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Galette mit Motorantrieb Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf
Galetten, worunter insbesondere in Maschinen zur Herstellung und Behandlung fortlaufender
Fadenstränge auf die Bewegung des Fadens einwirkende Rollen und Walzen verstanden
werden. Mittels der Galette wird dem Faden eine genau vorgeschriebene Geschwindigkeit
erteilt, und zwar liegt der Faden üblicherweise in mehreren Windungen um die Galette
und eine daneben liegende kleinere Wenderolle so, daß die Flächenreibung zwischen
dem Faden und der Galette die Fadenspannung überschreitet, wobei der Faden eine
genau der Umfangsgeschwindigkeit der Galette gleiche Geschwindigkeit annimmt. Dem
Sachcharakter zufolge muß die Oberfläche der Galette äußerst maßgenau sein und hochklassige
Oberflächenbeschaffenheit haben.
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Als klassische Lösung sind die Galetten mechanisch untereinander verbunden
und werden vermittels einer Königswelle in Umdrehung versetzt, wobei ein geeigneter
Motor richtige Drehzahl gewährleistet.
Eine gewöhnliche Streckmaschine
hat ofrmais nehi ;s nur dert Galetten, die somit untereinander verbuici-en sind,
und auf der Königswelle muß eine entsprechende Zahl von Kegelzahnrädern zum Übermitteln
der Drehbewegung an die Galetten vorhanden sein.
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Ein und derselbe Motor kann über ein Übersetzungsgetriebe sogar mehrere
mit verschiedenen Geschwindigkeiten arbeitende Galettengruppen antreiben.
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Man hat auch getrennte, von einem äußeren Motor angetriebene Galetten
angewandt, und zwar besonders in Spinnmaschinen für Filamentfäden, in denen Galetten
zur Anwendung kommen, die wesentlich größer als die z.B. in Streck- und Kräuselmaschinen
angewandten sind, deren Durchmesser in der Regel geringer als 150 mm ist. Im Prinzip
könnte man auch bei kleinen Galetten die gleiche Anordnung mit getrennten Motoren
benutzen, aber aus praktischen Rücksichten wächst das Verhältnis der Notorgröße
zur Größe der Galette, wenn man die Galette zu verkleinern strebt, bis zunehmende
Schwierigkeiten in der Ausführung von einer gewissen Grenze vorwärts das Verkleinern
verhindern.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Galette mit Motorantrieb wobei
der Motor in Außenrotorbauweise in die Galette eingebaut worden ist, so daß die
präzisionsdimensionierte Außenfläche der Galette direkt auf dem Außemumfang des
Rotors des Motors entsteht Durch diese Bauweise werden mehrere Vorteile insbesondere
im Vergleich mit mechanisch untereinander verbundenen Galetten erzielt welch letztere
im Falle von Galetten derart geringer Größe ausschließlich zuvor bekannt waren.
Der Raumbedarf der Galettemotoren nach der vorliegenden Erfindung ist nu annähernd
dem Raumbedarf der zuvor bekannten getrennten Galette gleich, womit also der Raum
für alle sonstige Zusatzapparatur e-e-nart wird.
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Fernerhin läßt sich die Plazierung der Galetten einfacher ausführen
und der Plazierung der Galetten werc ir SCk-L wenige Einschränkungen gesetzt, wenn
man bestrebt ist, Wen Lauf des Fadenstranges möglichst günstig zu gestalten, wenrl
mun eine weit
gedrungenere Bauform als gegenwärtig anstrebt.
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Es ist besonders vorteilhaft, daß man die in den Galetten enthaltene
rotierende Inertialmasse kleiner als bei mechanisch an getriebenen Vorrichtungen
gestalten kann. Dies erleichtert die Konstrulftion des Motors und setzt die Größe
des Motors herab.
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Es ist üblich, daß ein Synchronmotor benötigt wird, und ein Synchroumotor
vom Permanentmagnet- oder Reluktanztyp erfordert beim Anfahren zum Sprung vom Asynchronlauf
zum Synchronlauf eine Scheinleistung, die ein Vielfaches der im Synchronlauf benötigten
Scheinleistung ausmacht. Dieser zusätzliche Leistungsbedarf ist stark von der zu
synchronisierenden Trägheit abhängig. Folglich ist die Wirtschaftlichkeit der Gesamtlösung
gar stark von der Größe der rotierenden Inertialmasse abhängig, die in der Galettenmotorlösung
minimiert werden kann.
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Die vorliegende Erfindung wird besonders durch die in den beiliegenden
Patentansprüchen angeführten Kennzeichen gekennzeichnet.
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Unter einem Hysteresemotor wird in diesem Zusammenhang ein solchen
Induktionsmotor verstanden, in dem der Rotor gänzlich oder teilweise aus hartem
magnetischem Material gefertigt ist. Wenn dieses Nagnetmaterial in ein rotierendes
magnetisches Feld gerät, geht in demselben Energie durch Hystereseverluste verloren.
Dies ruft ein Moment hervor, welches den Rotor geschmeidig auf die Synchrongeschwindigkeit
beschleunigt.
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Im Obigen wurden bereits die Motoren vom Reluktanz- und Permanentmagnettyp
erwähnt, die zuvor als Motoren zum Antrieb von Galetten Verwendung gefunden haben.
Diese Motoren besitzen den Nachteil, daß beim Ausfallen des Motors aus dem Synchronlauf
die von ihm aufgenommene Scheinleistung anwächst. Für einen Permanentmagnetmotor
typisch kann die Leistung auf das Zwanzigfache im Vergleich zur Leerlaufleistung,
welche die normale Betriebssituation darstellt, ansteigen. Diese Motoren werden
entweder von einem Motorgenerator oder von einem Umformer in Halbleiterbauart
gespeist,
wobei die Leistung verhältnismäßig hohen Kostenaufwand åe VA bedingt. Es ist deshalb
vorteilhaft, die Motoren so reichlich zu bemessen, daß sie selbst im Überlastfall
nicht aus dem Synchronlauf herausfallen können, d.h. das Kippmoment der Motoren
in keiner Situation überschritten wird. Auf å jeden Fall kommt man hierbei zu sowohl
mechanisch als auch elektrisch überdimensionierten Motoren und Frequenzquellen.
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Im Gegenteil hierzu hat der nach der vorliegenden Erfindung eingesetzte
Hysteresemotor verschiedenartige Eigenschaften.
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Bei Überlastung des Motors dieser Art steigt die vom Motor aufgenommene
Scheinleistung an, jedoch nur in geringem Maß (der obigen Beispielssituation entspricht
ein typischer Anstieg auf das 1,5-fache erst bei völligem Stillstand des Motors).
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Im Gegensatz zu den Permanentmagnet- und Reluktanzmotoren springt
der Motor nicht unstetig aus dem Synchronlauf heraus, sondern er gleitet vielmehr
sanft auf eine asynchrone Drehzahl.
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Somit kann man für den Hysteresemotor eine bestimmte, dem Nennmoment
des Motors angepaßte Umformerleistung vorsehen. Zugleich kann man das Nennmoment
des Motors dem maximalen Betriebsmoment entsprechend wählen. Auf diese Weise gelangt
man zu kleiner Motorgröße und mäßigen Umformerleistungen. Der Hysteresemotor kann
direkt auf endgültige Drehzahl, unter Anwendung einer der Nennleistung des Motors
entsprechenden Umformerleistung,angefahren werden, falls der Umformer kurzzeitig
um nicht ganz 50 56 überbelastbar ist. Reluktanz- und Permanentmagnetmotoren hingegen
müssen mit irgendeiner niedrigen Frequenz angelassen und synchronisiert werden,
wonach anschließend die Frequenz allmählich auf die endgültige Betriebsfrequenz
erhöht wird, wobei man darauf achten muß, daß die Motoren die ganze Zeit hindurch
in Synchronlauf bleiben. Folglich kommt man bei Anwendung von Hysteresemotoren mit
geringerem Aufwand im Umformeraggregat aus.
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Dem Hysteresemotor hat indessen nach Meinung der Sachverständigen
im Fach ein Mangel angehaftet, der auf die Klassifizierung
auf
Grund zeitiger ausgeführter Vergleiche zurückzuführen ist. Mit vorhandenen Materialien
belief sich nämlich zu jener Zeit das maximale Moment der Motoren auf weniger als
0,1 Nm, weshalb die Hysteresemotoren in der Regel zu den Kleinmotorkonstruktionen
gezählt worden sind. So hat man denn auch in Verbindung mit frequenzvariablen Antrieben,
z.B. bei Galettenmotoren, bisher nicht zu beachten verstanden, daß vermöge der Entwicklung
der Magnetstoffe das Moment eines solchen, der Klasse der Kleinmotorkonstruktionen
zugezählten Motors gegenwärtig bis zur Klasse 1 Nm gesteigert werden kann, was zum
Antreiben einzelner Kleingaletten ausreicht.
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Die erfinderische Idee in dem hier vorliegenden Fall besteht dementsprechend
darin, daß verstanden worden ist; einen vom Fortschritt in den Eigneschaften der
Magnet stoffe herrührenden Vorteil in einem völlig verschiedenen Gebiet der Technik
in Anwendung zu bringen, wo derselbe eine gänzlich neue Möglichkeit zum Ausführen
der Ronstruktion von Fadenbehandlungsmaschinen bietet.
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Ferner muß beachtet werden, daß mit Ausnahme von Galetten großen Formats
die Konstruktion einer Galette mit individuellem Motorantrieb mit den in diesem
Zusammenhang üblicherweise bnutzten Motorbauweisen unpraktisch wird. Mittels einer
Motorbauweise nach der Erfindung dagegen kann man alle Vorteile der individuellen
Motorgalette auch bei Galetten von kleinem Format erzielen.
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In den beiliegenden Figuren ist zwecks Veranschaulichung der Bauweise
der Galette in Fig. 1 ein axonometrisches Bild der prinzipiellen Konstruktion einer
Galette dargestellt. Fig. 2 zeigt in ihrer oberen Hälfte teilweise im Längsschnitt
die Seitenansicht der Galette. Diese Figuren geben lediglich schematisch einige
der wesentlichsten Faktoren bei der Galette wieder, und die Erfindung beschränkt
sich nicht besonders auf eine Lösung nach der Figur.
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Die Hauptbestandteile der Galette sind ihr rotierender Außenmantel
1 mitsamt des zum Leiten des Fadens erforderlichen Teils 2, der beispielsweise ein
von der Fläche hervorstehender Stützflansch sein kann. Der elektrische Motor ist
in Außenläuferkonstruktion ausgeführt, und zwar umfaßt er im Prinzip eine Rotorwicklung
3 und einen Stator 4, der an einem feststehenden Stützelement 5 befestigt ist. Die
erforderlichenLagerteile 6 sind in der Figur nur andeutungsweise umrissen, da deren
Ausführungsweise ohne Belang für die Erfindung selbst ist. Die Galette ist an einer
geeigneten Unterlage mittels eines Fußes 7 befestigt, durch welchen hindurch auch
die für den Elektromotor notwenigen Leitungen 8 geführt sein können.