CH683008A5 - Vorrichtung zum Abbremsen einer umlaufenden Walze, z.B. Trommel, an einer Spinnereivorbereitungsmaschine, z.B. Ballenöffner, Reiniger, Karde oder Krempel. - Google Patents
Vorrichtung zum Abbremsen einer umlaufenden Walze, z.B. Trommel, an einer Spinnereivorbereitungsmaschine, z.B. Ballenöffner, Reiniger, Karde oder Krempel. Download PDFInfo
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Description
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CH 683 008 A5
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Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abbremsen einer umlaufenden Walze, z.B. Trommel, an einer Spinnereivorbereitungsmaschine, z.B. Ballenöffner, Reiniger, Karde oder Krempel, gemäss Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Karden oder Krempel haben in der Regel eine Trommel, die aufgrund ihres ausserordentlich hohen Gewichtes (1 t) beim Abschalten eine normale Auslaufzeit bis zum Stillstand in der Grössenordnung von 10 Minuten hat. Aufgrund von Sicherheitsbestimmungen ist es erforderlich, die Türen der Maschine solange geschlossen zu halten, bis auch das letzte drehende Teil (Trommel) zum Stillstand gekommen ist. Insbesondere im Service-Fall ist es erwünscht, möglichst kurzfristig nach dem Abschalten die Türen öffnen zu können.
Bei einer bekannten Vorrichtung (US-PS 3 530 542) ist eine Bremseinrichtung 67 einerseits über eine Eingangswelle mit der Trommel einer Karde oder andererseits über einen Riemen mit dem Hauptantriebsmotor für die Trommel der Karde verbunden. Die Bremseinrichtung 67 ist elektrisch nicht mit dem Hauptantriebsmotor gekoppelt, sondern nur über einen Kontakt 204-6 ein- bzw. ausschaltbar. Da keine elektrische Verbindung zwischen dem Antriebsmotor und der Bremseinrichtung besteht und nur ein mechanischer Zusammenhang vorhanden ist, ist bei der bekannten Vorrichtung eine elektrisch betätigbare mechanische Bremseinrichtung vorhanden. Nachteilig dabei ist, dass die mechanische Bremse verschleissanfällig ist und im übrigen zusätzlich zu bremsende Zwischenelemente aufweist, die den Wirkungsgrad des Bremsvorganges herabsetzen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass bei der bekannten Bremseinrichtung nach dem Einschalten kein Einfiuss mehr auf die Bremswirkung möglich ist.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die die genannten Nachteile vermeidet, die insbesondere die Herabsetzung der Auslaufzeit der abzubremsenden Walze unter Anpassung an die Bremsbedingungen erlaubt und die verschleiss- und wartungsfrei ist.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.
Erfindungsgemäss wird der erzeugte Gleichstrom zum Bremsen des Antriebsmotors benutzt, wobei die gleichstromerzeugende Einrichtung elektrisch direkt mit dem Antriebsmotor in Verbindung steht. Die dadurch geschaffene elektrische Bremsvorrichtung ist unmittelbar mit dem Antriebsmotor kombiniert. In besonders vorteilhafter Weise wird die dem Antriebsmotor zugeführte Bremsenergie direkt zur Ab-bremsung desselben benutzt. Im Gegensatz zu der bekannten Vorrichtung sind keine zusätzlichen Elemente einer mechanischen Bremseinrichtung am Bremsvorgang beteiligt, so dass der Wirkungsgrad des Bremsvorgangs ganz erheblich erhöht ist. Ausserdem ist die erfindungsgemässe Bremsvorrichtung absolut verschleiss- und wartungsfrei.
Zweckmässig steht der Antriebsmotor mit der Walze über ein Übertragungselement, z.B. Riemen,
in Verbindung. Vorzugsweise erzeugt die Vorrichtung zur Erzeugung von Gleichstrom einen variierbaren Gleichstrom. Mit Vorteil ist die Vorrichtung zur Erzeugung von Gleichstrom an eine Regeleinrichtung angeschlossen. Bevorzugt ist die Umschalteinrichtung an die Regeleinrichtung angeschlossen. Zweckmässig ist die Regeleinrichtung an ein elektrisches Zeitglied angeschlossen. Vorzugsweise steht die Regeleinrichtung mit einer Drehzahlmesseinrichtung für die Walzendrehzahl, z.B. Trommeldrehzahl, in Verbindung. Mit Vorteil steht die Regeleinrichtung mit einer Drehzahlmesseinrichtung für die Drehzahl des Antriebsmotors in Verbindung. Bevorzugt wird als Regeleinrichtung ein Unstetigregler verwendet. Zweckmässig wird als Regeleinrichtung ein Stetigregler verwendet. Vorzugsweise wird der erzeugte Gleichstrom zum Bremsen des Antriebsmotors benutzt. Mit Vorteil wird der Gleichstrom während des Bremsvorganges zeitabhängig variiert. Bevorzugt wird der Gleichstrom stetig variiert. Zweckmässig wird der Gleichstrom gestuft variiert. Vorzugsweise wird der Gleichstrom in Abhängigkeit von der Walzendrehzahl variiert. Mit Vorteil wird der Gleichstrom in Abhängigkeit von der Antriebsmotordrehzahl variiert. Bevorzugt wird der Gleichstrom in Abhängigkeit von der Walzen- und der Antriebsmotordrehzahl derart variiert, dass ein bestimmtes vorgegebenes Verhältnis der Drehzihlen zueinander immer erhalten bleibt. Zweckmässig ist die Einrichtung zur Erzeugung von Gleichstrom an eine Steuer- und Regeleinrichtung, z.B. Mikrocomputer, für die Spinnereivorbereitungsmaschine angeschlossen. Vorzugsweise steht die Steuer- und Regeleinrichtung mit Messgliedern für die aktuellen Betriebsdaten, z.B. Walzendrehzahl, Fasermaterialart, Fasermaterialmenge u.dgl. in Verbindung. Mit Vorteil ist die Steuer- und Regeleinrichtung mit einem Speicher für bestimmte Bremsbedingungen, ausgedrückt z.B. durch Algorithmus, Tabelle, Kurve o.dgl. verbunden. Bevorzugt steht die Vorrichtung zum Abbremsen mit einer automatischen Abscheideinrichtung für den Bremsstrom in Verbindung. Die Erfindung umfasst eine weitere bevorzugte Ausführungsform, bei der an der Spinnereivorbereitungsmaschine Reinigungsklappen, Türen u.dgl. vorgesehen sind, bei der die Steuer- und Regeleinrichtung elektrisch mit der Betätigungseinrichtung für die Öffnung bzw. den Verschluss (Verriegelung) der Reinigungsklappen, Türen u. dgl. in Verbindung steht.
Erfindungsgemäss wird die Trommel bei optimaler Materialschonung (kein Riemenverschleiss, keine beweglichen Teile) in minimaler Zeit zum Stillstand gebracht. Diese optimale Materialschonung und minimale Zeit werden dadurch erreicht, dass die Bremseinheit (Einrichtung zur Erzeugung des Gleichstroms) programmiert bzw. auf die an der Maschine vorherrschenden spezieilen Bedingungen in betrieblicher und technologischer Hinsicht in vorteilhafter Weise angepasst werden kann. Darüber hinaus erfordert die erfindungsgemässe Vorrichtung keine zusätzliche Wartung.
Beim Bremsvorgang wird eine Ständerwicklung des Motors mit Gleichspannung beaufschlagt. Diese erzeugt ein Magnetfeld, welches wiederum im Rotor ein Bremsmoment erzeugt. Wenn sowohl die Trom-
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mei als auch der Aritriebsmotor jeweils mit einer Drehzahlmesseinrichtung versehen sind, so kann der Bremsstrom auch abhängig vom Verhältnis der beiden Drehzahlen zueinander variiert werden, um dadurch die Zeit bis zum Stillstand zu minimieren um ein Rutschen des Riemens zu verhindern. Dadurch, dass das Verhältnis der beiden Drehzahlen (Antriebsmotor und Trommel) bekannt ist (es liegt durch die Riemenscheiben fest), kann der Bremsstrom immer so hoch sein, dass das Verhältnis gerade noch gleich bleibt. Sobald sich das Verhältnis verändert, bedeutet das, dass Schlupf entstanden ist bzw. der Riemen rutscht. In diesem Falle kann der Bremsstrom wieder soweit abgesenkt werden, bis sich das bekannte Verhältnis wieder einstellt. Diese Überwachung erfolgt kontinuierlich während des gesamten Bremsvorganges.
Der Trommel-Antriebsmotor wird im Falle des Abschaltens mit einem Gleichstrom bis zum Stillstand abgebremst. Der den Motor bremsende Gleichstrom wird den besonderen Anforderungen dadurch in vorteilhafter Weise angepasst, dass er über den gesamten Bremsvorgang variierbar ist. Der Strom kann in seiner Höhe zweckmässig zeitabhängig variiert werden. Der Strom kann in seiner Höhe vorzugsweise drehzahlabhängig (Trommeldrehzahl) variiert werden. Weiterhin kann der Strom in seiner Höhe bevorzugt gestuft verändert werden. Auch kann der Strom in seiner Höhe mit Vorteil stetig verändert werden. Das den Gleichstrom erzeugende Bremsgerät steht zweckmässig mit dem die Kabel steuernden Mikrocomputer über eine entsprechende Schnittstelle direkt in Verbindung. In Abhängigkeit von den jeweiligen Betriebsbedingungen (Trommel-Drehzahl, Fasermaterial-Art, Fasermaterial-Menge) wird der Bremsstrom entsprechend variiert. Die Art der Variation wird von der Kardensteuerung oder dem Bremsgerät selbst berechnet und an dieses weitergegeben bzw. dort verarbeitet. Die Übergabe der Variationsdaten kann bei einem externen Bremsgerät über eine Schnittstelle (seriell oder parallel) erfolgen. Bei einem elektrischen Bremsgerät, das direkter Bestandteil der Kardensteuerung ist, kann der Datenaustausch direkt über den Systembus erfolgen. Die Bestimmung des jeweils optimalen Bremsstromes erfolgt so, dass die Trommel in einer minimalen Zeit zum Stillstand kommt, aber ohne die zum Trommelantrieb benötigte Kraftübertragungseinheit (z.B. Riemen, Getriebe o.ä.) mehr als unbedingt erforderlich ist, zu beanspruchen. Dies gilt insbesondere beim Einsatz von Flachriemen, deren «Durchrutschen», ein Zeichen von zu starker Bremsung ist und vielfach zur Zerstörung (Verbrennen) desselben führt. Die Bestimmung des optimalen Bremsstromverlaufs kann durch Versuche erfolgen und das Ergebnis kann in der Steuerung bzw. dem elektrischen Bremsgerät abgelegt werden (z.B. in Form eines Algorithmus oder von Tabellen). Die elektrische Bremsvorrichtung kann auch eine automatische Bremsstromabschaltung umfassen. Diese kann zeit-, ström- oder drehzahlabhängig erfolgen.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass auch mehrere Motoren gleichzeitig oder nacheinander von einem Bremsgerät abgebremst werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 schematisch ein Schaltbild der elektrischen Schaltung zur Betätigung der erfindungsgemässen Bremsvorrichtung,
Fig. 1a ein Blockschaltbild der Gleichstromeinrichtung (Bremseinheit),
Fig. 1b die elektrische Schaltung zwischen Antriebsmotor, Netz- und Gleichstromeinrichtung (Bremseinrichtung),
Fig. 2 eine Seitenansicht einer Karde mit Antriebsmotor, elektrischer Bremsvorrichtung und Kardensteuerung und Verriegelung und
Fig. 3 eine elektrisch betätigte Tür-Verriegelungseinrichtung,
Fig. 4a ein Bremsgerät, das mehrere Motoren gleichzeitig abbremst, und
Fig. 4b ein Bremsgerät, das mehrere Motoren nacheinander abbremst.
Nach Fig. 1 ist die (nicht dargestellte) Ständerwicklung des Antriebsmotors 1 (Asynchronmotor) über eine erste Schalteinrichtung 2, z.B. Relais, an eine Wechselstromquelle, hier ein Wechselstrom-Netz 3, über die Leitung 4 angeschlossen. Die (nicht dargestellte) Ständerwicklung des Antriebsmotors 1 ist über eine weitere Leitung 5 an das Wechselstromnetz 3 angeschlossen, in der eine zweite Schalteinrichtung 6, z.B. ein Relais, und eine Einrichtung 7 zur Erzeugung von Gleichstrom (Bremseinheit) im folgenden vereinfachend Gleichstromeinrichtung genannt, angeordnet sind. Die Steuer- und Regeleinrichtung 8 für die Karde 9 (siehe Fig. 2) ist über eine Leitung 10 mit der Gleichstromeinrichtung 7, über eine Leitung 11 mit der ersten Schalteinrichtung 2 und über eine Leitung 12 mit der zweiten Schalteinrichtung 6 verbunden.
Die Gleichstromeinrichtung 7 (Bremseinheit) dient dazu, den Wechselstrom aus dem Wechselstromnetz 3 in Gleichstrom umzuwandeln. Die Gleichstromeinrichtung 7 erlaubt eine Variierung des Gleichstroms.
Im Betrieb ist die erste Schalteinrichtung 2 geschlossen, so dass der Antriebsmotor 1 an das Wechselstromnetz 3 direkt angeschlossen ist. Die zweite Schalteinrichtung 6 ist geöffnet. Zum Abbremsen der Trommel 15 (Fig.2) der Karde 9 wird die erste Schalteinrichtung 2 geöffnet und die zweite Schalteinrichtung 6 geschlossen, so dass die Ständerwicklung des Antriebsmotors 1 an die Gleichstromeinrichtung 7 angeschlossen ist. Auf diese Weise erfolgt eine Umschaltung von der Wechselstromquelle 3 zu der Einrichtung 7 zur Erzeugung von Gleichstrom. Der von der Einrichtung 7 erzeugte Gleichstrom wird zum Bremsen des Antriebsmotors 1 benutzt.
Die Einrichtung 7 ist weiterhin an die Steuer- und Regeleinrichtung 8 angeschlossen. Die Steuer- und Regeleinrichtung 3 ist mit einer Drehzahlmesseinrichtung 13, z.B. Tachogenerator, für die Drehzahl der Trommel 15 und mit einer Drehzahlmesseinrich-
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tung 14, z.B. Tachogenerator, für die Drehzahl des Antriebsmotors 1 verbunden. Dadurch kann der Gleichstrom in Abhängigkeit von der Drehzahl der Trommel 15 und/oder von der Drehzahl des Antriebsmotors 1 variiert werden. An die Steuer- und Regeleinrichtung 8 sind weitere Messgiieder angeschlossen, z.B. ein Messglied 16 für die Fasermaterialart und ein Messglied 17 für die verarbeitete Fasermaterialmenge. Die Steuer- und Regeleinrichtung 8 steht weiterhin mit einem elektrischen Speicher 18 in Verbindung, in dem bestimmte Bremsbedingungen bzw. -Verläufe in Gestalt z.B. eines Algorithmus, einer Tabelle oder Kurve eingegeben und abgelagert sind.
Fig. 1a zeigt ein Blockschaltbild für die Gleichstromeinrichtung 7 (Bremseinheit), die einen Nullpunktschalter 28, ein Leistungsmodul 29, einen Spannungs-/Frequenz-Wandler 30, einen Verstärker/Regler 31 und einen Funktionsbildner 32 (Programmierung) aufweist.
In Fig. 1 b ist die Schaltung zwischen Antriebsmotor 1 und Gleichstromeinrichtung 7 (Bremseinheit) im Detail dargestellt. Mit Li bis L3 sind die drei Leiter des dreiphasigen Wechselstromnetzes 3, mit MS ein Motorschütz, mit BS ein Bremsschütz und mit UB eine Versorgungsspannung bezeichnet. Der Antriebsmotor 1 steht über die Leitung 4 mit dem Wechselstromnetz 3 und über die Leitung 5 mit der Gleichstromeinrichtung 7 (Bremseinheit) in Verbindung.
Fig. 2 zeigt eine Karde 9, z.B. Trützschler EXACTACARD DK 740. Der Antriebsmotor 1 ist über einen Antriebsriemen 19 mit der Antriebswelle 15a der Trommel 15 verbunden. Der Antriebsmotor 1 steht über die Umschalteinrichtung 2, 6 mit der Steuer- und Regeleinrichtung 8 in Verbindung. An die Steuer- und Regeleinrichtung 8 ist über eine Schalteinrichtung 20, z.B. Relais, eine magnetische Induktionsspule 21 angeschlossen, die einen beweglichen Induktionsanker 22 (Fig. 3) umschliesst.
Nach Fig. 3 steht die eine Stirnseite des Ankers 22 mit einem Ende 23a eines drehbar gelagerten Doppelhebels 23 in Verbindung, dessen anderes Endes 23b eine Nut 23c aufweist, die mit dem Ende (13a) eines Hakens 24 in Eingriff steht. Der Haken 24 ist mil seinem anderen Ende an einer Klappe 25 angebracht, die um einen Drehpunkt 26 schwenkbar ist, die Klappe 25 verschliesst eine Öffnung, die in der ortsfesten Akdeckung 27 an der Trommel 15 vorhanden ist. Wenn die Spule 21 stromdurchflossen ist, zieht der Anker 22 an, so dass sich der Doppelhebel 23 derart dreht, dass der Haken 24 freigegeben wird, so dass die Klappe 25 geöffnet werden kann.
In Fig. 4a ist ein Bremsgerät dargestellt, das mehrere Motoren Mi ... Mn gleichzeitig abzubremsen vermag.
In Fig. 4b ist ein Bremsgerät dargestellt, das mit einer Steuereinrichtung verbunden ist, so dass es mehrere Motoren Mi ... Mn nacheinander abzubremsen vermag.
Claims (21)
1. Vorrichtung zum Abbremsen einer umlaufenden Walze (15) an einer Spinnereivorbereitungsmaschine (9), weiche Vorrichtung elektrisch betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass als Antriebsmotor (1) für die Walze (15) ein Asynchronmotor vorgesehen ist, dessen Ständerwicklung über eine Umschalteinrichtung (2, 6) mit einer Wechselstromquelle (3) und mit einer Einrichtung (7) zur Erzeugung von Gleichstrom in Verbindung steht, wobei die Umschalteinrichtung (2, 6) von dem Anschluss des Antriebsmotors (1) an die Wechselstromquelle (3) zu dem Anschluss des Antriebsmotors (1) an die Einrichtung (7) zur Erzeugung von Gleichstrom oder umgekehrt umzuschalten vermag, derart, dass der erzeugte Gleichstrom zum Bremsen des Antriebsmotors (1) benutzbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (1) mit der Walze (15) über ein Übertragungselement, z.B. einen Riemen (19), in Verbindung steht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (7) zur Erzeugung von Gleichstrom einen variierbaren Gleichstrom erzeugt.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (7) zur Erzeugung von Gleichstrom an eine Regeleinrichtung (8) angeschlossen ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschalteinrichtung (2, 6) an eine Regeleinrichtung (8) angeschlossen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung (8) an ein elektrisches Zeitglied angeschlossen ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis
6, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung (8) mit einer Drehzahlmesseinrichtung (13) für die Drehzahl der Walze (15) in Verbindung steht.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis
7, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung (8) mit einer Drehzahlmesseinrichtung (14) für die Drehzahl des Antriebsmotors (1) in Verbindung steht.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis
8, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung (8) mit einem Unstetigregler gebildet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung (8) mit einem Stetigregler gebildet ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis
10, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichstrom während des Bremsvorganges zeitabhängig variierbar ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis
11, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichstrom stetig variierbar ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichstrom gestuft variierbar ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis
13, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichstrom in Abhängigkeit von der Drehzahl der Walze (15) variierbar ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis
14, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichstrom
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in Abhängigkeit von der Drehzahl des Antriebsmotors (1) variierbar ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis
15, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichstrom in Abhängigkeit von der Walzen- und der Antriebsmotor-Drehzahl derart variierbar ist, dass ein bestimmtes vorgegebenes Verhältnis der Drehzahlen zueinander immer erhalten bleibt.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis
16, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung (8) Teil einer Steuer- bzw. Regeleinheit, z.B. eines Mikrocomputers, für die Spinnereivorbereitungsmaschine (9) ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis
17, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung (8) mit Messgliedern (13, 16, 17) für die aktuellen Betriebsdaten, z.B. Walzen-Drehzahl, Fasermaterialart oder Fasermaterialmenge, in Verbindung steht.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis
18, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung (8) mit einem Speicher (18) für bestimmte Bremsbedingungen, z.B. ausgedrückt durch Algorithmus, Tabelle oder Kurve, verbunden ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
19, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einer automatischen Abschalteinrichtung für den Bremsstrom in Verbindung steht.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis
20, bei der an der Spinnereivorbereitungsmaschine (9) Reinigungsklappen (25) oder Türen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung (8) elektrisch mit der Betätigungseinrichtung (21, 22, 23, 24) für die Öffnung bzw. den Verschluss der Reinigungsklappe (25) oder Türen in Verbindung steht.
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