EP0327921B1

EP0327921B1 - Ringspinnmaschine

Info

Publication number: EP0327921B1
Application number: EP89101599A
Authority: EP
Inventors: Urs Meyer
Original assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Current assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Priority date: 1988-02-12
Filing date: 1989-01-31
Publication date: 1992-03-25
Anticipated expiration: 2009-01-31
Also published as: JPH01246421A; EP0327921A1; IN172476B; ES2032058T3; DE58901004D1; US4987734A

Description

Die Erfindung betrifft eine Ringspinnmaschine gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Ringspinnmaschinen solcher Art, wobei die Produktion kurzfristig von einer Garnnummer auf eine andere umgestellt werden kann, sind im Falle eines plötzlichen Stromausfalles, was in bestimmten Ländern mehrmals pro Tag vorkommen kann, mit einem besonderen Problem behaftet. Bei Ringspinnmaschinen konventioneller Bauart treibt ein Zentralmotor über einen mechanischen Drehzahlvariator die sich vom Antriebskopf erstreckende, gemeinsame Antriebswelle der Spinnstellen an. Zahnräder im Endkopf stellen die Verbindung der Spinnstellenantriebswelle mit den Wechselrädern der Streckwerke dar. Streckwerke und Spindeln sind somit direkt mechanisch verbunden. Bei Stillstand der Maschine sind alle Wellen des Streckwerkes durch die Selbsthemmung der gekoppelten Antriebe blockiert.
Es gibt aber bereits Maschinen mit einzelnen Motoren für die Spinnsstellen und die Streckwerke, wobei beiden Motoren ein Umrichter vorgeschaltet ist, sodass ein elektrischer Gleichlauf der beiden Motorwellen gegeben ist. Die Garndrehung wird durch Wechselräder im Streckwerkgetriebe eingestellt. Es besteht jetzt keine starre, mechanische Kopplung zwischen den Spindeln einerseits und den Streckwerken andererseits. Bei Stillstand der Maschine sind alle Wellen des Streckwerkes durch Selbsthemmung der gekoppelten Streckwerkwellen blockiert.
Bei Maschinen mit Einzelspindelantrieb werden die Einzelantriebsmotoren gemeinsam von einem Umrichter gespeist, während ein weiterer Umrichter das Streckwerkgetriebe versorgt. Die Aufteilung auf zwei Umrichter wird nötig, weil die Spindelmotoren entsprechend ihrer hohen Drehzahl eine wesentlich höhere Frequenz erfordern als der Streckwerkantriebsmotor. Die Frequenzen der beiden Umrichter werden durch ein gemeinsames Sollwert-Signal bestimmt und stehen in einem festen Verhältnis zueinander, das die Garndrehung bestimmt. Das Verändern der Garndrehung erfolgt deshalb nicht mehr am Getriebekasten, sondern rein elektronisch durch entsprechende Einstellungen an den Umrichtern. Bei Stillstand der Maschine sind alle Wellen des Streckwerkes durch die Selbsthemmung der gekoppelten Streckwerkwellen blockiert.
Bei Ringspinnmaschinen gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1 ist bei Wegfall der Netzspannung die Selbsthemmung nicht gross genug um den gemeinsamen Stillstand aller Antriebe zu gewährleisten. Die im Verzugsfeld auftretenden Restkräfte zwischen den einzelnen Walzen vermögen, insbesondere die Abzugswalzen, zurückzudrehen. Jede Drehbewegung der Abzugswalze ohne gleichzeitige Drehung des Drallorganes der Spinnstelle und der sonstigen Walzen des Streckwerkes führt aber unmittelbar zu einem Fadenbruch oder zu einem starken Garnfehler beim Wiederinbetriebsetzen der Spinnmaschine.
Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Ringspinnmaschine mit zentraler, elektronischer Umstellung der Garnnummern derart auszugestalten, dass bei einem unvorhergesehenen Stromausfall und bei einem nachfolgenden Anspinnen weder Fadenbrüche noch unbeabsichtigte Garnunregelmässigkeiten entstehen können. Diese Aufgabe wird gelöst durch die Lehre des Kennzeichens des Anspruches 1. Es ist nunmehr möglich, den Sollwert für alle Antriebe gemeinsam in einer Rampenfunktion auf Null zu bringen. Diese Rampenfunktion muss so ausgelegt sein, dass zumindest einer der drei Antriebe mit seinem Schwungmoment so stark abgebremst wird, dass der zugehörige Umrichter die Speisung des Gleichstrom-Zwischenkreises übernimmt. Damit steht die Energie zur Verfügung, um alle Antriebe gemeinsam geregelt bis zum Stillstand abzubremsen. Die vorteilhafte Zusatzmassnahme nach Anspruch 2 verhindert einen Fadenbruch durch Zurückdrehen der Abzugswalzen. Nach Anspruch 3 kann stattdessen eine mechanische Haltevorrichtung vorgesehen sein, die nach Wegfall der Spannung im Zwischenkreis auf elektrischem Wege in Funktion tritt. Anspruch 4 sieht erfindungsgemäss vor, die Haltevorrichtung elektrisch mit dem Zwischenkreis zu koppeln. Die Erfindung wird nunmehr anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen schematisch:

Fig. 1 eine erste erfinderische Ausführung mit Varianten, und
Fig. 2 eine weitere Ausführungsvariante.

Ein Querschnitt durch ein Streckwerk 2 zeigt eine Einzugswalze 3, eine Mittelwalze 4 und eine Abzugswalze 5, die gemeinsam pro Maschinenlängsseite von entsprechenden, sich im wesentlichen über die ganze Maschinenlänge erstreckenden Wellen 8, 9, 10 angetrieben werden. Im Eingriff mit den Walzen 3, 4, 5 stehen nichtangetriebene Druckwalzen 12. Die gezeigte Ausführung erlaubt das elektronische Einstellen des Verzuges und damit der Garnnummer. Die einlaufende Lunte 14 wird in einem Vorverzugsfeld zwischen den Walzen 3 und 4 mit einem festen Verhältnis verzogen, da der Antrieb der Walzen 3, 4 über ein Verteilgetriebe 16 erfolgt. Der Hauptverzug erfolgt zwischen den Walzen 4 und 5 und ist durch das Drehzahlverhältnis der Motoren 19 und 20 elektronisch einstellbar, sodass hier der Querschnitt des Garnes bzw. des Fadens 22 endgültig bestimmt werden kann. Beide Motoren 19, 20 werden je durch einzelne Umrichter 24 und 25 versorgt. Ein weiterer Umrichter 26 versorgt gemeinsam die Einzelspindelantriebsmotoren 27.1-3 an den einzelnen Spinnstellen 28. Die Speisung aller Umrichter 24, 25, 26 erfolgt über einen gemeinsamen Gleichstrom-Zwischenkreis 30 (dicke Linie), der vom Netz 32 her über einen Gleichrichter 33 gespeist wird.
Durch die Anordnung einer handelsüblichen Rücklaufsperre 37 auf der Welle 10 geht die eingangs beschriebene Ausführungsvariante in die zweite Variante über. Diese Anordnung hat einen Sinn, da die Abzugswalze 5 gerade nach Stillstand der Maschine zum Zurückdrehen neigt, wodurch unweigerlich der Faden 22 bricht. Obgleich die Abzugswalze 5 besonders gefährdet ist, kann auch auf Welle 9 eine Rücklaufsperre vorgesehen werden.
Die dritte Ausführungsvariante entsteht durch eine Auswechslung der Rücklaufsperre 37 durch eine Haltevorrichtung 38.1, eine herkömmliche, mechanische Einscheibenfederdruckbremse mit elektro-magnetischer Fremdauslösung. Die bevorzugte vierte Ausführungsvariante besteht darin, die Haltevorrichtung 38.1 mit dem Zwischenkreis 30 elektrisch zu verbinden. Sobald nun die Drehzahl aller Antriebe auf Null gesunken ist, verschwindet auch die Spannung im Zwischenkreis 30. Dann wird automatisch auch die Magnetwindung 40 der Haltevorrichtung 38.1 stromlos, wodurch die bewegliche Kupplungsscheibe 41 durch Druckfedern gegen die fixe Kupplungsscheibe 42 gedrückt wird. Damit sind die Abzugswalzen 5 blockiert. Zur zusätzlichen Sicherheit kann eine zweite, identische Haltevorrichtung 38.2 auf die Welle 9 montiert werden, ebenfalls elektrisch mit dem Zwischenkreis 30 gekoppelt. Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsvariante, bei welcher pro Einzelspindelantriebsmotor 27 ein Umrichter 45.1-3 vorgesehen ist. Auch möglich wäre die Anordnung eines Umrichters für eine Gruppe von Einzelspindelantriebsmotoren 27.1-3.
In einer anderen Variante können getrennte Zwischenkreise (Gleichstrom- oder Gleichspannungszwischenkreise) einerseits für die Spindeln und andererseits für das Streckwerk vorgesehen werden, z.B. wie in Fig. 2 der DOS 34 12 060 gezeigt wird. Unter diesen Umständen ist es nicht mehr möglich, Energie von den Spindeln während des Maschinenauslaufs an das Streckwerk zu liefern. Stattdessen kann man (gemäss DOS 34 12 060) eine Pufferbatterie und/oder (gemäss CH 548941 bzw. DE-A-34 42 080) Schwungmasse vorsehen, um die mit relativ hohem Widerstand behafteten Teile in Rotation zu halten.
Der Streckwerkantrieb umfasst dann auch einen Gleichstrom- bzw. Gleichspannungszwischenkreis und die Auslösung der Rücklaufsperre bzw. Haltevorrichtung kann vom Zustand dieser Zwischenkreise abhängig gemacht werden. Beispielsweise kann die Sperre bzw. Haltevorrichtung getätigt werden (von der Bereitschafts- in die Betriebsposition bewegt werden), wenn die Spannung in dem Zwischenkreis ein niedriges Niveau erzielt hat. Dies kann automatisch erfolgen, indem die Sperre bzw. Haltevorrichtung nur dann in der Bereitschaftsposition gehalten werden kann, Während die Zwischenkreise einen vorbestimmten Energiezustand haben. Es kann aber auch mittelbar über einen Sensor erfolgen, indem der Sensor auf Zustand der Zwischenkreise reagiert und die Betätigung der Sperre bzw. Haltevorrichtung auslöst. Elektrische Energie zur Betätigung der Sperre bzw. Haltevorrichtung könnte aus einem Speicher oder von einem anderen Zwischenkreis gezogen Werden. Die notwendige Energie könnte aber auch in nicht elektrischer Form zur Verfügung stehen, z.B. aus einem Federsystem oder pneumatischen Energiespeicher.

Claims

1. Ringspinnmaschine mit einer Mehrzahl von Spinnstellen (28) und mit dazu gehörigen Streckwerken (2), wobei mindestens die Abzugswalzen (5) der Streckwerke, und die Spinnstellen getrennt voneinander durch Frequenzumrichter (24, 25, 26) gespeiste Elektromotoren (19, 20, 27) antreibbar sind, wobei jeder Frequenzumrichter einen Gleichstrom- bzw. Gleichspannungs-Zwischenkreis (30) umfasst und eine Rücklaufsperre (37) bzw. Haltevorrichtung (38) für mindestens die Abzugswalzen (5) der Streckwerke vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebs-/Bereitschaftszustand der Rücklaufsperre (37) bzw. Haltevorrichtung (38) vom Zustand des Zwischenkreises der Abzugswalzen mit energiebeliefernden Frequenzumrichtern abhängig ist, indem die Rücklaufsperre (37) bzw. Haltevorrichtung (38) beim Wegfall der Spannung im Zwischenkreis (30) in Funktion tritt.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (38) elektrisch mit dem Zwischenkreis (30) gekoppelt ist.

3. Maschine nach Anspruch 2, mit über die Maschinenlänge verteilten Einzelspindelantriebsmotoren, die gemeinsam von einem Umrichter (26) speisbar sind.

4. Maschine nach Anspruch 1, mit über die Maschinenlänge verteilten Einzelspindelantriebsmotoren, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelspindelantriebsmotoren in Gruppen von je einem Umrichter (45) speisbar sind.

5. Maschine nach einem der Ansprüche 1-4 dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Zwischenkreise miteinander zur Übertragung elektrischer Energie verbunden sind.