen
Bremszeit abzuführenden größten vorkommenden Schwungenergie der Zettel-bzw. Schärmaschine
für eine wesentlich (um ein Vielfaches) größere Nennleistung ausgelegt ist, als
der betriebsmäßige Antrieb erfordert. Da der Bremsstrom ein Vielfaches des betriebsmäßigen
Arbeitsstromes erreicht, muß auch die Leonardmaschine im Ausführungsbeispiel für
eine entsprechend größere Nennleistung ausgelegt sein, als zur Lieferung nur des
betriebsmäßigen Arbeitsstromes erforderlich wäre.