WO2006058772A1 - Vorrichtung zum stauchkräuseln - Google Patents

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WO2006058772A1
WO2006058772A1 PCT/EP2005/012902 EP2005012902W WO2006058772A1 WO 2006058772 A1 WO2006058772 A1 WO 2006058772A1 EP 2005012902 W EP2005012902 W EP 2005012902W WO 2006058772 A1 WO2006058772 A1 WO 2006058772A1
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rollers
electric motors
drive
control unit
group
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PCT/EP2005/012902
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English (en)
French (fr)
Inventor
Carsten VOIGTLÄNDER
Joachim GRÜNZEL
Bernhard Schoennagel
Uwe Münster
Arnd Grimm
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Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Original Assignee
Saurer GmbH and Co KG
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Ceased legal-status Critical Current

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G1/00—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics
    • D02G1/12—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics using stuffer boxes

Definitions

  • the invention relates to a device for compression crimping of synthetic fibers according to the preamble of claim 1.
  • a generic device for compression crimping of synthetic fibers is known from EP 0 582 129 A1.
  • two rotatably driven rollers are arranged in such a way to each other in a machine frame, that forms a narrow nip between the rollers.
  • the rollers are driven by a group drive, wherein the drive shafts of the rollers are coupled together by gear means.
  • the rollers are associated with a stuffer box which receives the fibers passing through the nip.
  • the rollers are driven at a predetermined peripheral speed.
  • the fiber material is drawn into the nip and required in the stuffer box. It caused on the outlet side of the rollers by changing buckling of the strand-like fiber material a crimp.
  • the nip set between the rolls is adjusted as a function of the fiber material so that the rolls are held to one another with a contact pressure.
  • the group drive is therefore formed by an adjustable transmission to allow such changes in distance between the rollers.
  • this requires additional mechanical means, which increases the risk of transmission errors. It is therefore an object of the invention to develop a device for Stauchk syndromeseln of synthetic fibers of the generic type such that a trouble-free drive of the rollers in each selected operating position is possible.
  • Another object of the invention is to provide a device for crimping synthetic fibers in which the rolls are drivable with high flexibility.
  • the invention selects a completely deviating from the previous drive technology of the rollers design of the group drive in the form that each of the rollers is driven by a separate electric motor.
  • each of the rollers is driven by a separate electric motor.
  • the electric motors can be controlled both jointly by a group control unit or separately by a respective control unit assigned to the electric motor.
  • the group control device is coupled to a control unit, by means of which the specifications and settings of a specific peripheral speed of the rollers take place.
  • At least one of the rollers is associated with a sensor means and connected to the group control unit.
  • the actual value of a rotational speed of the drive shaft of one of the rollers or the peripheral speed of one of the rollers sensed by the sensor means can thus be adjusted and continuously regulated with the respectively preset desired value.
  • the greatest degree of freedom and flexibility for driving the rollers is given by a separate control of the electric motors.
  • the control devices associated with the electric motors are coupled to a control unit for presetting the setting values. In this case, it is possible to drive the rolls at identical peripheral speeds or with a peripheral speed difference.
  • each of the rollers is assigned a sensor means and coupled to the respective control unit.
  • the speed control formed on each drive train of the rollers allows high process uniformity to be achieved in the production of crimped fibers.
  • the relatively large torques are preferably provided by so-called premagnetic motors.
  • the electric motors of the group drive are constructed identically as a synchronous motor, wherein the synchronous motors each have a rotor equipped with a plurality of permanent magnets.
  • Such high-torque electric motors can preferably be arranged in axial extension to the rollers.
  • a connection of the rotor of the electric motor to the drive shaft of the rollers is preferably possible by means of a hollow shaft mounting, so that high torques can be reliably transmitted.
  • the electric motors are preferably connected via drive shafts with the drive shafts of the rollers, so that a movement of at least one of the rollers in an operating position, insertion position or cleaning position is possible.
  • Fig. 1 shows schematically a view of a first embodiment of the inventive device
  • FIG. 2 schematically shows a view of a further embodiment of the device according to the invention.
  • FIG. 3 schematically shows a cross-sectional view of an embodiment of a device
  • a first embodiment of the device according to the invention is shown schematically in a view.
  • the device for compression crimping of synthetic fibers consists essentially of two rollers 1 and 2 rotatably mounted in a machine frame 4 and the stuffer box 10 downstream of the rollers 1 and 2.
  • the stuffer box 10 adjoining the rollers 1 and 2 is in a transverse
  • a nip 3 is formed to be able to move in a fiber material and curl by buckling.
  • Each of the rollers 1 and 2 is coupled to a drive shaft 5.1 and 5.2.
  • the drive shaft 5.1 of the upper roller 1 is connected directly to an electric motor 6.1 at a drive unit.
  • the lower roller 2 is connected via the drive shaft 5.2 directly to a second electric motor 6.2.
  • the distance between the rollers 1 and 2 can be changed.
  • the upper section 1 with the drive shaft 5.1 and the electric motor 6.1 is preferably held adjustably in the machine frame 4 relative to the lower roller 2.
  • the mechanical means required for holding and guiding the upper roller 1 are not shown in FIG. 1 and are not described in detail here.
  • the roller 1 is held for this purpose on a pivot carrier, which can be guided by a piston-cylinder unit.
  • the piston-cylinder unit serves to hold the upper roller 1 in a nip 3 determining operating position.
  • a group control unit 8 is provided, which is coupled to the electric motors 6.1 and 6.2.
  • the group control unit 8 is associated with a speed sensor 9, which detects the rotational speed of the drive shaft 5.1.
  • a control unit 23 is arranged upstream of the group control unit 8.
  • a target specification of the drive speed is given via the control unit 23 to the group control unit 8, so that the two electric motors 6.1 and 6.2 drive the associated drive shafts 5.1 and 5.2 with identical settings.
  • the roller 1 and the roller 2 are thus driven at the same peripheral speeds.
  • the control of the electric motors 6.1 and 6.2 is monitored by a speed control.
  • the input speed of the drive shaft 5.1 is detected by the speed sensor 9 and the group control unit 8 abandoned.
  • the actual value of the drive speed is compared with the preset speed. Nominal value of the drive speed compared. In the case of a deviation, the control of the electric motors 6.1 and 6.2 with corrected frequency takes place.
  • the exemplary embodiment of the device according to the invention shown in FIG. 1 is characterized by a direct drive of the rollers, so that no additional mechanical means for the transmission or for coupling the drive shafts are required.
  • the device according to the invention is designed with a particularly compact and substantially maintenance-free group drive.
  • the electric motors of the rollers can also be arranged separately as a structural unit.
  • FIG. 2 a further exemplary embodiment of the device according to the invention is shown in FIG.
  • the structure and function of the exemplary embodiment of FIG. 2 is substantially identical to the exemplary embodiment of FIG. 1, so that at this point only the differences will be explained and otherwise reference is made to the above description.
  • the group drive of the rollers 1 and 2 is also formed in the embodiment of FIG. 2 by two separate electric motors 6.1 and 6.2.
  • the electric motors 6.1 and 6.2 are held as a unit on a machine frame 12.
  • the machine frame 12 is set up at a distance from the machine frame 4, in which the rollers 1 and 2 and the stuffer box 10 are held.
  • the upper roller 1 is connected to a drive shaft 5.1, which is coupled at a free end outside of the machine frame 4 with a propeller shaft 13.1.
  • the propeller shaft 13.1 has in its opposite end a connection to a rotor shaft 24.1 of an electric motor 6.1.
  • the lower roller 2 is connected by the drive shaft 5.2 and a second propeller shaft 13.2 directly to a rotor shaft 24.2 of the second electric motor 6.2.
  • each of the electric motors 6.1 and 6.2 each have a control unit 7.1 and 7.2 assigned.
  • the control devices 7.1 and 7.2 are coupled to an upstream control unit 23.
  • To control the upper roller 1 is associated with a sensor means 11.1, which is connected via a signal line to the control unit 7.1.
  • the lower roller 2 is associated with the sensor means 11.2, which is connected via a signal line to the control unit 7.2.
  • As a sensor means 11.1 and 11.2 may be formed, for example, as a pulse, by which a direct detection of the peripheral speed of the rollers 1 and 2 is possible.
  • the directly driven rollers 1 and 2 can be controlled and regulated independently of one another in terms of their peripheral speeds.
  • the specifications for setting certain peripheral speeds is performed by the control unit 23, which gives each of the control units 7.1 and 7.2 a target specification.
  • corresponding control signals for controlling the electric motors 6.1 and 6.2 are generated on the basis of the target specifications.
  • Each of the electric motors 6.1 and 6.2 directly drives the drive shafts 5.1 and 5.2 and thus the rollers 1 and 2 via the drive shafts 13.1 and 13.2 coupled to the rotor shafts 24.1 and 24.2.
  • the set on the rollers 1 and 2 peripheral speed is detected by the sensor means 11.1 and 11.2 and the associated control units 7.1 and 7.2 transmitted.
  • corrections in the control of the electric motors 6.1 and 6.2 can thus be carried out quickly and precisely.
  • preferably high-torque permanent magnet motors which are also known as torque motors, are used for directly driving the rollers 1 and 2.
  • Fig. 3 is an embodiment of a connection between a drive shaft and an electric motor, as it could be embodied, for example, in the embodiment of FIG. 2, shown.
  • the electric motor 6.1 for example for the upper roller 1, has a hollow shaft space 16 in which a connection section 17 of the drive shaft 5.1 or alternatively the rotor shaft 24.1 is inserted.
  • the Hohlwellenaufhahme 16 is formed in a housing 14 of the electric motor 6.1. Li the housing 14, an annular stator 15 is attached.
  • the stator 15 encloses an annularly formed within the stator 15 rotor 20, which carries a plurality of juxtaposed permanent magnets on the periphery. In the cross-sectional view shown in Fig. 3, the permanent magnets 21.1 and 21.2 are shown.
  • the rotor 20 is rotatably supported by the bearings 22 in the housing 14. On one end face of the rotor 20 is fixedly connected to a collar of a ring bushing 19.
  • the ring bushing 19 is rotatably coupled to the circumference of the connection portion 17.
  • the connection section 17 is supported by the bearings 18 in the housing 14.
  • the electric motor embodied as a synchronous motor in FIG. 3 represents a preferred drive variant for driving the rollers.
  • the use of permanent magnet magnets in the air gap enables a high power output side at low rotational speeds.
  • the permanent magnet motor is particularly suitable for driving rollers of a Stauchk syndromeselvorraum directly.
  • the device according to the invention is characterized by a low-noise overall system, which shows high process uniformity due to the good control properties of the group drive.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)

Abstract

Es ist eine Vorrichtung zum Stauchkräuseln von synthetischen Fasern mit zwei einen Walzenspalt bildenden Walzen und einer den Walzen zugeordneten Stauchkammern zur Aufnahme der durch den Walzenspalt geführten Fasern beschrieben. Hierbei sind die Walzen jeweils über eine Antriebswelle mit einem Gruppenantrieb verbunden. Um einerseits flexible Einstellungen des Walzenspaltes zwischen den Walzen zu ermöglichen und andererseits einen flexiblen Antrieb zu erhalten, wird erfindungsgemäß der Gruppenantrieb durch zwei separate Elektromotoren gebildet, welche jeweils direkt mit den Antriebswellen der zugeordneten Walzen verbunden sind.

Description

Vorrichtung zum Stauchkräuseln
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stauchkräuseln von synthetischen Fasern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Stauchkräuseln von synthetischen Fasern ist aus der EP 0 582 129 Al bekannt.
Bei der bekannten Vorrichtung zum Stauchkräuseln von synthetischen Fasern sind in einem Maschinengestell zwei drehbar angetriebene Walzen derart zueinander angeordnet, dass sich zwischen den Walzen ein enger Walzenspalt bildet. Der Antrieb der Walzen erfolgt durch einen Gruppenantrieb, wobei die Antriebswellen der Walzen durch Getriebemittel miteinander gekoppelt sind. Den Walzen ist eine Stauchkammer zugeordnet, welche die durch den Walzenspalt geführten Fasern aufnimmt.
Zum Stauchkräuseln der synthetischen Fasern, die beispielsweise als ein Spinnka- bei oder Tow der Vorrichtung zulaufen, werden die Walzen mit einer vorgegebenen Umfangsgeschwindigkeit angetrieben. Dabei wird das Fasergut in den Walzenspalt eingezogen und in die Stauchkammer gefordert. Es entstehen auf der Auslaufseite der Walzen durch wechselnde Knickungen des strangförmigen Fasergutes eine Kräuselung. Der zwischen den Walzen eingestellte Walzenspalt ist in Abhängigkeit von dem Fasergut so eingestellt, dass die Walzen mit einem Anpressdruck zueinander gehalten sind.
Zur Einstellung des Walzenspaltes ist es bekannt, dass zumindest eine der Walzen beweglich gehalten ist. Bei der bekannten Vorrichtung wird der Gruppenantrieb daher durch ein verstellbares Getriebe gebildet, um derartige Abstandsänderungen zwischen den Walzen zu ermöglichen. Dies erfordert jedoch zusätzliche mechanische Mittel, die die Gefahr von Übertragungsfehlern erhöht. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Stauchkräuseln von synthetischen Fasern der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, dass ein störungsfreier Antrieb der Walzen in jeder gewählten Betriebsstellung möglich ist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, eine Vorrichtung zum Stauchkräuseln von synthetischen Fasern zu schaffen, bei welcher die Walzen mit hoher Flexibilität antreibbar sind.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der Unteransprüche definiert.
Die Erfindung wählt einen völlig sich von der bisherigen Antriebstechnik der Walzen abkehrende Ausbildung des Gruppenantriebes in der Form, dass jede der Walzen durch einen separaten Elektromotor angetrieben wird. Trotz der Bedenken, dass bei direkt angetriebenen Walzen Unterschiede in den Umfangsge- schwindigkeiten der Walzen entstehen könnten, hat sich überraschenderweise gezeigt, dass selbst bei Einsatz von handelsüblichen Elektromotoren zum Antrieb der Walzen keine wesentlichen Abweichungen in den Umfangsgeschwindigkeiten feststellbar waren. Andererseits bietet sich die Möglichkeit, besondere Herstellungseffekte beispielsweise durch einseitige am Faserstrang wirkende Schlupfer- scheinungen durch die direkt angetriebenen Walzen einstellen zu können.
Die Elektromotoren lassen sich sowohl gemeinsam durch ein Gruppensteuergerät oder separat durch jeweils einem dem Elektromotor zugeordneten Steuergerät steuern. Bei kollektiver Steuerung der Elektromotoren ist das Gruppensteuergerät mit einer Steuereinheit gekoppelt, durch welche die Vorgaben und Einstellungen einer bestimmten Umfangsgeschwindigkeit der Walzen erfolgt.
Zur Einhaltung der vorgegebenen Umfangsgeschwindigkeit an den Walzen ist zumindest einer der Walzen ein Sensormittel zugeordnet und mit dem Gruppensteuergerät verbunden. Innerhalb des Gruppensteuergerätes kann somit der durch das Sensormittel sensierte Ist-Wert einer Drehzahl der Antriebswelle einer der Walzen oder unmittelbar die Umfangsgeschwindigkeit einer der Walzen mit dem jeweils vorgegebenen Soll-Wert abgeglichen und fortlaufend geregelt werden.
Den größten Freiheitsgrad und Flexibilität zum Antreiben der Walzen ist durch eine separate Steuerung der Elektromotoren gegeben. Die den Elektromotoren zugeordneten Steuergeräte sind zur Vorgabe der Einstellungswerte mit einer Steu- ereinheit gekoppelt. Hierbei besteht die Möglichkeit, die Walzen mit identischen Umfangsgeschwindigkeiten oder mit einer Umfangsgeschwindigkeitsdifferenz anzutreiben.
Bei den herkömmlichen Herstellungsprozessen werden die Walzen jedoch bevor- zugt mit identischen Umfangsgeschwindigkeiten angetrieben, um ein Fasergut durch den Walzenspalt zu fördern und zu kräuseln. Hierbei ist zur Einhaltung einer identisch vorgegebenen Umfangsgeschwindigkeit bevorzugt jeder der Walzen ein Sensormittel zugeordnet und mit dem jeweiligen Steuergerät gekoppelt. Durch die an jedem Antriebsstrang der Walzen ausgebildete Drehzahlregelung lässt sich eine hohe Prozessgleichmäßigkeit bei der Herstellung von gekräuselten Fasern erreichen.
Um die als Spinnkabel geführten synthetischen Fasern zu kräuseln, werden die relativ großen Drehmomente bevorzugt durch sogenannte Premanentmagnet- Motoren erbracht. Hierzu sind die Elektromotoren des Gruppenantriebes baugleich als Synchronmotor ausgebildet, wobei die Synchronmotoren jeweils einen mit mehreren Permanentmagneten bestückten Rotor aufweisen. Derartige drehmomentenstarke Elektromotoren lassen sich bevorzugt in axialer Verlängerung zu den Walzen anordnen. Hierbei ist eine Anbindung des Rotors des Elektromotors an die Antriebswelle der Walzen bevorzugt durch eine Hohl- wellenaufhahme möglich, so dass hohe Drehmomente sicher übertragbar sind.
Es ist jedoch auch möglich, bei einer Großmotorentechnik die Elektromotoren als separate Baueinheit auszubilden und in einem separaten Maschinengestell anzuordnen. Hierbei sind die Elektromotoren bevorzugt über Gelenkwellen mit den Antriebswellen der Walzen verbunden, so dass eine Bewegung zumindest einer der Walzen in eine Betriebsstellung, Einlegestellung oder Reinigungsstellung möglich ist.
Einige Ausfuhrungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind anhand der beigefügten Zeichnungen nachfolgend näher beschrieben.
Es stellen dar:
Fig. 1 schematisch eine Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfin- dungsgemäßen Vorrichtung
Fig. 2 schematisch eine Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung Fig. 3 schematisch eine Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels eines
Elektromotors zum Direktantrieb einer Walze
In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch in einer Ansicht dargestellt.
Die Vorrichtung zum Stauchkräuseln synthetischer Fasern besteht im wesentli- chen aus zwei in einem Maschinengestell 4 drehbar gelagerten Walzen 1 und 2 und der den Walzen 1 und 2 nachgeordneten Stauchkammer 10. In Fig. 1 ist die sich an den Walzen 1 und 2 anschließende Stauchkammer 10 in einer Quer-
- A - schnittsansicht gezeigt. Zwischen der oberen Walze 1 und der unteren Walze 2 ist ein Walzenspalt 3 gebildet, um ein Fasergut einziehen zu können und durch Knickung zu kräuseln. Jede der Walzen 1 und 2 ist mit einer Antriebswelle 5.1 und 5.2 gekoppelt. Die Antriebswelle 5.1 der oberen Walze 1 ist an einem Antriebsen- de direkt mit einem Elektromotor 6.1 verbunden. Die untere Walze 2 ist über die Antriebswelle 5.2 direkt mit einem zweiten Elektromotor 6.2 verbunden.
Zur Einstellung des Walzenspaltes 3 zwischen den Walzen 1 und 2 ist der Abstand zwischen den Walzen 1 und 2 änderbar. Hierzu ist bevorzugt die obere WaI- ze 1 mit der Antriebswelle 5.1 und dem Elektromotor 6.1 relativ zu der unteren Walze 2 verstellbar in dem Maschinengestell 4 gehalten. Die zum Halten und Führen der oberen Walze 1 erforderlichen mechanischen Mittel sind in Fig. 1 nicht dargestellt und an dieser Stelle nicht näher beschrieben. Üblicherweise wird die Walze 1 hierzu an einem Schwenkträger gehalten, welcher durch eine Kolben- Zylindereinheit führbar ist. Dabei dient die Kolbenzylindereinheit zum Halten der oberen Walze 1 in einer den Walzenspalt 3 bestimmenden Betriebsstellung.
Zur Steuerung der Elektromotoren 6.1 und 6.2 ist ein Gruppensteuergerät 8 vorgesehen, welches mit den Elektromotoren 6.1 und 6.2 gekoppelt ist. Dem Gruppen- Steuergerät 8 ist ein Drehzahlsensor 9 zugeordnet, welcher die Drehzahl der Antriebswelle 5.1 erfasst. Zur Vorgabe von Prozesseinstellungen ist eine Steuereinheit 23 dem Gruppensteuergerät 8 vorgeordnet.
Zum Betrieb der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung wird über der Steuereinheit 23 dem Gruppensteuergerät 8 eine Sollvorgabe der Antriebsdrehzahl aufgegeben, so dass die beiden Elektromotoren 6.1 und 6.2 mit identischen Einstellungen die zugeordneten Antriebswellen 5.1 und 5.2 antreiben. Die Walze 1 und die Walze 2 werden somit mit gleichen Umfangsgeschwindigkeiten angetrieben. Die Ansteuerung der Elektromotoren 6.1 und 6.2 wird durch eine Drehzahlregelung über- wacht. Hierzu wird die Antriebsdrehzahl der Antriebswelle 5.1 durch den Drehzahlsensor 9 erfasst und dem Gruppensteuergerät 8 aufgegeben. Innerhalb des Gruppensteuergerätes 8 wird der Ist-Wert der Antriebsdrehzahl mit dem vorgege- benen Soll-Wert der Antriebsdrehzahl verglichen. Im Falle einer Abweichung erfolgt die Ansteuerung der Elektromotoren 6.1 und 6.2 mit korrigierter Frequenz.
Das in Fig. 1 dargestellte Ausfuhrungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrich- tung zeichnet sich durch einen Direktantrieb der Walzen aus, so dass keine zusätzlichen mechanischen Mittel zur Übersetzung oder zur Kopplung der Antriebswellen benötigt werden. Damit ist die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem besonders kompakten und im wesentlichen wartungsfreien Gruppenantrieb ausgeführt.
Zur Realisierung hoher Drehmomente lassen sich die Elektromotoren der Walzen auch als eine Baueinheit separat anordnen. Hierzu ist in Fig. 2 ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Der Aufbau und die Funktion des Ausfuhrungsbeispiels nach Fig. 2 ist im wesentlichen identisch zu dem Ausfuhrungsbeispiel nach Fig. 1, so dass an dieser Stelle nur die Unterschiede erläutert werden und ansonsten Bezug zu der vorgenannten Beschreibung genommen wird.
Der Gruppenantrieb der Walzen 1 und 2 wird in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ebenfalls durch zwei separate Elektromotoren 6.1 und 6.2 gebildet. Die Elektromotoren 6.1 und 6.2 sind als eine Baueinheit an einem Maschinengestell 12 gehalten. Das Maschinengestell 12 ist mit Abstand zu dem Maschinengestell 4 aufgestellt, in welcher die Walzen 1 und 2 sowie die Stauchkammer 10 gehalten sind. Die obere Walze 1 ist mit einer Antriebswelle 5.1 verbunden, die an einem freien Ende außerhalb des Maschinengestells 4 mit einer Gelenkwelle 13.1 gekoppelt ist. Die Gelenkwelle 13.1 weist in ihrem gegenüberliegenden Ende eine Verbindung zu einer Rotorwelle 24.1 eines Elektromotors 6.1 auf. Die untere Walze 2 ist durch die Antriebswelle 5.2 und einer zweiten Gelenkwelle 13.2 direkt mit einer Rotorwelle 24.2 des zweiten Elektromotors 6.2 verbunden. Zur Steuerung ist jedem der Elektromotoren 6.1 und 6.2 jeweils ein Steuergerät 7.1 und 7.2 zugeordnet. Die Steuergeräte 7.1 und 7.2 sind mit einer vorgeordneten Steuereinheit 23 gekoppelt. Zur Regelung ist der oberen Walze 1 ein Sensormittel 11.1 zugeordnet, welches über eine Signalleitung mit dem Steuergerät 7.1 verbunden ist. Der unteren Walze 2 ist das Sensormittel 11.2 zugeordnet, welches über eine Signalleitung mit dem Steuergerät 7.2 verbunden ist. Als Sensormittel 11.1 und 11.2 können beispielsweise als Impulsgeber ausgebildet sein, durch welche eine direkte Erfassung der Umfangsgeschwindigkeit der Walzen 1 und 2 möglich ist.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vor- richtung lassen sich die direkt angetriebenen Walzen 1 und 2 unabhängig voneinander in ihren Umfangsgeschwindigkeiten steuern und regeln. Die Vorgaben zur Einstellung bestimmter Umfangsgeschwindigkeiten erfolgt durch die Steuereinheit 23, welche jede der Steuergeräte 7.1 und 7.2 eine Sollvorgabe aufgibt. Innerhalb der Steuergeräte 7.1 und 7.2 werden anhand der Soll-Vorgaben entsprechen- de Steuersignale zur Steuerung der Elektromotoren 6.1 und 6.2 erzeugt. Jeder der Elektromotoren 6.1 und 6.2 treibt über die mit den Rotorwellen 24.1 und 24.2 gekoppelten Gelenkwellen 13.1 und 13.2 unmittelbar die Antriebswellen 5.1 und 5.2 und damit die Walzen 1 und 2 an. Die an den Walzen 1 und 2 eingestellte Umfangsgeschwindigkeit wird über die Sensormittel 11.1 und 11.2 erfasst und den zugeordneten Steuergeräten 7.1 und 7.2 übermittelt. Anhand eines Ist-Soll- Vergleiches lassen sich somit Korrekturen in der Steuerung der Elektromotoren 6.1 und 6.2 schnell und präzise ausführen.
Bei den in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Ausfiihnmgsbeispielen der erfmdungs- gemäßen Vorrichtung werden zum direkten Antrieb der Walzen 1 und 2 bevorzugt drehmomentstarke Permanentmagnet-Motoren eingesetzt, die auch als sogenannte Torque-Motoren bekannt sind. In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer Anbindung zwischen einer Antriebswelle und einem Elektromotor, wie sie beispielsweise in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ausgeführt sein könnte, ge- zeigt. Der Elektromotor 6.1 beispielsweise für die obere Walze 1 weist eine Hohlwel- lenaumahme 16 auf, in welcher ein Anschlussabschnitt 17 der Antriebswelle 5.1 oder alternativ der Rotorwelle 24.1 eingesteckt ist. Die Hohlwellenaufhahme 16 ist in einem Gehäuse 14 des Elektromotors 6.1 ausgebildet. Li dem Gehäuse 14 ist ein ringförmiger Stator 15 befestigt. Der Stator 15 umschließt einen innerhalb des Stators 15 ringförmig ausgebildeten Rotor 20, welcher am Umfang mehrere nebeneinander angeordnete Permanentmagneten trägt. In der in Fig. 3 dargestellten Querschnittsansicht sind die Permanentmagneten 21.1 und 21.2 dargestellt. Der Rotor 20 ist durch die Lager 22 in dem Gehäuse 14 drehbar gelagert. An einer Stirnseite ist der Rotor 20 fest mit einem Kragen einer Ringbuchse 19 verbunden. Die Ringbuchse 19 ist drehfest mit dem Umfang des Anschlussabschnittes 17 gekoppelt. Der Anschlussabschnitt 17 ist durch die Lager 18 in dem Gehäuse 14 gelagert.
Die zur Steuerung des Permanentmagnetmotors üblichen Sensormittel wie beispielsweise Lagegeber oder Geschwindigkeitsfühler sind hier nicht näher erläutert, da neue Entwicklungen in der Motorentechnik bereits sensorlose Varianten derartige Motoren hervorgebracht hat, bei welcher die Regelung durch Software erbracht werden kann:
Der in Fig. 3 als Synchronmotor ausgebildete Elektromotor stellt eine bevorzugte Antriebsvariante zum Antreiben der Walzen dar. Der Einsatz von Permantmagne- ten mit konstantem Magnetfuß im Luftspalt ermöglicht eine hohe Leistungsabgabeseite bei niedrigen Drehzahlen. Somit ist der Permanentmagnet-Motor beson- ders geeignet, um Walzen einer Stauchkräuselvorrichtung direkt anzutreiben.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch ein geräuscharmes Gesamtsystem aus, das aufgrund der guten Regeleigenschaften des Gruppenantriebes hohe Prozessgleichmäßigkeit aufzeigt. B ezugszeichenliste
1 obere Walze
2 untere Walze
3 Walzenspalt
4 Maschinengestell
5.1, 5.2 Antriebswelle
6.1, 6.2 Elektromotor
7.1, 7.2 Steuergerät
8 Gruppensteuergerät
9 Drehzahlsensor
10 Stauchkammer
11.1, 11.2 Sensormittel
12 Maschinengestell
13.1, 13.2 Gelenkwellen
14 Gehäuse
15 Stator
16 Hohlwellenaufhahme
17 Anschlussabschnitt
18 Lager
19 Ringbuchse
20 Rotor
21.1, 21.2 Permanentmagnet
22 Lager
23 Steuereinheit
2.1, 24.2 Rotorwelle

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Stauchkräuseln von synthetischen Fasern mit zwei einen Walzenspalt (3) bildenden Walzen (1, 2) und einer den
Walzen (1, 2) zugeordneten Stauchkammer (10) zur Aufnahme der durch den Walzenspalt (3) geführten Fasern, wobei die Walzen (1, 2) jeweils über eine Antriebswelle (5.1, 5.2) mit einem Gruppenantrieb verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Gruppen- antrieb durch zwei separate Elektromotoren (6.1, 6.2) gebildet ist, welche jeweils direkt mit den Antriebswellen (5.1, 5.2) der zugeordneten Walzen (1, 2) verbunden sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromotoren (6.1, 6.2) mit einem Gruppensteuergerät (8) verbunden sind, wobei das Gruppensteuergerät (8) mit einer Steuereinheit (23) gekoppelt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zu- mindest einer der Walzen (1) ein Sensormittel (9) zur Bestimmung der Umfangsgeschwindigkeit einer der Walzen (1) zugeordnet ist, welches Sensormittel (9) mit dem Gruppensteuergerät (8) verbunden ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromotoren (6.1, 6.2) separat mit jeweils einem Steuergerät (7.1, 7.2) verbunden sind, wobei die Steuergeräte (7.1, 7.2) mit einer Steuereinheit(23) gekoppelt sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Walzen (1, 2) jeweils ein Sensormittel (11.1, 11.2) zur Bestimmung der Umfangsgeschwindigkeit der Walzen zugeordnet ist, welche Sensormittel (11.1, 11.2) mit den zugeordneten Steuergeräten (7.1, 7.2) verbunden sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Elektromotoren (6.1, 6.2) baugleich als Synchronmotoren ausgebildet sind, wobei die Synchronmotoren (6.1) jeweils einen mit mehreren Permanentmagneten (21.1, 21.2) bestückten Rotor (20) aufweisen.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromotoren (6.1, 6.2) in axialer Verlängerung zu den Walzen (1, 2) an einem die Walzen (1, 2) haltenden Maschinengestell (4) angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswellen (5.1, 5.2) der Walzen (1, 2) jeweils einen Anschlussabschnitt (17) aufweisen, der zur Anbindung an den Rotor (20) in einer Hohlwellenaumahme (16) des zugeordneten Elektromotors (6.1) einsteckbar ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromotoren (6.1, 6.2) als eine separate Baueinheit ausgebildet sind und die Baueinheit in einem separaten Maschinengestell (12) gehalten ist, wobei die Elektromotoren (6.1, 6.2) jeweils über Gelenkwellen (13.1, 13.2) mit den Antriebswellen
(5.1, 5.2) der Walzen (6.1, 6.2) verbunden sind.
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DE1938267A1 (de) * 1969-07-28 1971-02-11 Vepa Ag Kraeuselmaschine

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