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Antrieb für Flyer Die Erfindung betrifft einen Antrieb für Flyer mittels
einer zwischen Konustrieb und Spulenantriebswelle geschalteten elektrischen übertragung,
die aus einem Drehzahlgeber und einem am Spulenwagen angebrachten Motor für die
Spulenantriebswelle besteht, der jeder Drehung des Drehzahlgebers synchron folgt.
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Es ist bereits bekannt, die Flyerspulen durch einen am Spulenwagen
angebrachten oder angeflanschten regelbaren Elektromotor anzutreiben. Die Regelung
dieses Motors wurde mittels eines vom Hauptantrieb des Flyers aus gesteuerten Drehzahlreglers
vorgenommen, wobei die Steuerung über eine Kurvenscheibe oder Schablone erfolgte.
Wenn auch durch diese Maßnahme eine gewisse Vereinfachung des Überlriebes auf den,
bewegten Spulenwagen erzielt werden konnte, so kam man doch über Versuchsausführungen
nicht hinaus; denn die hierbei erforderliche unbedingt genaue Regelung des Antriebsmotors
bedingte eine komplizierte, teure und sehr störanfällige Steueranlage, die in. der
Praxis nicht zu verwenden war.
Es ist weiterhin bekannt, die Flügel.
und Spulen des Flyers getrennt anzutreiben, wobei die Geschwindigkeit der beiden
Antriebsmotoren unabhängig voneinander regelbar ist. Für die Durchführung dieser
Regelung wurde hierbei jedoch nur allgemein auf die Verwendung von Bremsen oder
anderen Maßnahmen verwiesen, wobei der Vorschlag über diese Problemstellung nicht
hinausging.
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Es ist außerdem ein Antrieb für Flyer mittels einer zwischen Konustrieb,
und den Flyerspulen geschalteten elektrischen Übertragung bekannt. Ein Elektromotor
als Antriebsmotor des gesamten Flyers treibt über ein Zahnradgetriebe einen mit
Gleichstrom gespeisten Synchrongenerator und zugleich über ein weiteres Zahnradgetriebe
das Streckwerk und den Konustrieb des Flyers an. Der Synchrongenerator erzeugt dabei
einen. Dreiphasenstrom, der mit seiner Frequenz von der Tourenzahl des Generators
abhängig ist und je einen. kleinen Synchronmotor eines Flyerflügels antreibt und
zugleich die Primärwicklung eines Asynchrongenerators, dessen Läufer von dem Konustrieb
angetrieben wird, speist. Der dadurch in der Läuferwicklung des Asynchrongenerators
erzeugte Dreiphasenstrom wird über Kollektoren, die an der Läuferwelle des Asynchrongenerators
angebracht sind, abgenommen und den kleinen Synchronmotoren einer jeden Flyerspule
zugeführt. Dieser Flyerspulenantrieb bedingt aber offensichtlich im Gegensatz zur
vorliegenden Erfindung einen erheblichen Mehraufwand an Antriebsvorrichtungen, auf
den noch weiter unten am Schluß der Beschreibung näher eingegangen ist. Abgesehen
davon muß der Konustrieb zumindest den gleichen Betrag an Umfangskraft an den Asynchrongenerator
abgeben, den er sonst an das Differentialgetriebe beim mechanischen Flyerantrieb
zu liefern hätte. Es liegt hier also nur eine mit elektrischer übertragung arbeitende
Abart des mechanischen Flyerantriebes vor.
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Die geschichtliche Entwicklung des Flyers zeigt, daß erst nach der
Erfindung des Differentials, das erst die teilweise Entlastung des Konustriebes
gestattete, eine allgemeine Verwendung des Flyers einsetzte. Der Konustrieb kann
an sich nur geringe Kräfte bei erträglichem Schlupf übertragen. Möglichst geringer
Schlupf und eine sichere Schaltung des Konusriemens bilden aber bekanntlich die
Voraussetzungen für ein einwandfreies Arbeiten des Flyers. Deshalb gingen auch die
Weiterentwicklung des Flyers und die modernen; Konstruktionen des Differentials
darauf hinaus, den Konustrieb mit möglichst hoher Drehzahl und somit geringer Umfangskraft
laufen zu lassen, d. h. ihn also so weit als möglich' von der zu übertragenden Umfangskraft
zu entlasten.
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Die oben angeführten Nachteile der bereits bekannten, elektrischen
Übertragung vermeidet die Erfindung in erster Linie dadurch, daß der Drehzahlgeber
ein in seiner Antriebsdrehzahl von der Hauptantriebswelle und von dem Konustrieb
gesteuerter, an sich bekannter Widerstandsumformer ist. Statt eines Widerstandsumformers
läßt sich auch ein, gesteuerter Wechselrichter anwenden. Eine weitere Ausgestaltung
des Erfindungsgedankens besteht darin, daß der Widerstandsumformer von einem Differentialgetriebe
angetrieben wird, das seine Antriebsdrehzahl aus der Summe oder Differenz der Drehzahl
der Hauptantriebswelle und der Drehzahl des Konustriebes zusammensetzt. Der Widerstandsumformer
und auch der Wechselrichter benötigen, da sie die in ihnen umgeformte elektrische
Leistung aus dem Netz beziehen, zu ihrem Antrieb praktisch keinen Leistungsaufwand,
so daß der Konustrieb praktisch nur die Reibungskräfte des Differentials zu überwinden
hat. Er ist also praktisch von jeder Leistungsübertragung entlastet und kann somit
zusammen mit dem Differential viel schwächer und daher raumsparender gestaltet werden.
In konstruktiver Hinsicht gestattet somit die Erfindung, den nun entlasteten und
kleinen Konustrieb im Triebgestell des Flyers unterzubringen, wodurch der gesamte
Raum unter der Zylinderbank für das Abstellen der Spinnkannen frei wird. Es. entfällt
der an sich komplizierte Übertrieb zum bewegten Spulenwagen, da dieser nur noch
ein mehradriges, biegsames Kabel zur Kraftübertragung für den Spulenantriebsmotor
benötigt. Durch die bereits oben, erwähnte praktisch vollständige Entlastung des
konustriebes wird in technologischer Hinsicht eine absolut genaue Einhaltung der
jeweils richtigen Spulendrehzahl und damit weitgehendste Ausschaltung von Fehlverzügen
beim Verarbeiten des Fasermaterials erreicht.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird dadurch
erreicht, daß der Widerstandsumformer außer der drei Kohlenbürsten drehenden und
von der Hauptantriebswelle angetriebenen Antriebswelle eine konzentrisch zur Antriebswelle
drehbare Widerstandsschleife aufweist, die von dem Konustrieb im gleichen oder entgegengesetzten
Drehsinn zur Antriebswelle angetrieben wird und daß somit der an den Kollektoren
der Antriebswelle abgenommene Dreiphasenstrom, der den Antrieb des Synchronmotors
für die Spulenantriebswelle bewirkt, eine Frequenz hat, die' proportional der- Summe
oder Differenz der Drehzahl der Hauptantriebswelle und der Drehzahl des Konustriebes
ist. Hierdurch kommt das ' bisher noch verwendete Differentialgetriebe, das auch
noch bei kleinster Ausführung einen beachtlichen Kostenfaktor darstellt und zur
Kraftübertragung Reibungsverluste aufweist, in Fo:t fall. Weiterhin ist es bekannt,
auch den Spulenwagen. mittels einer elektrischen Übertragung anzutreiben, die sich
aus einem Drehzahlgeber und einem Synchronmotor für den Spulenwagen zusammensetzt.
Hierbei kann auch der Drehzahlgeber aus einem vom Konustrieb angetriebenen. und
an sich bekannten Widerstandsumformer oder aus einem Wechselrichter bestehen. Dies
bringt den Vorteil, daß der Konustrieb von dem für den Spulenwagenantrieb zusätzlich
zu übertragenden Leistungsbedtwrf praktisch entlastet wird.
1n den
Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung schematisch
dargestellt, und zwar zeigt -Fig. i einen Flyerspulenantrieb mittels Differentialgetrie#bes
und Widerstandsumformers, Fig. 2 einen Spulenwagen.antrieb mittels eines Widerstandsumformers,
Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Widerstandsumformer nach der Linie III-III
in Fig. 4, Fig. 4 einen Querschnitt durch den gleichen Gegenstand nach der Linie
IV-IV in Fig. 3, Fig. 5 einen Flyerspulenantrieb gemäß Anspruch 5, Fig. 6 einen
Querschnitt durch einen Widerstandsumformer nach Anspruch 5.
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Wie Fig. i zeigt, treibt eine vom Hauptantriebsmotor i angetriebene
Hauptantriebswelle 2 über nicht näher bezeichnete Zahnräder die obere Konuswelle
3 und über weitere Zahnräder die Streckwerkswelle 4 an. Die obere Konuswelle 3 treibt
über den oberen Konus 5 mittels eines Riemens den unteren Konus 6 und dann über
weitere Zwischenräder das Wendegetriebe 7 und über Kegelräder 8 und weitere Zwischenräder
ein Ritzel 9 an, das eine Zahnstange io, die an dem Spulenwagen i i befestigt ist,
hin- und herbewegt, um so die Aufundabbewegung des Spulenwagens ii zu bewerkstelligen.
Die Hauptantriebswelle 2 treibt weiterhin über Zahnräder die Flügelantriebswelle
12" die sich, durch die ganze Länge der Maschine erstreckt. Über Schrauben- oder
Kegelräder 13 werden von dieser Welle 12 die einzelnen Spindeln 14 mit ihren Flügeln
15 angetrieben. Die Hauptantriebswelle 2 ist durch ein drehbares Differentialgehäuse
16 geführt und weist in dem letzteren ein Zahnrad 17 auf. Das Differentialgehäuse
16 dreht sich also um die Hauptantriebswelle 2, und um dies deutlicher sichtbar
zu machen, sind zwei Lagerböcke 18 und i9 gezeichnet, die beiderseits des Differentialgehäuses
16 die Lagerung der Hauptantriebswelle 2 darstellen. Das Zahnrad 17 treibt über
Zahnradei- 2o und 21, die auf einer Welle in dem Gehäuse 16 gelagert sind, ein Zahnrad
22 und- ein damit verbundenes Zahnrad 23 an, die beide konzentrisch auf der Hauptantriebswelle
2, jedoch mit anderer Tourenzahl als diese, laufen.. Der untere Konus 6 treibt dabei
nicht nur den Spulenwagen i i über das Wendegetriebe 7, sondern auch über weitere
nicht gekennzeichnete Zwischenräder das Differentialgehäuse 16 mittells eines daran
befestigten Zahnrades 24 an, das seine Drehung der Drehung des Zahnrades 23 überlagert.
Wenn beim Aufwickeln der Faserstofflunte die Spule 25 den Flügeln 15 voreilt, muß
die Drehung des Zahnrades 23 sich aus der Summe der Drehung der Hauptantriebs-,velle
2 und der Drehung des Zahnrades 24 zusammensetzen. Eilt die Spule 25 den Flügeln
15 nach, so muß sich die Drehzahl des Zahnrades 23 aus der Differenz der
Drelizahl der Hauptantriebswelle 2 und der Drehzahl des, Zahnrades 24 zusammensetzen.
Das Zahnrad 23, das als Abtriebsrad des Differentials 24, 20, 21, 17, 16,
22
dient, treibt nun über weitere Zwischenräder einen mit Gleichstrom gespeisten
und an sich bekannten Widerstandsumformer 26 an. Durch die Drehung der Welle 27
des Umformers 26 wird von diesem ein Dreiphasenstrom erzeugt, der in seiner Frequenz
der Tourenzahl der Welle 27 proportional ist. Weiter unten wird noch näher auf die
Wirkungsweise des Umformers eingegangen. Der Dreiphasenstrom wird sodann von an
der Welle 27 angebrachten Kollektoren 28 abgegriffen und einem Synchronmotor 29
zugeleitet, der auf dem Spulenwagen angebracht bzw. angeflanscht ist und zum Antrieb
der Spulenantriebswelle 30 dient, die sich über die ganze Länge des Spulenwagens
erstreckt und mittels Kegelräder 3 i od. dgl. den. Antrieb der Flyerspulen 25 bewirkt.
Der Synchronmotor 29 dreht sich mit einer Tourenzahl, die der jeweiligen Höhe der
Dreiphasenfrequenz proportional- ist. Es läßt sich somit leicht durch die Wahl der
Anzahl der Polpaare des Synchronmotors 29 einrichten, daß die Spulenantriebswelle
30 jeder Drehung der Welle 27 des Widerstandsumformers synchron oder in einem
der Anzahl der Polpaare entsprechenden Verhältnis folgt. An Stelle des Widerstian;dsumformers
läßt sich auch als Drehzahlgeber (i.n gesteuerter Wechselrichter verwenden, der
aus Röhren und einer gleichfalls von der Welle 27 angetriebenen Steuereinrichtung
besteht.
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Fig. 2 zeigt einen Antrieb des Spulenwagens i i mittels eines. Drehzahlgebers
26 der obererwähnten Art. Der untere Konus 6 treibt über Zwischenräder die Welle
27 eines Widerstandsumformers 26 an, der seinen Dreiphasenstrom einem Synchronmotor
32 der obererwähnten. Art zuleitet. Dieser treibt dann über ein Zahnradvorgelege
das für den Antrieb des Spulenwagens i i erforderliche Wendegetriebe 7 an. Dieses
setzt wiederum über Kegelräder 8 und weitere Zwischenräder das Ritzel 9 und: damit
über die damit im Eingriff stehende Zahnstange io die Spulenbank i i in Bewegung.
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In Fig. 3 und 4 ist. zum besseren: Verständnis der Zusammenhänge der
innere Aufbau und die Arbeitsweise eines an sich bekannten Widerstandsumformers
26 näher erläutert. Die Welle 27 des Umformers 26 dreht einen dreiarmigen Bürstenhalter
33, der auf der Welle 27 aufgekeilt ist und dessen um i2o° versetzte Arme 34 Kohlenbürsten
35 aufweisen, die durch Federdruck schleifend gegen eine Widerstandsschleife 36
gedrückt werden und durch Leitungen 37 mit den drei Kollektoren 28 verbunden sind.
Die Widerstandsschleife 36 ruht :in einer Fassung 38, die aus Isoliermaterial besteht
und fest mit dem Gehäuse des Umformers 26 verbunden ist. Durch eine Gleichstromleitung
39, die seitwärts, wie in Fig. 4 ersichtlich ist, in das Gehäuse des Umformers 26
eingeführt ist, wird die Widerstandsschleife 36 an zwei genau gegenüberliegenden
Seiten mit Gleichstrom gespeist, d. h., an der oberen Anschlußstelle 40 wird ein
positives - Spannungspotential und an der unteren Anschlußstelle 41 wird ein negatives
Spannungspotential gelegt. Durch die Drehung der Welle 27 wird an den Kollektoren
28 eine Dreiphasenspannung abgenommen, die dem jeweiligen
Synchronmotor
29 bzw. 32 zugeführt wird (vgl. Fig. i und 2,).
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Fig. 5 zeigt den Einbau eines besonderen. Widerstandsumformers 42,
der die Verwendung eines zusätzlichenDifFenentialgetriebes, überflüssig macht. Ein
Antriebsmotor i treibt auch hier die Hauptantriebswelle 2, die wiederum über Zwischenräder
die obere KonuGwedle 3 und dann, die Streckwerks welle 4 antreibt. Mittels eines
Riemens wird dann der untere Konus 6 angetrieben, der über weitere Zwischenräder,
über das Wendegetriebe j, Kegelräder 8 und weitere Zwischenräder. das Ritzed. 9
antreibt, das mit einer Zahnstange io, welche die Bewegung des Spulenwagens i i
bewirkt, im Eingriff ist. Die Hauptantriebswelle 2 treibt über Zwischenrädier die
sich über die ganze Länge der Maschine erstreckende Flügelantriebswelle 12 an, welche
über Schrauben- oder Kegelräder 13 die Spindeln 14 und die daran befestigten Flyerflügel
15 antreibt. Die Hauptantriebswelle 2 treibt außerdem über Zwischenräder die Welle
27 des Widerstandsumformers 42 an. Auf dieser Welle sitzen, wie schon aus Fig. 3
und 4 bekannt ist, die Kollektoren 28 sowie der Bürstenhalter 33 mit den Armen 34
und den Kohlenbürsten 35. Im Gegensatz zum bisherigen Widerstandsumformer 26 ist
die Widerstandsschleife 36 mit dem Gehäuse des Widerstandsumformers 42 verbunden.
und drehbar gelagert und zu dem Zweck auf einer Hohlwelle 43 befestigt, die mittels
eines, auf ihr befestigten Zahnrades 44 von dem unteren Konus 6 über Zwischenräder
angetrieben wird. Der an den Kollektoren 28 abgenommene Dreiphasenstrom hat nunc
eine Frequenz, die proportional der Summe oder der Differenz der Drehzahl der Welle
27 und der Drehzahl der Hohlwelle 43 ist. Der Dreiphasenstrom wird nun dem Synchronmotor
29 zugeleitet, der auf der SpulenantriebsWelle 30 sitzt und über Kegelräder
31 die Drehung der Flyerspulen 25 bewirkt.
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Fig. 6 vermittelt noch einen Einblick in den inneren Aufbau eines
Widerstandsumformers 42 gemäß Anspruch 5. Die Welle 27 mit den Kollektoren 28, Bürstenhalter
33 und Armen 34 sowie Koh@lenbürsten 35 sind genauso ausgeführt, wie sie in Fig.
3 und 4 dargestellt wurden. Die Widerstandsschleife 36 dagegen ist drehbar auf der
Welle 27 gelagert. Zu diesem Zweck ist sie in einer Isolierfassung 45 befestigt,
die über eine Keilnutverbindung mit der bereits erwähnten Hohlwelle 43 fest verbunden.
ist. Die Hohlwelle 43 läuft auf der Welle 27 und besitzt zwei Kollektorringe 46
zur Aufnahme des Gleichstromes aus der Leitung 39, der für die Widerstandsschleife
36 bestimmt ist. Das Gehäuse des Widerstandsumformers 42 ist mit der Hohlwelle 43
verkeilt und läuft mit um. Um dies klar zum Ausdruck zu bringen, ist noch gezeigt,
wie der ganze Widerstandsum;forrner42 in zwei Lagerkonsolen 47 und 48 ruht.
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Es war schon bei der Schilderung des Standes der Technik ein; Flyerantrieb
mittels einer zwischen Konustrieb und den Fly erspulen und Flyerflügeln geschalteten
elektrischen Übertragung erwähnt worden. Dabei wurde folgender Aufwands benötigt:
Ein Synchrongenerator, der für die Antriebsleistung der Flügel und teilweise auch
der Spulen ausgelegt sein muß, sowie ein Asynchrongenerrator, der für die Antriebsleistung
dar Spulen ausgelegt sein muh, mindestens ein Synchronmotor für den Antrieb aller
Spulen und[ mindestens ein Synchronmotor für den Antrieb aller Flügel. Dagegen beläuft
sich der Aufwand z. B. bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Fig. 5 auf
einen Widerstandsumformer 42, der im Preis. billiger ist als ein Asynchrongrator,
und lediglich auf einen Synchronmotor für den Antrieb der Spulen 25. Es ist somit
klar ersichtlich, dah die Erfindung z. B. gemäß dien Ausführungsbeispiel nach Fig.
5 einen erheblich geringeren Aufwand an Antriebsvorrichtungen benötigt, als es bei
dem geschilderten; Flyerantrieb, der den Stand der Technik nuf diesem Gebiete dn,rstellt,
der Fall ist. Hierin. kann: ein weiterer, bedeutendar Vorteil, der Erfindung gegenüber
dein Stand der Technik gesehen werden.