-
Vorrichtung zum Verändern der Drehzahl des Antriebsmotors einer Ringspinnmaschine
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verändern der Drehzahl des Antriebsmotors
einer Ringspinnmaschine in Abhängigkeit vom Grundhub und vom Langhub der Ringbank.
-
Die Ringbank von Ringspinnmaschinen führt bekanntlich periodisch Auf-
und Abbewegungen in senkrechter Richtung aus, die allgemein als Lagenhub zur Lagenbewicklung
des Kötzers bezeichnet werden, wobei im Laufe eines jeden Lagenhubes auf die auf
die Spindeln aufgesteckten Spulenhülsen eine konische Fadenschicht aufgewickelt
wird. Die Endlagen der Ringbank während des Lagenhubes verschieben sich ferner beide
nach und nach gegen oben, welche Bewegung als Grundhub bezeichnet wird und zur fortschreitenden
Kötzerbildung in übereinanderliegenden konischen Fadenlagen dient.
-
Die Spindeldrehung verursacht einmal eine Verdrallung des Fadens und
durch das Zurückbleiben des Laufes gegenüber der Spindel die Aufwicklung des Fadens
auf die Spulenhülsen. Um die im Abschnitt zwischen dem Läufer und den Streckwalzen
sowie zwischen dem Läufer und dem Aufwickelpunkt des Fadens auf den Kötzer auftretenden
Fadenspannungen so weit als möglich konstant zu halten, ist es bekannt, sowohl die
Drehzahl des die Maschine antreibenden Motors periodisch während des Lagenhubes
der Ringbank zu verändern als auch die Grundgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom
Grundhub, d. h. von der Aufwärtsverschiebung der Ringbank zur fortschreitenden Kötzerbildung
zu ändern.
-
Die Erfindung hat eine Vorrichtung zur praktisch zufriedenstellenden
Regelung der Drehzahl des Antriebsmotors der Ringspinnmaschine zum Gegenstand, die
die oben dargelegten Forderungen berücksichtigt; sie geht von einer bekannten Ausbildung
dieser Vorrichtung aus, bei der zwei elektromechanische Steuereinrichtungen unabhängig
voneinander elektrischen Strom nach einer vorbestimmten Funktion des Grundhubes
der Ringbank verändern, wobei eine weitere elektromechanische Steuereinrichtung
den vom Grundhub veränderten Strom zusätzlich nach einer vorbestimmten Funktion
des Lagenhubes verändert, so daß die Summe dieser Ströme bzw. der entsprechenden
Spannungen auf den Antriebsmotor der Spinnmaschine einwirkt.
-
Nach der Erfindung wird eine Vorrichtung dieser bekannten Art dadurch
vervollkommnet, daß eine weitere, allein vom Lagenhub abhängige elektromechanische
Steuereinrichtung, z. B. ein beweglicher Kern in einem Transformator, vorgesehen
ist, die den durch die zweite Steuereinrichtung, z. B. ein Potentiometer, in Abhängigkeit
vom Grundhub veränderten Strom zusätzlich verändert, und zwar ansteigen läßt, wenn
durch die andere, vom Lagenhub beeinflußte Steuereinrichtung, z. B. den Kern in
einem entsprechenden Transformator, eine Stromverminderung erfolgt.
-
Diese erfindungsgemäß vorgesehene zweite, durch den Lagenhub beeinflußte
Einrichtung wirkt in der Weise, daß sie den Strom, der durch die entsprechende,
vom Grundhub beeinflußte Einrichtung verändert wird, in entgegengesetztem Sinne
verändert, wie die durch den Lagenhub beeinflußte Einrichtung den Strom verändert,
der durch die entsprechende, vom Grundhub beeinflußte Einrichtung verändert wird.
-
Somit beeinflussen bei der Vorrichtung nach der Erfindung die beiden
getrennt seitens des Lagenhubes gesteuerten Einrichtungen, z. B. Transformatorkerne
oder auch entsprechend geschaltete Potentiometer oder Drehtransformatoren, die Spindeldrehzahl
gemäß zweier Funktionen, von denen die eine während der Aufwärtsbewegung der Ringbank
bei Ausführung des Lagenhubes eine steigende und die andere eine fallende Funktion
ist.
-
Gegenüber den bekannten Vorrichtungen wird mit derjenigen nach der
Erfindung im wesentlichen der Fortschritt erzielt, daß der Bedienungsperson dei
Ringspinnmaschine größte Handlungsfreiheit darin
gegeben wird, eine
Regelung der Spindeldrehzahlen je nach der besonderen Maschinenart, nach dem zu
verarbeitenden Fadenmaterial und nach der Qualität des Erzeugnisses, die man erreichen
will, zu wählen. so können unter Zugrundelegung der jeweiligen Erfordernisse das
günstigste Kurvenprofil der Steuerkurven und die optimale Eintauchtiefe der Eisenkerne
in die Transformatorwicklungen bestimmt und auch nach und nach verbessert werden,
und für ein und dieselbe Maschinentype können auch verschiedene Fadenarten bestimmt
werden.
-
Mit ihren weiteren Merkmalen ist die Erfindung im nachstehenden durch
Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der zunächst Fig.
1 schematisch eine bekannte Art der Regelung veranschaulicht, während Fig. 2 ein
Diagramm der mit der bekannten Regelvorrichtung erzielbaren Drehzahländerungen der
Spindeln ist; demgegenüber zeigt Fig.3 ein Diagramm der Spindeldrehzahländerungen,
die mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung erreichbar sind, und Fig.4 schematisch
ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Regelvorrichtung, während Fig. 5 eine Variante
einer Einzelheit der Vorrichtung nach Fig. 4 veranschaulicht.
-
Gemäß Fig. 1 ist auf die Spindel, von welcher ein Teil dargestellt
und mit 1 bezeichnet ist, eine Spulenhülse 2 aufgesteckt, auf die der Faden 3 aufgewickelt
wird, der durch den Läufer 4 hindurchgeführt ist, welcher am Ring 5 der Ringabnk
6 läuft.
-
Während der Spindeldrehung führt die Ringbank eine Auf- und Abbewegung
aus, d. h. gelangt von der Lage 6' in die Lage 6" und umgekehrt. In der Fig. 1 ist
der Abstand zwischen einer beliebigen Zwischenlage der Ringbank 6 und der Lage 6'
mit Kc bezeichnet, wobei c die Gesamtlänge des Lagenhubes der Ringbank von der Endlage
6' in die Endlage 6" und K eine Zahl zwischen 0 und 1 bedeutet.
-
Die beiden Lagen 6' und 6" sind jedoch wie gesagt nicht gleichbleibend,
sondern verschieben sich ihrerseits langsam nach oben, wobei ihr gegenseitiger Abstand
unverändert bleibt. In der Fig. 1 ist der Abstand des Läufers 4 in der Lage 6' der
Ringbank von einer beliebigen waagerechten Bezugsebene p mit a bezeichnet.
-
Für einen bestimmten Wert von a ruft die Auf-und Abbewegung der Ringbank
die Aufwicklung einer konischen Fadenschicht hervor, und während dieses Lagenhubes,
zuerst im einen und dann im anderen Sinn, muß sich die Spindeldrehzahl in Abhängigkeit
von dem Koeffizienten K ändern.
-
Diese Drehzahländerung wird bei der bekannten Vorrichtung in Form
einer Änderung der Spindeldrehzahl bei einem bestimmten Wert von K, beispielsweise
K = 0, durchgeführt. Die Drehzahl für K = 0 hängt jedoch ihrerseits vom Wert a ab
und wird durch eine eigene Vorrichtung eben in Abhängigkeit von a verändert, beispielsweise
wie in Fig. 1 dargestellt, wo an der Ringbank 6 eine lotrechte Stange 7 befestigt
ist, die die Bewegungen der Ringbank mitmacht.
-
An der Stange 7 ist eine Hülse 8 unter Reibverbindung aufgesetzt,
die die Bewegungen der Stange 7 zwischen zwei ortsfesten Anschlägen 9 und 10 mitmacht,
wobei der Nettoabstand zwischen diesen Anschlägen gleich der Summe der Länge c und
der Länge der Hülse 8 ist, die daher zusammen mit der Stange 7 eine Hin- und Herbewegung
von der Länge c zwischen zwei ortsfest bleibenden Lagen ausführen kann.
-
Wie gesagt verlagern sich die Lagen 6' und 6" der Ringbank nach und
nach gegen oben, d. h., es ändert sich nach und nach der Abstand a. Das bedeutet,
daß sich die Ringbank 6 und mit ihr die Stange 7 am Ende des Aufwärtshubes um ein
geringes Stück weiter nach oben als in die Lage 6' des vorherigen Lagenhubes verschieben.
Während dieser geringen zusätzlichen Bewegung kann die Hülse 8 der Stange 7 nicht
mehr folgen, da sie gegen den Anschlag 9 stößt, so daß sich die Hülse 8 um ein entsprechendes
Stück auf der Stange 7 verschiebt, was durch die Reibverbindung zwischen der Stange
7 und der Hülse 8 ermöglicht wird.
-
Die Stange 7 ist ferner frei in einer zweiten Hülse 11 verschiebbar,
die an einer senkrechten Führung 12 angebracht ist, mit welcher sie durch eine Reibverbindung
verbunden ist. Ober- und unterhalb der Hülse 11 sind an der Stange 7 Anschläge 13
und 14 befestigt, wobei der Nettoabstand zwischen diesen beiden Anschlägen gleich
der Summe der Länge c und der Länge der Hülse 11 ist. Die Anschläge wirken daher
nicht auf die Hülse 11, wenn die Ringbank einen Hub ausführt, der den Wert c nicht
übersteigt. Wenn die Ringbank jedoch, wie oben angeführt, am Ende ihres Aufwärtshubes
über die Lage 6' hinaus bewegt wird, dann wirkt der Anschlag 14 auf die Hülse 11
ein und verschiebt sie mit nach oben um ein Stück, das der erfolgten Änderung des
Wertes n entspricht.
-
Die Hülse 11 ist mit einem Nocken 15 starr verbunden, der bei seiner
Verschiebung zusammen mit der Hülse 11 den beweglichen Abgriff 16 eines veränderlichen
Widerstandes 17 verschiebt, welcher in den Stromkreis der Primärwicklung 18 eines
Transformators eingeschaltet ist, dessen beweglicher Magnetkern 19 mit der Hülse
8 starr verbunden ist. Die Sekundärwicklung 20 des Transformators wird daher
von einem Strom durchflossen, der in Abhängigkeit von der Lage des beweglichen Abgriffes
16 des Widerstandes 17 und der Lage des beweglichen Kernes 19, d. h. in Abhängigkeit
von den Lagen der Hülsen 11 und 8 und folglich in Abhängigkeit von den Größen a
und K veränderlich ist. Dieser Sekundärstrom wird zur Regelung der Drehzahl des
die Spindeln 1 antreibenden Motors verwendet, so daß diese Drehzahländerungen eine
Funktion der Größen a und K ist und man schreiben kann ,d v = f(a,K). Nachdem
die Form des Nockens 15 und der Aufbau des Transformators 18, 19, 20 einmal bestimmt
sind, bleibt die Drehzahl v für alle Werte von a und K festgelegt.
-
Bei der in Fig. 1 dargestellten bekannten Vorrichtung fließt beispielsweise
im Primärkreis 18 ein Strom, der von a abhängt und wie folgt ausgedrückt werden
kann 1" = F1 (a) .
-
Im Sekundärkreis 20 fließt ein Strom IS, der gleich dem Strom
In multipliziert mit dem übersetzungsverhältnis des Transformators ist, das
von der Lage des Kernes 19 abhängt und daher eine Funktion F, von K ist, unabhängig
vom Wert In.
Der im Sekundärkreis fließende Strom ist daher
IS = F1 (a) - F. (K) .
-
Wenn somit beispielsweise für K = 0 die Funktion F1 (a) ansteigend
ist, dann ist sie für alle Werte von K = const., insbesondere auch für K = 1 ansteigend.
-
Mit anderen Worten kann die im allgemeinen etwa dem Wert von IS proportionale
Drehzahländerung beispielsweise inAbhängigkeit von a, für K = 0 und K == 1 einen
Verlauf besitzen, wie er in Fig. 2 dargestellt ist, jedoch nicht einen solchen,
wie er in Fig. 3 gezeigt ist.
-
Es kommt in zahlreichen Fällen vor, daß die bestimmte Funktion des
Nockens 15 für die Werte von K = 0, d. h. für die Fadenwindungen auf der Spulenhülse
2 zweckmäßig ist, nicht aber für die Werte von K = 1, d. h. für die Fadenwindungen
am Umfang des Kötzers oder umgekehrt, so daß man gezwungen ist, den Nocken 15 bzw.
den Transformator 18, 19, 20 nach einem Kompromiß auszubilden, was nicht
immer zufriedenstellend ist.
-
Die Erfindung bezweckt eine Vorrichtung zu schaffen, mit Hilfe welcher
die Drehzahlen der Spindeln und somit die Geschwindigkeiten der Ringspinnmaschine
beim Aufwickeln auf den inneren und den äußeren Konusdurchmesser der Windungskonen
des Kötzers unabhängig voneinander bestimmt werden können, wobei mit großer Freiheit
der Wahl auch die Drehzahlwerte der Spindeln beim Aufwickeln der Fadenwindungen
in der Mitte des Konus festgelegt werden können, so daß eine sich dem angestrebten
Idealzustand der Fadenspannungskonstanz weit besser nähernde Fadenspannung erreicht
wird, als dies mit den bekannten Vorrichtungen der beschriebenen Art erreichbar
ist.
-
Zur Erläuterung der Erfindung, ihrer Ergebnisse und einer ihrer praktischen
Ausführungsmöglichkeiten wird auf die Fig. 4 der Zeichnung Bezug genommen, in der
schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung dargestellt ist.
-
Mit den Bezugszeichen von 1 bis 20 sind in Fig. 4. Bauteile
bezeichnet, die denjenigen der Vorrichtung nach Fig. 1, wie sie bereits beschrieben
wurden, entsprechen.
-
Die Abänderung gegenüber der bekannten Ausführung besteht darin, daß
die Hülse 11 mittels einer starr mit ihr verbundenen zweiten Hülse 11' einen zweiten
Nocken 15' trägt, der bei seiner Verschiebung den beweglichen Abgriff 16'
eines zweiten veränderlichen Widerstandes 17 verstellt, welcher in den Primärkreis
18' eines zweiten Transformators eingeschaltet ist, dessen Kern 19' mit der Hülse
8 verbunden ist, um den Sekundärstrom in der Wicklung 20' zu verändern.
-
Die Sekundärströme der beiden Sekundärkreise 20 und 20' werden
in bekannter Weise zur Änderung der Drehzahl des Motors herangezogen, der die Ringspinnmaschine
antreibt, wobei die beiden Ströme über einen Verstärker geleitet werden (beispielsweise
ein Magnetverstärker, elektronischer, Transistor-oder rotierender Verstärker), der
in der Lage ist, zu erreichen, daß der Motor mit Drehzahlen läuft, die der Resultierenden
der Summe dieser beiden elektrischen Signale entsprechen.
-
Bei dieser Vorrichtung können die Stromwerte in den Primärwicklungen
18 und 18' unabhängig voneinander sein und beliebige Größen besitzen. Sind die beiden
Magnetkerne 19 und 19' beispielsweise so angeordnet, daß bei K = 0 der eine vollständig
und der andere gar nicht in den zugehörigen Transformator eindringt und daß sich
für K = 1 der umgekehrte Zustand ergibt, dann hat man in einem Fall den maximalen
Strom in einer der beiden Sekundärwicklungen 20 und 20' und fast keinen
Stromfluß in der anderen und im anderen Fall stellt sich der umgekehrte Zustand
ein.
-
Die Drehzahländerung des Motors wird nämlich durch die Summe der durch
die beiden Ströme 1S1, und IS , hervorgerufenen Änderungen, d. h. durch die Summe
zweier verschiedener Funktionen von a und K bestimmt.
-
Nimmt man der Einfachheit halber an, daß die in den beiden Sekundärwicklungen
fließenden Ströme den Eindringtiefen der entsprechenden Magnetkerne 19 und
19' der Transformatoren verhältnisgleich sind und daß die genannten beiden
Drehzahländerungen diesen beiden Strömen verhältnisgleich sind, dann kann man sagen,
daß 4 v = f1 (a) - K -I- f? (a) - (1-K) ist.
-
Für K = 0 ergibt sich somit dv = f.
-
und für K = 1 hat man d v = f 1 (a), wie in Fig. 3 schematisch
angedeutet ist.
-
Die Motordrehzahl für K = 0 kann somit völlig unabhängig von jeder
für K = 1 sein, und die Drehzahl für einen beliebigen Zwischenwert von K zwischen
0 und 1 ist ungefähr eine lineare Funktion dieser beiden Drehzahlen.
-
Bei geeigneter Ausbildung der beiden Transformatoren bzw. ihrem Ersatz
durch Stromwandler anderer Art kann man aber für die Mittelwerte von K auch beliebige
vorbestimmte Drehzahlen erreichen.
-
Zwecks einfacherer Erläuterung wurde angenommen, daß sich die beiden
Ströme in den Sekundärabwicklungen 20 und 20' für K = 0 und K = 1 annulieren bzw.
je bei einem von diesen K-Werten ihren Mindestwert besitzen. Es kann jedoch auch
vorgesehen werden, daß diese Null- bzw. Mindestwerte bei anderen Werten K auftreten,
um eine Phasenverschiebung in die Drehzahlregelung einzuführen.
-
Zu diesem Zweck kann die in Fig. 5 gezeigte Ausführungsvariante verwendet
werden, bei der die Hülse 8 das Ende 27 eines Stabes 21 unter Reibverbindung trägt,
dessen anderes Ende an eine Stange 22 angelenkt ist, die in zwei Lagern 23 und 24
verschiebbar gelagert ist und die beiden Magnetkerne 19 und 19' trägt. Zwei ortsfeste
Anschläge 25 und 26 wirken als Schwenkpunkte des Stabes 21, der somit als einarmiger
Hebel wirkt und die Verschiebung der Kerne 19 und 19' mit Bewegungsumkehr und Phasenverschiebung
in bezug auf die Bewegung der Hülse 8 hervorruft.
-
Zu diesem Zweck können selbstverständlich auch andere Vorrichtungen
Verwendung finden.