BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft eine Spinnmaschine gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Derartige Spinnmaschinen haben entweder an beiden Maschinenlängsseitenje eine Streckwerksreihe oder nur an einer ihrer beiden Maschinenlängsseiten. Letzteres ist insbesondere bei Flyern und ähnlichen Vorspinnmaschinen der Fall. Bei Ringspinnmaschinen ist es dagegen üblich, an beiden Maschinenlängsseitenje eine Streckwerksreihe vorzusehen. Die Unterwalzen einer Streckwerksreihe können durch einen gemeinsamen Elektromotor oder durch mehrere Elektromotoren angetrieben werden oder es ist auch möglich, dass bei Vorhandensein von zwei Streckwerksreihen alle ihre Unterwalzen durch denselben Elektromotor angetrieben werden. Auch ist es möglich, dass zwei oder mehr der Unterwalzen durch gesonderte Elektromotoren einzeln angetrieben werden.
Derartige Spinnmaschinen laufen in modernen Spinnereien oft sehr lange Zeit unbeobachtet von Bedienungspersonal, da sie infolge der weitgehenden Automation kaum noch manueller Bedienung bedürfen. Bspw. werden meist die jeweils vollen Hülsen oder Spulen selbsttätig gegen leere Spulen oder Hülsen ausgewechselt. Auch Fadenbrüche werden häufig selbsttätig durch entlang den Maschinen laufende Fadenansetzwagen behoben. Durch diese weitgehende Automation können jedoch Schäden an den Maschinen durch Faserwickel (auch Faserbandwickel oder kurz Wickel genannt) verursacht werden, die sich auf Unterwalzen oder Oberwalzen der Streckwerke im Gefolge von Fadenbrüchen bilden können. Wenn ein solcher Wickel nicht rechtzeitig von Hand beseitigt wird, wird er grösser und grösser und kann schliesslich die betreffende Streckwerksstelle zunehmend verstopfen.
Dies kann dann zu Schäden an den betreffenden Streckwerken führen.
Bei langen Spinnmaschinen ist es ferner bekannt, dass man zumindest die die Hauptverzugsfelder ihrer Streckwerksreihe oder -reihen begrenzenden langen Unterwalzen nicht nur an einer Stelle mittels eines Zahnradgetriebes formschlüssig verbindet, sondern an mehreren in grossen Längsabständen voneinander angeordneten Stellen, insbesondere an beiden Längsenden der Unterwalzen. Bei einem durch Austausch von Zahnrädern der Zahnradgetriebe bewirkten Verzugswechsel kann es hierbei durch Unaufmerksamkeit des Bedienungspersonals in manchen Fällen zum Einsetzen ungleicher Zahnräder und damit zu ungleichen Getriebeübersetzungen kommen. Die betreffenden Unterwalzen werden dann nach dem Anlauf der Maschine rasch sehr stark unterschiedlich tordiert und es kann zu Schäden der Zahnradgetriebe und der betreffenden Unterwalzen kommen.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, Schäden, die durch vorbeschriebene Fehler verursacht werden können, auf einfache Weise vermeiden zu können.
Diese Aufgabe wird bei einer Spinnmaschine gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1 durch die im Kennzeichen dieses Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Da die beschriebene Wickelbildung auf Oberwalzen bzw.
Unterwalzen nach einiger Zeit durch das zunehmende Aufwinden von Faserband an der Wickelstelle die Unterwalzen und gegebenenfalls auch Oberwalzen zunehmend stärker bremst, schon weil sich ein solcher Wickel zwischen einander benachbarten Unterwalzen bzw. Oberwalzen zunehmend eindrückt und deren Lauf mehr und mehr bremst, verursacht jeder solche Wickel also nach einiger Zeit einen erheblichen Anstieg des zum Antrieb der betreffenden Unterwalze oder Unterwalzen erforderlichen Drehmomentes und damit auch der Antriebsleistung, die durch den oder die betreffenden Elektromotoren aufzubringen ist. Und zwar ist die Antriebs leistung eines Überwachungsvorrichtungs M 0), , wo M das Drehmoment der Abtriebswelle des Elektromotors und c3 deren Winkelgeschwindigkeit ist.
Bei konstanter Betriebsdrehzahl ist also die Leistungsaufnahme des Motors proportional zu seinem Drehmoment. Die Leistungsaufnahme des betreffenden Elektromotors ist Ueff Ieff. coszp. Man kann also den durch einen solchen Wickel verursachten Drehmomentanstieg sowohl durch direkte Messung des Drehmoments der Läuferwelle des betreffenden Elektromotors oder des Drehmomentes einer der Läuferwellle nachgeschalteten Welle, bspw. auch des Antriebsdrehmomentes der betreffenden Unterwalze ermitteln, als auch durch die Erhöhung der Leistungsaufnahme des betreffenden Elektromotors. Wenn angenommen wird, dass der Motor mit konstanter Spannung Ueff (effektive Spannung) bei ungefähr konstantem coscp betrieben wird, dann ist das Drehmoment dieses Motors ungefähr proportional zu Ieff, d. h. zu seiner effektiven Stromaufnahme.
Man kann dann also die Leistungsaufnahme des Motors in diesem Fall auch anstatt mittels eines Leistungsmessers mittels eines einfachen Strommessers, der den effektiven elektrischen Speisestrom misst, ermitteln.
Der Fühler kann bevorzugt ein Schwellwertschalter sein, der bei Überschreiten eines vorbestimmten, vorzugsweise einstellbaren Schwellwertes des Drehmomentes oder der Leistungsaufnahme des Motors oder des zeitlichen Anstieges der betreffenden Grösse anspricht und dann die Spinnmaschine selbsttätig abstellt und/oder einen Alarm zum Herbeirufen einer Bedienungsperson zur Behebung der betreffenden Störung auslöst. Es kommen jedoch auch andere Fühler in Frage, bspw. elektronische Vergleicher. Wenn der Fühler auf einen anomal raschen zeitlichen Anstieg der Leistungsaufnahme bzw. des Drehmomentes anspricht, so kann man zu diesem Zweck den Messwert der Leistungsaufnahme bzw.
des Drehmomentes mittels eines Differenziergliedes zeitlich differenzieren und den differenzierten Wert dem Fühler zuleiten.
Ferner ist dafür Sorge zu tragen, dass der beim Anlaufen der Maschine aus dem Stillstand zuerst auftretende normale Anstieg der Leistungsaufnahme bzw. Drehmomentanstieg nicht zum Auslösen des Fühlers führt. Falls diese Gefahr bestehen sollte, kann man ihr bspw. dadurch begegnen, dass beim Einschalten der Maschine eine Zeitschaltvorrichtung eingeschaltet wird, die die Überwachungsvorrichtung oder ihren Fühler für eine vorbestimmte Zeitdauer abschaltet, so dass sie also erst nach Ablauf dieser vorbestimmten Zeitdauer wirksam wird, bspw. nach Abklingen des Einschaltstromstosses. Da jedoch Wickel nur relativ langsam grösser werden, kann in Fällen, bei denen die Überwachungsvorrichtung nur auf Wickelbildung überwacht, auch vorgesehen sein, dass die Überwachungsvorrichtung, bspw. ihr Fühler erst nach Erreichen der Betriebsgeschwindigkeit der Spinnmaschine wirksam wird.
Wenn dagegen die Überwachungsvorrichtung auch auf ungleich grosse Getriebeübersetzungen von dieselben Unterwalzen in grossen Längsabständen formschlüssig miteinander verbindenden Zahnradgetrieben ansprechen soll, ist es zweckmässig, vorzusehen, dass die Überwachungsvorrichtung bereits mit Beginn des Hochlaufens der Maschine aus dem Stillstand auf Betriebsdrehzahlen oder während dieses Hochlaufens wirksam wird, was hier ohne weiteres möglich ist, weil nämlich falsche Getriebeübersetzungen sehr rasch zu extremen Belastungen des oder der die betreffenden Unterwalzen antreibenden Elektromotoren führt. Man kann dann z. B. vorsehen, dass die Überwachungsvorrichtung in vorbestimmter, sehr kurzer Zeit nach Einschalten der Maschine noch während einer Anfangsphase ihres Hochlaufens bereits eingeschaltet wird.
Man kann dabei auch vorsehen, dass dabei zunächst der Ansprechwert des Fühlers selbsttätig sehr hoch eingestellt wird und dann einige Zeit danach, vorzugsweise erst nach Erreichen der Betriebsgeschwindigkeit der Spinnmaschine, selbsttätig so niedrig eingestellt wird, dass er dann auch empfindlich Wickelbildung anzeigt.
Beim Hochlaufen ist in diesem Fall der Ansprechwert dagegen so hoch eingestellt, dass hier der Fühler praktisch nur auf falsche Getriebeübersetzungen der die betreffenden Unterwalzenstränge formschlüssig verbindenden Zahnradgetriebe ansprechen kann, nicht jedoch auf sich während des Hochlaufens bildende Wickel;
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der oder die Elektromotoren, der oder die die Unterwalzen mindestens einer Streckwerksreihe der betreffenden Maschine antreiben, ausschliesslich dem Antrieb der oder dieser Unterwalzen dienen und also keine anderen Teile der betreffenden Spinnmaschine antreiben. Hierdurch wird die Feinfühligkeit des Ansprechens der Überwachungsvorrichtung noch erhöht. Es ist in manchen Fällen jedoch auch möglich, dass der oder die betreffenden Elektromotoren, deren Leistungsaufnahme und/oder Drehmoment bzw. deren Anstieg der Leistungsaufnahme bzw.
Anstieg der Drehmomentabgabe überwacht wird, ausser einem oder mehreren Unterwalzen auch noch mindestens ein anderes Teil der betreffenden Spinnmaschine antreiben, bspw. Spindeln oder mindestens eine Ringbank, sofern die Überwachungsvorrichtung in diesem Fall noch ausreichend empfindlich auf Wickel bzw. falsch eingestellte Getriebeübersetzungen ansprechen kann.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 und 2 je eine Streckwerksreihe mit ihrem Antrieb und zugeordneter Überwachungsvorrichtung einer Spinnmaschine, insbesondere einer Ringspinnmaschine, in schematischer Darstellung,
Fig. 3 eine Variante eines Teiles der in Fig. 1 dargestellten Überwachungsvorrichtung,
Fig. 4 eine Variante einer Überwachungsvorrichtung der Fig. 1.
In Fig. 1 weist die ausschnittsweise dargestellte Streckwerksreihe 10 drei lange Unterwalzen 11, 12, 13 auf, die sich nahezu über die Länge der betreffenden Spinnmaschinenlängsseite erstrecken. Auf die Unterwalzen 11, 12, 13 sind Oberwalzen 14 wie üblich mittels nicht dargestellten Oberwalzenbelastungsträgern angedrückt, von denen nur einige Oberwalzen 14 dargestellt sind. Jedes Streckwerk, wie 15, der Streckwerksreihe 10 wird jeweils von einem zu verziehenden Faserband 16 durchlaufen. Dabei durchläuft es zuerst ein vom Einzugswalzenpaar und Mittelwalzenpaar begrenztes Vorverzugsfeld 17 und anschliessend ein vom Mittelwalzenpaar und Ausgangswalzenpaar begrenztes Hauptverzugsfeld 18 grösseren Verzuges. Nach Verlassen des Streckwerkes 15 wird das Faserband 16 durch eine nicht dargestellte Ringspinnvorrichtung zu einem Garn zusammengedreht.
Die betreffende Streckwerksreihe kann einige hundert Streckwerke 15 aufweisen, wobei jedes Streckwerk einer Spindel der Ringspinnvorrichtung zugeordnet ist. Die Anzahl der Streckwerke entspricht der Anzahl der Spindeln. Allen Streckwerken der betreffenden Streckwerksreihe sind die drei langen Unterwalzen 11, 12, 13 gemeinsam. Diese Unterwalzen 11, 12, 13 sind mittels der beiden Zahnradgetriebe 20, 21 formschlüssig miteinander verbunden. Die Ausgangsunterwalze 13 wird von einem nur dem Antrieb der Unterwalzen 11, 12, 13 dienenden Elektromotor 2 direkt angetrieben. Diese Unterwalzen 11, 12, 13 werden also nur einseitig an ihren dem Motor 22 benachbarten Längsenden durch diesen unter Mitwirkung der Zahnradgetriebe 20, 21 angetrieben.
Wenn diese Ringspinnmaschine noch eine zweite solche Streckwerksreihe an ihrer anderen Längsseite besitzt, kann diese ebenfalls durch den Elektromotor 22 mit angetrieben werden oder einen eigenen Elektromotor zu ihrem Antrieb aufweisen, dem dann eine gleiche Überwachungsvorrichtung wie die dem Motor 22 zugeordnete Überwachungsvorrichtung 23 zugeordnet ist. Die Ringspinnmaschine weist im übrigen für den Antrieb ihrer anderen Arbeitsorgane, wie Ringbank und Spindeln, noch mindestens einen weiteren gesonderten Elektromotor auf, der nicht dargestellt ist. In manchen Fällen ist es jedoch auch möglich, den dargestellten Elektromotor 22 gleichzeitig auch noch zum Antrieb mindestens eines anderen Arbeitsorganes der Maschine einzusetzen, bspw. der Spindeln der betreffenden Maschinenlängsseite.
Der Elektromotor 22 wird von einem üblichen Drehstromnetz 24 mit konstanter Netzspannung und entsprechend dem jeweiligen Leistungsbedarf des Motors 22 variablem Speisestrom gespeist. In die Netzzuleitung ist ein dem Ein- und Ausschalten des Elektromotors 22 dienender Schaltschütz 25 zwischengeschaltet. Die vom Motor 22 jeweils über seine Zuleitung aufgenommene Leistung P = Ueff Ieff. cos < p wird durch einen Leistungsmesser (Dynamometer) 26 der Überwachungsvorrichtung 23 fortlaufend gemessen, der in die Zuleitung 27 zwischengeschaltet ist. Der momentane Messwert des Leistungsmessers 26 wird über einen Zeitschalter 28 zu einem Schwellwertschalter 29 geleitet.
Der Schwellwertschalter 29 bildet eine Fühlvorrichtung, die auf das Überschreiten eines vorbestimmten, einstellbaren oberen Grenzwertes der durch den Leistungsmesser 26 gemessenen Leistungsaufnahme des Motores 22 anspricht. Diese Leistungsaufnahme P des Motores 22 ist ungefähr proportional zu seiner Leistungsabgabe und damit zu dem von ihm auf seine Abtriebswelle bei konstanter Winkelgeschwindigkeit ausgeübten Drehmoment M, da P = M a3 w ist. Gegebenen- falls kann gemäss Fig. 3 auch noch ein dP/dt (t = Zeit) bildendes Differenzierglied 30 dem Schwellwertschalter 29 vorgeschaltet sein, das die Leistung P zeitlich differenziert, und in diesem Falle spricht der Schwellwertschalter 29 dann nicht auf einen eingestellten oberen Grenzwert der Leistungsaufnahme des Motors an, sondern auf eine vorbestimmte rasche Erhöhung dP/dt der Leistungsaufnahme des Motors 22.
Beijedesmaligem Ansprechen des Schwellwertschalters 29 löst dieser Öffnen des Schaltschützen 25 aus, so dass der Motor 22 abgestellt wird. In nicht dargestellter Weise kann durch den Schützen 25 gleichzeitig auch die gesamte Spinnmaschine abgeschaltet werden.
Die Überwachungsvorrichtung 23 der Fig. 1 arbeitet wie folgt: Beijedesmaligem Einschalten des Schaltschützen 25 wird der Zeitschalter 28 eingeschaltet, der zunächst die Leitung 31 unterbricht und so die Überwachungsvorrichtung 23 zunächst unwirksam macht. Nach Ablauf der Schaltzeit des Zeitschalters 28 schliesst dieser die Leitung 31 und schaltet hierdurch den Schwellwertschalter 29 eine vorbestimmte kurze Zeitdauer, bspw. einige Sekunden, nach Einschalten des Elektromotors 22 und damit nach Einschalten der Spinnmaschine an den Leistungsmesser 26 ein, so dass nunmehr die Überwachungsvorrichtung 23 wirksam ist. Diese Zeitverzögerung soll grundloses Ansprechen des Schwellwertschalters 29 beim Einschalten der Spinnmaschine verhindern.
Solange nunmehr die Streckwerke 15 der Streckwerksreihe
10 normal laufen, spricht die Überwachungsvorrichtung 23 nicht an. Wenn sich dagegen an einem Streckwerk 15 ein Faserwickel bildet und zu solcher Grösse aufgelaufen ist, dass er hierdurch die Streckwerksunterwalzen bzw. -oberwalzen so stark bremst, dass dies zu einem erheblichen, den eingestellten Ansprechwert der Fühlvorrichtung 29 überschreitenden Anstieg der Leistungsaufnahme des Elektromotors 22 führt, spricht der Schwellwertschalter 29 an und schaltet hierdurch selbsttätig den Schaltschütz 25 und damit den Elektromotor 22 und die gesamte Spinnmaschine ab.
Gleichzeitig kann auch eine Alarmvorrichtung ausgelöst werden, die eine Bedienungsperson zur Behebung der Störung und zum Wiederinbetriebsetzen der Maschine herbeiruft. Die Alarmvorrichtung kann bspw. ein akustisches und/ oder optisches Signal auslösen.
Zusätzlich zu dieser beschriebenen Überwachungsvorrichtung 23 oder anstelle von ihr kann auch vorgesehen sein, das Abtriebsdrehmoment des Elektromotors 22 auf zu raschen Anstieg und/oder Überschreiten eines vorbestimmten, einstellbaren Grenzwertes mittels einer Überwachungsvorrichtung 23' zu überwachen. Eine solche Überwachungsvorrichtung 23' ist in Fig. 4 dargestellt. Auf der Abtriebswelle 32 des Elektromotors 22 ist eine Drehmomentmessvorrichtung 33 angeordnet, die die Torsion eines vorbestimmten Bereiches dieser Abtriebswelle 32 misst, bspw. mittels Dehnmessstreifen oder auf sonstige Weise, und den Messwert über einen die Leitung 31' nach Einschalten des Motors 22 zeitverzögert schliessenden Zeitschalter 28' zu einem eine Fühlvorrichtung bildenden Schwellwertschalter 29' liefert. Der Zeitschalter 28' kann im Prinzip dem Zeitschalter 28 der Fig. 1 entsprechen.
Sobald der Zeitschalter 28' die Leitung 31' geschlossen hat, ist die Fühlvorrichtung 29' an die Drehmomentmessvorrichtung 33 angeschlossen und spricht auf das Überschreiten eines vorbestimmten, eingestellten Schwellwertes des gemessenen Drehmomentes durch Abgabe eines Signals zu einer optischen Alarmvorrichtung 34 an. Die optische Alarmvorrichtung 34 signalisiert dann einer Bedienungsperson, dass an der betreffenden Spinnmaschine ein zu einem überstarken Antriebsdrehmoment geführter Wickel oder gegebenenfalls eine sonstige Störung, die zu einem solchen übergrossen Drehmoment führt, entstanden ist und ruft sie zu der Spinnmaschine, um diese Störung zu beheben.
Falls man vorsieht, das Drehmomentsignal des Drehmomentmessers 33 mittels eines Differenziergliedes zeitlich zu differenzieren, spricht der Schwellwert dann auf einen vorbestimmten raschen Anstieg des Drehmomentes des Motors 22 an. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass der Schwellwertschalter 29' beijedesmaligem Ansprechen auch den Schaltschützen 25 ausschaltet.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 sind den langen Unterwalzen der dargestellten Streckwerksreihe an beiden Längsenden formschlüssige Zahnradgetriebe 20,21,20', 21' zugeordnet, wodurch die Länge der Unterwalzen 11, 12, 13 erheblich grösser getroffen werden kann als im Falle einseitig angetriebener Unterwalzen gemäss Fig. 1. Jedoch müssen diese dieselben Unterwalzen miteinander verbindenden Zahnradgetriebepaare 20, 20' bzw. 21, 21' jeweils identische Übersetzungen haben, und wenn bei einem Übersetzungswechsel zwei dieselben Unterwalzen 11, 12 bzw. 12, 13 formschlüssig verbindende Zahnradgetriebe 20,20' bzw.
21, 21' auf unterschiedliche Übersetzungen versehentlich eingestellt werden, kann dies zu erheblichen Schäden führen.
Jede solche falsche Übersetzung wirkt sich in einem raschen Anstieg des Antriebsdrehmomentes des Elektromotors 22 und damit dessen Leistungsaufnahme aus. Es wird deshalb diese Leistungsaufnahme in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls mittels einer Überwachungsvorrichtung 23" überwacht, die in diesem Ausführungsbeispiel einen Strommesser 26' aufweist, der die Grösse des vom Schaltschütz 25 zum Elektromotor 22 strömenden Speisestromes fühlt und seinen Messwert über einen Zeitschalter 28 zu einem als Fühlvorrichtung dienenden Schwellwertschalter 29 liefert. Der Zeitschalter 28 entspricht dem Zeitschalter 28 nach Fig. 1, hat also dieselbe Funktion. Wenn beim Einschalten des Motors 22 nicht die Gefahr eines überstarken Einschaltstromes entsteht, kann der Zeitschalter 28 auch entfallen.
Die Speisespannung des Motors 22 ist konstant, ebenfalls ist sein cosxp ungefähr konstant. Der Speisestrom ist deshalb ein Mass für die vom Elektromotor 22 aufgenommene Leistung. Wenn durch versehentliche, ungleich grosse Getriebeübersetzungen der Zahnradgetriebe 20, 20' bzw.21,21 oder durch Faserwickel ein starker Anstieg der Leistungsaufnahme des Motors 22 verursacht wird, der die normale Leistungsaufnahme deutlich, d. h. den eingestellten Schwellwert überschreitet, spricht der Schwellwertschalter 29 durch Abschalten des Schaltschützen 25 und gleichzeitiges Auslösen eines Alarms mittels einer akustischen Alarmvorrichtung 34' an.
Ferner ist dem Schwellwertschalter 29 ein mittels eines Zeitschalters 36 betätigter Umschalter 37 zum Umschalten seines Schwellwertes von einem nachjedesmaligem Einschalten der Überwachungsvorrichtung 23" hohen Ansprechwert, der für Wickel zu hoch ist und nur durch falsche Getriebeübersetzungen überschritten wird, auf einen niedrigeren Ansprechwert, der auch auf Wickel empfindlich reagiert, zugeordnet. Der Zeitschalter 36 wird vom Schütz 25 aus zusammen mit dem Zeitschalter 28 eingeschaltet. Der Schalter 36 schaltet jedoch erst nach Erreichen der Betriebsgeschwindigkeit der Spinnmaschine auf den niedrigeren Schwellwert des Schwellwertschalters 29 um.