Drehstrom-Einzelantrieb für Spinnmaschinen mit Asynehronmotoren. Beim Antrieb von Spinnmaschinen hat es sieh als zweckmässig erwiesen, die Geschwin digkeit der Maschine den sich im Betrieb ändernden Fadenspannungen anzupassen. Bei Verwendung von Gleichstrom ist eine fein stufige Regelung des Antriebsmotors ohne weiteres möglich. Bei der vorherrschenden Stromart, dem Wechselstrom, insbesondere dem Drehstrom, bestehen für :die Regelbar- keit jedoch Schwierigkeiten.
Diese lassen sich zwar durch Drehstromkollektormotoren be seitigen, diese sind aber verhältnismässig teuer.
Nun ist bereits vorgeschlagen worden, zum Antrieb von Spinnmaschinen polum schaltbare Motoren zu verwenden, die zwei Drehzahlen haben, von denen' !die niedrige für das Anspinnen und die höhere für das Haupt spinnen Verwendung finden.
Auch hat man bereits versucht, reine Kurzsahhzssläufer zum Antrieb zu nehmen, wobei der Motor für das Anspinnen an ein Hilfsnetz mit niedrigerer Periodenzahl ge- legt wird, so dass seine Drehzahl also geringer ist als beim Hauptspinnen.
Sowohl mit polumschaltbaren Motoren wie auch mit einem Hilfsnetz mit niedrigerer Periodenzahl hat man bishem immer nur zwei Geschwindigkeitsstufen benutzt. Das bedeu tet aber nur eine grobe Anpassung an die Be dürfnisse der Spinner, und es hat sich als zweükmä.ssig herausgestellt, eine feinstufige Regelung vorzunehmen. Diese Aufgabe wurde bisher vorwiegend mit Kollektormotoren mit Bürstenverschiebung gelöst.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, mit billigeren Motoren eine spinntechnisch ge nügend feine Regelung und Geschwindib- keitseinstellung durchzuführen; sie besteht darin, dass ausser dem bekannten Hilfsnetz mit niedrigerer Periodenzahl als der des Haupt netzes mindestens ein weiteres Hilfsnetz mit höherer Periodenzahl als der des Hauptnetzes vorgesehen wird. Dabei können die höheren Periodenzahlen für alle am Hilfsnetz hängen den Motoren zugleich zweckmässig in an sich bekannter Weise regelbar sein. Hierdurch hat man es in der Hand, bei den einzelnen Ma schinen beliebige Stufen von Geschwindig keiten einzustellen und dadurch eine weit gehende Anpassung an die spinntechnischen Erfordernisse zu erreichen.
Es lassen sich aber noch weitere Zwi schenstufen dadurch erreichen, dass man als Antriebsmotoren polumschaltbare Motoren in Verbindung mit mehreren Netzen verschie dener Periodenzahl verwendet.
Endlich ist es auch möglich, in Verbin dung mit den Hilfsnetzen verschiedener Periodenzahl zum Antrieb Asynch.ronmoto- ren mit Läuferregelung zu wählen, und zwar sowohl mit, wie auch ohne Polumschaltung. Diese Art der Regelung, die sonst für einen grösseren Regelbereich mit höheren Verlusten auf der Läuferseite verbunden ist, kann im vorliegenden Fall ohne erhebliche Verluste durchgeführt werden, weil man den Läufer regelbereich nur so gross zu halten braucht, dass sich eine feinstufige Regelung zwischen den einzelnen Stufenl ergibt, die zum Beispiel durch die Umschaltung auf ein Netz anderer Periodenzahl oder auch auf eine andere Pol zahl entsteht.
Für die Regelung der Antriebs motoren kann eine gemeinsame Schaltvorrich tung Verwendung finden, die so angeordnet ist, dass die Regelung stetig oder in aneinan der anschliessenden Stufen erfolgt. Man kann zum Beispiel eine einzige Steuerwalze vor sehen, die eine entsprechend grosse Anzahl von Kontakten trägt, so da.ss alle Schaltungen fortlaufend mit .dieser einzigen Walze mög lich sind.
Es erscheint aber besonders zweck mässig, für die verschiedenen Regelarten, zum Beispiel Netzwechsel, Polzahlwechsel, Läuferregelung, je ein besonderes Regelorgan zu verwenden, wobei jedoch zum Antrieb eine einzige Steuerwelle dient, die mechanisch mit den einzelnen Regelorganen! verbunden ist, so dass sich eine fortschreitende Regelung des Antriebsmotors ergibt.
Zuir Vermeidung einer zu schnellen Schal tung kann man eine Hemmvorrichtung vor sehen, die auf die Steuerwelle wirkt. Um nun aber zum Beispiel in Gefahrfällen oder bei Fadenbrüchen die Maschine schnell ausschal ten zu können, soll ein besonderer Motor schalter Verwendung finden, der jederzeit geöffnet werden kann, wobei jedoch ein Wie dereinschalten dieses Unterbrechungssehaltcrs in der Betriebsstellung der Schaltvorrichtung durch eine Sperrung verhindert wird.
Die zu wählende höchstzulässige Dreh zahl der Maschinen hängt im wesentlichen von der gesponnenen Garnnummer und der Güte des Rohstoffes ab. Wird die Drehzahl über das zulässige Mass gesteigert, so werden zu viele Fadenbrüche auftreten oder das Garn wird übermässig hoch beansprucht, so da.ss es in seiner Güte leidet. Zur Vermeidung dieser Nachteile soll daher der Regelbereich des Steuerorganes durch eine einstellbare und verriegelbare Sperrvorrichtung nach oben be grenzt werden können.
Die Einstellung dieser Sperrvorrichtung geschieht zum Beispiel durch den Spinnmeister, zum Beispiel mit einem Schlüssel, so dass das Bedienungsper sonal nicht in der Lage ist, die Maschine mit unvorschriftsmässiger CTeschwindigkeit-laufen zu lassen. Anderseits ist es nicht erwünscht, mit zu langsamen Geschwindigkeiten zu arbeiten, da dies einen Erzeugungsverlust bedeutet. Die niedrigeren Geschwindigkeiten werden vor nehmlich nur zum Anspinnen benutzt, und zwar für verhältnismässig kurze Zeit.
Das Bedienungspersonal soll daher gezwungen werden, nach dem Anspinnen, für das die Cre- sehwindigkeit durch Handregelung über wacht wird, auf die eingestellte Höchstge schwindigkeit zu gehen. Dies wird zum Bei spiel dadurch erreicht, dass das Steuerorgan beim Erreichen der Sperrstellung selbsttätig festgehalten wird, während es beim Loslas sen in Zwischenstellungen durch eine Rück stellkra,ft in die Nullage zuriicl@geführt wird. Die Zeichnungen geben Ausführungsbei spiele für die Erfindung. In der Abb. 1 ist 1, 2, 3 ein Drehstromnetz, von dem der Um formermotor 4 angetrieben wird.
Zur Spei- sung des Hilfsnetzes 11, 12, 13 mit niedrigerer Periodenzahl als der des Hauptnetzes dient der Periodenumformer 5, der vom Motor 4 ge steuert wird. Das Hilfsnetz 21, 22, 23 mit einer höheren Periodenzahl als der des Haupt netzes wird vom Umformer 6 gespeist, der über ein veränderbares Getriebe 7 ebenfalls mit dem Motor 4 gekuppelt ist. Man kann zum Antrieb des Umformers 6 natürlich aber auch einen besonderen Motor verwenden, der, zum Beispiel mit Schleifringläuferregelung ausgerüstet, ein bequemes Einstellen der Periodenzahl für das Hilfsnetz 21, 22, 23 ge stattet.
An den drei Netzen 1, 2, 3; 11, 121, 13 und 21, 22, 23 hängen nun .die einzelnen An triebsmotoren für die Spinnmaschinen. Im Ausführungsbeispiel führen die Netzleitun gen über eine gemeinsame Schaltvorrichtung 8, mit der die Umschaltungen auf den Motor 9 vorgenommen werden.
Für die Anordnung einzelner Schalt- oder Regelorgane mit einer gemeinsamen Steue rung gibt die Abb. 2 ein Ausführungsbei spiel. Das auf einer Hilfswelle sitzende Hand rad 10 treibt. mit einem Zahnrad 14 die Walze 15 an, die zum Beispiel in drei Stellungen 16, 17, 18 drei Netze mit verschiedenen Pe riodenzahlen nacheinander an den Antriebs motor legen kann. Bei 19 trägt,die Walze 15 ein Zahnsegment, .das bei einer vollen Um drehung der Walze 15 einmal in das An triebsrad der Walze 20 eingreift und diese um einen bestimmten Betrag verdreht. Im Ausführungsbeispiel hat die Walze 20 drei Stellungen 24, 25, 26, die beispielsweise eine Umschaltung auf verschiedene Polzahlen her beiführen. Endlich ist noch eine Läuferrege lung vorgesehen.
Das mit der Walze 15 ver bundene Zahnrad 27 treibt über ein Zahnrad 28 den Läuferregler 29 fortlaufend an, von dem Leitungen 30 zu nicht dargestellten Schleifringen des Läufers führen.
Um die Achse des Handrades 10 drehbar und feststellbar ist,der Hebel 31 angeordnet, der eine Rast 32 trägt, in die .eine lösbare Sperrung 33 am Handrad 10 einfallen, kann, so dass das Handrad nicht mehr von einer nicht dargestellten Rückzugfeder in die Nullage zurückgeführt werden kann, aber .auch ein Weiterdrehen des Handrades über den Hebel 31 hinaus verhindert wird. Zum schnellen Ausschalten des Motors dient der Hebel 34, der in der Nullstellung des Handrades 10 durch einen Schlitz 35 im Handrad eingelegt werden kann, sowie dies die Abb. 3 in Seiten ansicht zeigt.
Der Hebel 34 trägt dabei eine Nase 36, die von einer Feder 37 in der aus gezogen gezeichneten Stellung gehalten wird. Ist das Handrad 10 eingeschaltet, so kann der Schalter 34 jederzeit geöffnet und in die Stel lung 38 gebracht werden, da die Nase dann in die gestrichelt dargestellte Lage auswei chen kann. Ein Wiedereinschalten ist aber unmöglich, solange sich nicht der Schlitz 35 unter der Nase 36 befindet, das heisst das Einschalten ist nur in einer bestimmten Stel lung, der Nullstellung des Handrades 10 möglich.
Die Einrichtung wirkt beispielsweise so: Der Schalter 34 wird eingelegt und das. Handrad 10 aus seiner Nullstellung in der Pfeilrichtung herausbewegt. Dadurch wird zunächst in der Stellung 16 das Netz niedrig ster Periodenzahl an,den Motor gelegt, der in der Stellung 24 auf höchste Polzahl einge schaltet ist. Beim Weiterbewegen der Walze 15 wird der Läuferregler 29 verstellt, so dass die Geschwindigkeit des Motors zunimmt. Bei einer Drehung von etwa 120' wird dann auf das. mittlere Netz in der Stellung 17 um geschaltet, der Läuferregler hat ebenfalls eine Drehung von 120' gemacht und steht nun wieder .am Anfang der Widerstands stufen.
Die Walze 20 -ist bisher an der Dre hung nicht beteiligt, der Motor steht also noch auf höchster Polzahl, also niedrigstem Dreh zahlbereich. Der gleiche Vorgang wiederholt sich bei einer weiteren Drehung um nochmals 120 , dann wird in der Stellung 18 das Netz mit höchster Periodenzahl eingeschaltet. Wird jetzt weiter gedreht, so greift das-Zahn- segment 19 in das Antriebsrad der Walze 20 ein, bringt sie in die Stellung 25 und schaltet damit den Motor auf mittlere Polzahl,. also auf seinen mittleren Drehzahlbereich.
Auch in diesem Bereich werden wiederum nachein ander die einzelnen Netze angelegt, bis bei einer weiteren vollen Umdrehung der Walze 15 auch die Walze 20 weiter in die Stellung 26 gedreht wird, so dass der Motor nun mit niedrigster Polzahl also höchstem Drehzahl bereich arbeiten kann. Bei der Rückwärts drehung gehen die Schaltvorgänge in umge kehrter Reihenfolge vor sich.
Selbstverständlich ist es möglich, für die mechanische Übertragung zwischen den ein zeInen @\'a-lzen und dem Handrad auch noch andere Anordnungen zu treffen. Auch kann man die eine oder die andere Nebenwalze fort lassen, so zum Beispiel auf die Polumschal tung verzichten oder auch die Läuferregelung weglassen oder auch nur durch Umschaltung auf die verschiedenen Frequenzen regeln. Es lassen sich dann bei der Anordnung der Wal zen entsprechende Vereinfachungen vorneh men.
Für den Fall, dass bei Po:lumschaltun auch eine andere Wicklung im Läufer not wendig wird, kann mit der Schaltvorrich tung, gegebenenfalls durch Hinzufügung einer weiteren Nebenwalze oder gleichzeitig mit .dem Verstellen der-Walze 20 auch eine CTmschaltung im Läuferstromkreis vorgenotn- men werden, so dass der Läuferregelwider- stand stets an der jeweils wirksamen Läufer wicklung liegt.
Die Ausführungsbeispiele sind für drei Hilfsnetze gedacht, man ist selbstverständ lich nicht an diese Zahl gebunden, sondern, man kann zum Beispiel noch mehrere Hilfs netze vorsehen. Auch kann man die Motoren mit 2n, 3n oder mehr n Polzahlen ausrüsten, wobei man durch entsprechende gegenseitige Anpassung zwischen Polzahl und Frequenz zahl eine feinstufige Unterteilung des Regel bereiches erhält. Hierfür mag folgendes Bei spiel dienen, das für die Frequenzen 45, 50 und 55 und Polzahlen, die sieh wie 8 : 6 : 4 verhalten, aufgestellt ist.
Die Drehzahlen sind dann folgende:
EMI0004.0015
Polzahlen
<tb> Frequenz <SEP> 8 <SEP> 6 <SEP> 4
<tb> 45 <SEP> 6<B>7</B>5 <SEP> 900 <SEP> <B>1</B>350
<tb> 50 <SEP> <B>7</B>50 <SEP> <B>1</B>000 <SEP> <B>1</B>500
<tb> 55 <SEP> 8<B>2</B>5 <SEP> 1100 <SEP> 1650 Macht man die höchste Frequenz regelbar, so verschieben sieh die für die einzelnen Pol zahlen angegebenen Drehzahlen um einen entsprechenden Betrag, man hat es dabei in der Hand, einmal die Zwischenübergänge zwischen den Polumschaltungen zu verän dern, zum andern die Höclistgescltwindigkeit zum Beispiel für dio ganze Fabrik festzu setzen.
Welche Höclistdrelizalil und welche höchsten Frequenzen. gewählt werden, hängt von der in der Fabrik gerade verarbeiteten Ware wie auch von den -inzelnen Garnnum mern ab.
Ein ganz besonderer Vorteil bei der Ver wendung von Frequenzen, die über der Fre quenz des Hauptnetzes liegen, besteht darin, dass tu den Maschinen. bei denen der Herstel lungsvorgang eine höhere Geschwindigkeit erlaubt, diese höhere Geschwindigkeit tat sächlich eingestellt werden kann. Hieraus er gibt sich aber neben; einer vollen Ausnutzung der Maschinen auch die Möglichkeit einer Mehrerzeugung, die oft ausschlaggebend für eine wirtschaftliche Betriebsführung ist.
So ergibt zum Beispiel ein Vergleich zwi schen einer Anlage, die nur ein Hilfsnetz mit niedrigerer Periodenzahl hat, und der Ver wendung eines Hilfsnetzes mit höherer Perio denzahl als der des Hauptnetzes bei allen den 3las"liinen, hei denen die gerade gespon nene Garnnummer theoretisch eine höhere Drehzahl zulässt, als sie mit dem Hauptnetz erreicht werden kann, folgendes Bild.
Bei den bisherigen Antrieben ist die Olrösste i#iotorgeschwindigl@eit beim Anschluss an das Hauptnetz durch die kleinste Spin- delgesc-hwin.digkeit ein für allemal festgelegt, Häufig werden nun aber CTarünuntmern ge sponnen, die eine beispielsweise um 20 ö während des Hauptspinnens höhere Ge schwindigkeit zulassen. Mit den bisherigen Antrieben und einem Hilfsnetz niederer Periodenzahl oder bei polumschaltbaren Mo toren ist diese Geschwindigkeit nicht er reichbar.
Beim Erfindungsgegenstand braucht dagegen der Motor nur auf ein Netz mit höherer Periodenzahl geschaltet zu werden. Nimmt man an, dass das Hauptspinnen<B>75%</B> des ganzen Abzuges ausmacht, so ergibt sich im Beispiel eine Mehrerzeugung von 20 X 0,75 % = 15 %.
Die Erfindung ist in erster Linie für die Regelung einer grösseren Anzahl von Moto ren geeignet, zum Beispiel für sämtliche Motoren. einer Ringspinnerei. Je grösser die Zahl der an den Netzen verschiedener Perio denzahl hängenden Motoren ist, desto gerin ger werden die anteiligen Kosten für die Frequenzumf ormeranlage. .
Die Anwendung der Erfindung, insbeson dere der Schaltvorrichtungen, ist nicht auf Spinnmaschinen allein beschränkt, man kann sie auch überall dort anwenden, wo mit einer grösseren Anzahl billiger Motoren eine hinrei chend grosse Regelung wirtschaftlich mög lich erscheint.