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Selbsttätige Regeleinrichtung für durch Drehstrom-Nebenschluß-Kollektormotoren
angetriebene Spinn- und Zwirnmaschinen Bei Ringspinn- und Ringzwirnmaschinen ist
es zweckmäßig, zum weitmöglichen Ausgleich der auftretenden Fadenspannungsänderungen
während des eigentlichen Spinnvorganges mit veränderlichen Antriebsdrehzahlen zu
arbeiten. Dabei soll gegenüber der während des Hauptspinnens erzielbaren Höchstgeschwindigkeit,
die durch verwendetes Material, verarbeitete Garnsorten, Zustand der Spinnmaschine
u,. a. bestimmt isst, eine Geschwindigkeitsverminderung beim Anspinnen (Bilden des
Ansatzes) und zum Ende eines Abzuges bewirkt werden (Grundregelung). Außerdem wird
eine kurzzeitige Herabsetzung der Geschwindigkeit mit dem Spiel der Ringbank jeweils
bei deren oberen Stellungen erforderlich (Lagenregelung).
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Um die Drehzahlen in der gewünschten Weise verändern zu können, müssen
regelbare Antriebe, zweckmäßig Drehstrom-Nebenschluß-Kominutatormotoren, verwendet
werden. Die selbsttätige Drehzahlregelung erfolgt dabei in bekannter Weise durch
einen Spinnregler, der auf das Verstellorgan des Motors bzw. eines zwischen Motor
und Arbeitsmaschine eingeschalteten regelbaren Getriebes einwirkt. Die bekannten
Spinnregler sind dabei so aufgebaut, ;daß zwei Bewegungsvorgänge einander überlägert
werden, wobei der eine meist von der Schaltradwelle abgeleitete die Grundregelung,
der andere von der Herzradwelle oder direkt vom Ringbankhebel abgenommene die Lagenregelung
vornimmt.
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Das Anpassen des Spinnreglers an die Spinnmaschine macht meist erhebliche
Schwierigkeiten, da die Spinnmaschinen von den einzelnen Maschinenfabriken verschiedenartig
ausgeführt werden und die Verbindungsteile zwischen Maschine und Spinnregler deshalb
immer den vorliegenden Verhältnissen anzupassen sind. Für die Übertragung wurden
bisher biegsame Wellen, Zwischenwellen und Kettentriebe, Seilzüge oder Gestänge
verwendet. Auch ist es bekannt, die Drehzahlverstellvorrichtung mittels eines kleinen
Hilfsmotors zu bewegen, der von Steuerschaltern betätigt wird. Die Bedienung dieser
Steuerschalter erfolgt dabei in analoger Weise durch eine vom Schaltrad und eines
von der Herzradwelle bzw. dem Ringbankhebel abgeleiteten Bewegung. Man hat auch
schon den Spinnregler von der Spinnmaschine aus durch hydraulische Mittel betrieben.
Dabei finden kleine ÖIdruckkolben, die durch entsprechende Rohrleitungen miteinander
in Verbindung stehen, Verwendung.
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Diese Regelanordnungen haben, wie schon oben erwähnt wurde, -alle
den Nachteil, daß sie den jeweils vorliegenden Verhältnissen
besonders
angepaßt werden müssen; außerdem macht ihre Montage oft erhebliche Schwierigkeiten.
Vielfach hat sich gezeigt, daß bei schwer gehender Verstellvorrichtung von der Spinnmaschine
nicht die erforderlichen Kräfte aufgebracht werden können. Eine übermäßige, vom
kingbankhebel abgenommene Kraft belastet zusätzlich das Herzrad, dessen Lagerung
und andere damit in Zusammenhang stehende Teile. Große, für die Grundregelung erforderlichen
Kräfte müssen andererseits vom Schaltrad aufgebracht wenden, an dem die biegsame
Welle bzw. andere entsprechende Konstruktionsteile angeschlossen sind. Bei zu schwer
gehendem Spinnregler kann beobachtet werden, daß das Schaltrad nicht richtig arbeitet,
die Ringbank dadurch hängen bleibt und Wulstbildungen an den' Kopsen die Folge sind.
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Die obigen Nachteile werden nun gemäß der Erfindung dadurch vermieden,
daß die selbsttätige Regelung bei durch Drehstrom-Nebenschluß-Kollektormotoren angetriebenen
Spinn- oder Zwirnmaschinen auf die Weise erfolgt, daß entweder die Lagenregelung
oder die Grundregelung oder auch beide Regelungsarten :durch Änderung eines im Läufer-oder
Ständerkreis des Kollektormotors liegenden Widerstandes bzw. der Anzapfungen eines
Anzapftransformators bewirkt wird. Es sind verschiedene Ausführungen des Erfindungsgedankens
möglich, von denen im nach= stehenden einige beschrieben werden. Zunächst sei die
Anwendung der Erfindung bei einem als Antriebsmotor der Spinnmaschine dienenden
ständergespeisten Drehstrom-Nebenschluß-Kommutatormotor näher beschrieben.
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Abb. z zeigt die prinzipielle Anordnung der Wicklungen bei einem solchen
Motortyp. Die Drehzahlregelung erfolgt durch Verdrehen des Drehreglers R; wobei
die zugrunde gelegte Motorbauart gleichzeitig ein Verschiebendes Bürstenapparates
B erforderlich macht. Ohne daß die Lagedes Drehtransforrnatorläufers und der -Bürstenbrücke
Derändert wird, läßt sich gegenüber einem eingestellten Geschwindigkeitswert eine
Drehzahländerung dadurch erzielen, daß in den Sekundär- oder auch in den Primärkreis
Widerstände W eingeschaltet werden; die mittels eines Schalters S kurzzuschließen
sind.
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Bei Verwendung des vorgenannten Widerstandes ist für die Lagenregelung
eine Geschwindigkeitsverminderung dadurch zu erzielen, daß .dieser im normalen Betrieb
kurzgeschlossene Widcrstarid zwecks Drehzahlherabsetzung eingeschaltet wird. Eine
derartige Maßnahme hat dabei gleichzeitig den Vorteil, daß die Drehzahlverminderung
nicht stoßweise 'und in sehr kurzer Zeit erfolgt. Der Antrieb, der durch den Widerstand
hauptstromähnliches Verhalten annimmt, wird vielmehr langsam und stoßfrei auf die
der Größe des Widerstandes und der Belastung entsprechende kleinere Drehzahl herabgeregelt,
die in .den in Abb. :2 dargestellten Kurven mit yai bzw. zag (bei vergrößertem Wiederstand).
bezeichnet ist. Mit t1 ist die Einschaltzeit des Widerstandes und mit %" die Höchstgeschwindigkeit
des Motors gekennzeichnet: Beim Kurzschließen des Widerstandes und Herstellen der
normalen Betriebsgeschwindigkeit erfolgt der Hochlauf verhältnismäßig rasch, was
durchaus den Betriebsbedingungen von Ringspinn- und Ringzwirnmaschinen entspricht.
Eine Veränderung der Größe des Widerstandes beeinflußt die sich damit einstellende
Enddrehzahl und ergibt die Möglichkeit, Gien Regelvorgang den durch die Spinn- bzw.
Zwirnmaschine bedingten: Verhältnissen anzupassen. Die Zeitdauer, während der der
Widerstand eingeschaltet bleibt, ist bei Wahl geeigneter Schalteinrichtungen ebenfalls
veränderlich zu gestalten.
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Abb. 3 zeigt eine Steuereinrichtung für das Kurzschließen des Widerstandes
IW durch das Schütz S, das im Ruhezustand den Widerstand W kurzschließt. Die Steuerung
übernehmen zwei in Reihe .geschaltete Türkontakte K1 und K2, von denen der Kontakt
K1 zweckmäßig vom Rin:gbankhebel H und der Kontakt K2 durch eine besondere in der
Abbildung dargestellte Vorrichtung von der Ringbank aus gesteuert wird. Während
des Hauptspinnens bleibt der Kontakt K2 an der Ringbank dauernd geschlossen. Die
Schaltzeiten des Schützes S sind dabei durch den mit dem Ringbankhebel in Verbindung
stehenden Kontakt K1 bzw. durch die gewählte Einstellung bestimmt. Die Breite des
Drehzahleinschnittes t, gemäß Abb. 4 läßt sich verändern, wenn die Zeit, während
der die KontakteinrichtungKi vom RingbankhebelH becinflüßt ist, verändert wird.
Längerer Eingriff der Kontaktanordnungen mit dem Ringbankhebel bringt Verbreiterung,
kürzerer Eingriff dagegen Einengung des Drehzahleinschnittes.
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In der Abb. 4 sind die verschiedenen Zeiten, während der die Drehzahl
n"2" auf die: durch die Widerstandseinschaltung erzeugte Drehzahl 7z", herabgemindert
wird, mit t1, t2 und t3 bezeichnet: Der von einer an der Ringbank selbst angebrachten
Schablone A gesteuerte Kontakt K2 soll bewirken, daß beim Anspinnen zunächst keine
Lagenregelung erfolgt. Späterhin setzt, wie in Abb. 5 dargestellt ist, zunächst
eine kurzzeitige Lagenregel.üng mit geringfügiger Einsattlung der Drehzahlkurve
ein, die im Verlauf des Anspinnvorganges
zu ihrer vollen Größe
anwächst. Dies wird erreicht durch die Hintereinanderschaltung des Kontaktes K2
mit dem vorn Ringbankhebel betätigten Kontakt K1. Beim Anspinnen, d. h. in den unteren
Lagen der Ringbank, bleibt der Kontakt K2 unbeeinflußt. Beim langsamen Aufwärtswandern
wird dann K2 in den jeweils oberen Lagen der RingbanlZ kurzzeitig gedrückt. Da bei
dem Synchronismus zwischen Ringbankhebel und Ringbank gleichzeitig auch der Kontakt
K, betätigt ist, wird die Schützspule Strom erhalten. In Abb. 3 ist ein Schütz S
dargestellt, das bei Erregung seiner Zugspule den im Ruhezustand bestehenden Kurzschluß
der Hauptkontakte öffnet. Die Kontakte K, und K2 werden in diesem Fall so gesteuert,
daß sie einen Stromkreis schließen, wenn die Ringbank ihre obere Lage eingenommen
hat, also eine Drehzahlverminderung erwünscht ist. Prinzipiell kann die Anordnung
auch so ausgebildet werden, daß das Schütz nor-1nalerweise angezogen ist, dabei
den Widerstand überbrückt und die Kontakte dann von dem Ringbankhebel bzw. von der
an der Ringbank angebrachten Schäblone geöffnet werden. Die Kontakte sind dann jedoch
parallel zu schalten.
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Je weiter die Ringbank nach oben ansteigt, um so längere Zeit bleibt
bei der Ausbildung der Schablone nach dem Ausführungsbeispiel der Kontakt K2 geschlossen.
Während zunächst seine Betätigun.gsz,eit kleiner ist als die des Kontaktes K,. und
damit die Einschaltzeit des Schützes durch ihn bestimmt wird, ergeben sich bei weiterem
durch das Schaltrad bewirktem Ansteigen der Ringbank späterhin immer größere Schaltzeiten
für K2, der dann schließlich während des Ringbank-Spieles dauernd gedrückt bleibt.
Die Breite des Einschnittes .der Drehzahlkurve ist damit für die Hauptspinnperiode
durch die Einstellung des Kontaktes El bestimmt.
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Eine etwa gleichartige Lagenregelung läßt sich erzielen, wenn an Stelle
des Widerstandes ZV Drosselspulen treten. Auch kön-11en zwecks Drehzahlverminderung
durch die Schalteinrichtung Wicklungsteile des Motors im Primär- oder Sekundärkreis
ab- bzw. zugeschaltet werden, die bei übersynchronem Lauf eine Verminderung, bei
untersynchronem Betrieb dagegen eine Erhöhung der dem Konlrnutator aufgedrückten
Spannung ergeben.
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Abb. 6 zeigt eine derartige Anordnung für einen ständergespeisten
Drehstrom-Nebenschluß-Kominutatormotor mit feststehenden Bürsten und Doppeldrehregler.
Der hierbei im Läuferstromkreis angeordnete Schalter S schaltet die beliebig zu
wählende Anzapfung des Zusatztransformators T, dessen Spannung in Phase oder annähernd
in Phase mit der Summenspannung des Doppeldrehreglers R bzw. mit der Läuferspannung
ist. Gegenüber der vorbeschriebenen Anordnung mit Widerstand ergibt sich hierbei
jedoch der Nachteil, daß der Motor auch bei niedriger Drehzahl sein Nebenschlußverhalten
beibehält und demzufolge der Drehzahlabfall verhältnismäßig rasch erfolgt.
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Für -die Grundregelung läßt sich ebenfalls ein Widerstand verwenden.
Dieser müßte dann in mehreren Stufen anzapfbar sein, wobei ein an der Spinnmaschine
angebrachter Schalter beim Anspinnen den Widerstand nach und nach kurzschließt,
beim Abspinnen dagegen den Widerstand teilweise wieder einschaltet. Die Betätigung
des Schalters kann dabei durch eine vom Schaltrad aus angetriebene Einrichtung erfolgen.
Gegebenenfalls wäre diese auch mit der Ringbank in Verbindung zu bringen, wobei
deren stufenloses Aufwärtsgehen entsprechend angeordnete Kontakte nacheinander betätigt.
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Es .ist aber auch möglich, die Grundregelung durch andere geeignete
Mittel vorzunehmen. Beispielsweise kann der in Abb. 6 dargestellte Anzapftransformator
T eine auch für die Grundregelung ausreichende Spannung erhalten, wobei ein mehrstufiger
Anzapfschalter die Regelung bewirkt.
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Abb. 7 zeigt .schließlich die mit der erfindungsgemäßen Einrichtung
erzielten Regelkurven. Es :ist hierbei besonders bemerkenswert, daß die Grundkurve
vollkommen unabhängig von der Lagenregelung gestaltet werden kann und die bei den
bisher verwendeten mechanischen Spinnreglern in dieser Hinsicht bestehenden Beschränkungen
nicht vorhanden sind. Bei dem in Abb.7 dargestellten Ausführungsbeispiel kann durch
entsprechende Ausbildung der Kurvenscheibe C und durch Änderung der Hebelübersetzungen
zwischen Abtasthebel und Drehzahlverstellvorrichtung die Grundkurve beliebig gewählt
werden. Die durch Widerstandsänderungen erreichte Lagenregelung läßt .sich ebenfalls
weitgehend beeinflussen, wobei Änderungen durch Wahl verschieden großer Widerstände
bzw. durch entsprechende Anzapfungen und durch Einstellung der Kontakte am Ringbankhebel
und an der Ringbank vorgenommen werden.