DE1037561B - Sicherheitsschaltung zum Stillsetzen elektromotorischer Antriebe von Textilmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitsschaltung zum Stillsetzen von mit elektromotorischem Einzelantrieb versehenen Textilmaschinen, insbesondere von Zwirn- und Spinnmaschinen, die den Faden in freiem Fadenballon führen und die bei eintretenden Betriebsstörungen abgeschaltet werden müssen. Sie ist immer anwendbar an solchen Textilmaschinen mit elektrischem Einzelantrieb, deren Leerlaufleistung oder deren Leistungsbedarf bei Störungen von dem normalen Betriebsleistungsbedarf abweicht.

Bei Zwirnmaschinen mit einzelnen für sich angetriebenen Zwirnstellen ist man bestrebt, im Falle einer Störung, sei es bei Fadenbruch oder auslaufendem Faden, sei es bei etwaigem Mitlaufen von Teilen, die im normalen Betrieb stillstehen sollen, z. B. Spulenträger bei Doppeldraht-Zwirnmaschinen od. dgl., die jeweils von der Störung betroffene Zwirnstelle alsbald zum Stillstand zu bringen.

Es sind bereits Fadenwächtereinrichtungen bekannt, welche bei Unterbrechung der Fadenanlieferung über entsprechende Stellglieder den Antriebsmotor der betroffenen Spindel oder Wickeleinrichtung ausschalten. Handelt es sich um Doppeldraht-Zwirnspindeln, so sind aus Sicherheitsgründen besondere mechanische Festhaltevorrichtungen vorzusehen, welche beim unzulässigen Inumlaufgeraten des Lieferspulenträgers wirksam werden, ehe die betroffene Spindel unter den hohen Zentrifugalkräften zur Bruch geht und größeren Schaden anrichtet.

Alle diese bekannten, auf meist mechanischem Wege und mit mechanischen Mitteln arbeitenden Abschaltvorrichtungen besitzen den großen betrieblichen Nachteil, daß ihre Elemente im Zusammenspiel der mechanischen Reibung unterworfen sind und daher gelegentlich unzuverlässig arbeiten können, wodurch die gerade verlangte und bezweckte Sicherheit im Falle von Störungen dann doch nicht immer gegeben ist. Da die Vorrichtungen teilweise außerhalb der Maschinenabkapselung anzuordnen sind, unterliegen sie auch dem Einfluß von Staub und Flusen, die ihre Funktionen noch zusätzlich und nicht vorhersehbar hemmen können. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile bekannter Fadenwächter- und Festhaltevorrichtungen zu beheben, eine sichere, leicht einstellbare Abschaltung zu gewährleisten und gegebenenfalls, wenn verschiedenartige Störfälle in einer Maschine auftreten können — beispielsweise an der Doppeldraht-Zwirnspindel durch Fadenbruch oder versagender Festhaltevorrichtung der Lieferspule —, eine gemeinsame einfache Sicherheitseinrichtung zu schaffen, welche bei jeglicher Störung während des Betriebes wirksam wird und den Antrieb der betroffenen Spindel oder Arbeitsvorrichtung alsbald zum Stillstand bringt.

Sicherheitsschaltung zum Stillsetzen

elektromotorischer Antriebe

von Textilmaschinen

Anmelder:

Barmer Maschinenfabrik

Aktiengesellschaft,
Wuppertal-Oberbarmen

Hans Lohest, Remscheid-Lennep,
ist als Erfinder genannt worden

Es wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, im Stromkreis bzw. in einem Abzweig des Stromkreises des einzelnen Antriebsmotors die Meßspule eines Differenzmeßwerkes zum Vergleichen des aus der Stärke bzw. Phasenlage des entnommenen Netzstromes herrührenden magnetischen Flusses mit einem fest einstellbaren magnetischen Gegennuß einzuschalten und dem DifEerenzmeßwerk eine den Motor stillsetzende Abschaltvorrichtung zuzuordnen, welche bei Abweichungen der Stromstärke bzw. Phasenlage vom Normalwert anspricht. Es wurde nämlich festgestellt, daß bei vielen Textilmaschinen, insbesondere bei allen Maschinen, die den Faden in freiem Ballon führen, aber auch bei größeren Spulmaschinen und Feinspulmaschinen mit fremd angetriebener Changierung, die mit gleichbleibender Fadenzufuhrgeschwindigkeit arbeiten, der Leistungsbedarf bei normalem Betrieb in verhältnismäßig eng begrenztem Bereich liegt und sich im Falle etwaiger Betriebsstörungen wesentlich ändert. Solches gilt im Falle der Doppeldrahtzwirnspindel sowohl für den Fall des Fadenbruchs, bei dem die Motorleistung stark zurückgeht, als auch für den Fall eines Inumlaufgeratens der Lieferspule, bei dem der Leistungsbedarf stark ansteigt.

Handelt es sich bei den Leistungsunterschieden zwischen Betriebs- und Störfall um größere Beträge, so werden sich diese vornehmlich in Änderungen des zugeführten Stromes auswirken. Es empfiehlt sich in diesem Falle, die Meßspule des Differenzmeßwerkes im Abzweig des Antriebsstromkreises anzuordnen und sie über einen Gleichrichter zu speisen, während der magnetische Gegenfluß durch eine einstellbare Gleichspannung oder einen verschiebbaren Permanent-

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magneten erzeugt wird. Handelt es sich hingegen um verhältnismäßig kleine Antriebsleistungen, die sich vornehmlich in einer Phasenverschiebung äußern, so wird man vorteilhafterweise die Meßspuk unmittelbar in den Antriebskreis legen und die Gegenspule über einen einstellbaren Phasenschieber speisen. In allen Fällen wird aber das Differenzmeßwerk bei zu großen Abweichungen der Antriebsleistungen vom Solhvertbereich eine Abschalteinrichtung, beispieils-

bzw. an R und O gelegten Transformator Tr mit Mittelanzapfung an der Sekundärspule sowie aus einem Regelwiderstand W, einem Kondensator C und dem Regelwiderstand A" zusammensetzt. Die Spule R₁ wird unmittelbar aus dem Versorgungsnetz gespeist. Das Differenzrelais wird nach Ausführung Fig. 1 mit seiner Spule R_n über die Abgleichvorrichtung P an eine konstante Spannung U angeschlossen. Diese kann für die ganze Zwirnmaschine oder für eine be

weise ein Schaltschütz, beeinflussen, welches die io stimmte Gruppe von Zwirnstellen ausgelegt sein.

Beim Einschalten fließt dann der Steuerstrom über die Steuerdruckknöpfe »AUS«-»EIN« und über die Schaltschützspule 5 zum Nulleiter. Die Spule S zieht an und legt die Kontakte S₁ bis 6"_IV um. Der Kontakt

gen anspricht;

Fig. 2 zeigt die gleiche Anordnung mit einer Phasenbrücke und einem Differenzrelais, welches bei Änderung des Leistungsfaktors anspricht.

Der die Spindel antreibende Motor M ist mit seinen Anschlußklemmen über die Schaltschützkontakte S_n bis S_ly an das Versorgungsnetz RST angeschlossen. Das Differenzrelais wird gebildet von den beiden

Stromzulieferung zum Antriebsmotor selbsttätig unterbricht.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt.

Fig. 1 zeigt die Sicherheits-Abschalteinrichtungen 15 S₁ bereitet nun die Selbsthaltung des Schaltschützes S mit einem Differenzrelais, welches bei Stromänderun- vor. Die Kontakte S₁₁ bis S_1Y schalten den Antriebsmotor M an das Versorgungsnetz RST. Bei Erregung der Spule R₁ des Differenzrelais bleibt der Relaiskontakt r nach rechts gelegt. Der Stromverlauf geht ao von der Steuerphase ST über den Druckknopf »AUS«, über den Relaiskontakt r und die Signallampe L zum Nulleiter. Beim Anlaufen, beim Auslaufen und Stillstand leuchtet also nunmehr die Lampe L auf. Sobald der Anlaufstrom abgeklungen ist, kann der Druck-Spulen R₁ und R_n, die in den schematischen Darstel- 35 knopf »EIN« losgelassen werden. Während des norlungen auseinandergezogen gezeichnet sind, in der malen Betriebes geht der Stromverlauf von der Praxis aber immer auf der gleichen Seite angeordnet Steuerphase ,ST-Druckknopf »AUS« über den nach und meist ineinandergewickelt werden. Eine Differenz links in die dargestellte Ruhelage gegangenen Relaisin der Intensität der Magnetfelder dieser beiden Spu- kontakt r, über den Kontkat S₁ und das Schaltschütz ,S" len R₁ und A_n bewirkt, daß der Relaiskontakt r aus 30 zum Nulleiter. Das Schaltschütz S hält sich selbst.
der dargestellten Ruhestellung, in welcher er bei- Der magnetische Kraftfluß der Spule R₁₁, welcher

spielsweise unter Federspannung gehalten ist, nach hinsichlioh seiner Kraftliniendichte dem Normalfallrechts angezogen wird. Dieser Kontakt r liegt in fluß der Spule R₁ anzugleichen ist, ist in seiner Flußeinem Steuerkreis, welcher an eine beliebige Steuer- richtung dem der Spule R₁ entgegengerichtet. Im Bestromquelle ST, vorzugsweise an eine bestimmte 35 triebszustand der Spindel heben die beiden Kraft-Hilfsspannung, z. B. eines Steuertransformators, ge- felder der Spulen R₁ und R₁₁ sich fast auf. Damit aber legt ist und das Schaltschütz S betätigt. kleine Schwankungen, welche unter Umständen be-

Die Tatsache, daß die Stromstärke in der Zuleitung reits durch eine schwankende Fadenspannung bzw. zum Motor gegenüber derjenigen, die in normalem durch das Atmen des Fadenballons hervorgerufen Betrieb vorhanden ist, bei Fadenbruch oder auslaufen- ₄₀ werden, nicht etwa die Abschaltung bewirken, kann dem Fadenende abnimmt und bei etwaigem Mitlaufen die aus dem Gleichrichter G gewonnene Gleichspansolcher Teile, die eigentlich stillstehen sollen, z. B. des nung über ein integrierendes Glied, z. B. den Wider-Spulenträgers, zunimmt, wird erfindungsgemäß dazu stand W und den Kondensator C, der Spule R₁ zugebenutzt, das aus den beiden Spulen R₁ und R₁₁ be- führt werden. Durch den Widerstand N wird je nach stehende Differenzrelais entsprechend zu erregen und 45 Stärke des Motorstromes ein Spannungsabfall herbei Intensitätsdifferenz der Kraftfelder von R₁ und vorgerufen. Die gewonnene Gleichspannung ist ein Ä'n über den hierdurch umgelegten Relaiskontakt r
das Schaltschütz S zu betätigen. Da an sich schon je
nach Titer oder Anzahl der Zwirndrehungen pro laufenden Meter des zu behandelnden Fadenmaterials 50 R₁₁ zu Beginn jeder Arbeitscharge so eingestellt werder Kraftbedarf des Motors M und damit die Strom- den, daß sie sich angleichen. Dies ist am Erlöschen stärke bzw. die Phasenlage des Motorstromes verschieden sind, ist es notwendig, in den Stromkreis der
Spule R_n eine Abgleichvorrichtung einzuschalten,

welche den Sollwert des Kraftfeldes der Spule R₁₁ 55 wert. Bei etwaigem Umlauf solcher Teile, welche an verändert und denselben auf den im Einzelfall erfor- sich stillstehen sollen, wird dieser Wert größer als der derlichen Wert einstellt. Betriebswert. In beiden Fällen tritt infolge der Inten-

Zu diesem Zweck ist bei der Anordnung gemäß sitätsdifferenz im Differenzrelais eine Abschaltung Fig. 1 als Abgleichvorrichtung ein Regelwiderstand P des Motors M ein. Der Relaiskontakt r wird nach vor die Spule R_n geschaltet. Beide sind in Reihe an 60 rechts angezogen. Die Signallampe L leuchtet auf. Die eine konstante Gleichspannung U angeschlossen. Die Selbsthaltung des Schaltschützes 5 mit dem Strom-

Maß für die Belastung der Spindel. Bei Umstellen auf andere Titer und andere Spindel- bzw. Zwirnungsdrehzahlen müssen die Kraftfelder von R₁ und

der Signallampe erkennbar.

Bei Fadenbruch läuft der Spindelmotor M leer, der Meßwert ist somit sehr klein gegenüber dem Betriebs-

Spule R₁ wird ebenfalls mit Gleichspannung versorgt, welche über eine an sich bekannte Gleichrichteranordnung aus dem Versorgungsnetz RST bezogen wird. Diese Anordnung besteht aus dem Nebenwiderstand N, dem eigentlichen Gleichrichter G, dem Widerstand W und dem Kondensator C.

Die Abgleichvorrichtung bei der Anordnung gemäß Fig. 2 besteht demgegenüber aus einer Phasenbrücke,

die sich aus einem an eine konstante Wechselspannung 70 angeordnet sein.

verlauf Steuerphase 5T-Druckknopf »AUS «»-Relaiskontakt r-Kontakt SV-Schaltschütz ^-Nulleiter wird unterbrochen.

Die Erfindung kann auch bei handbetätigten Schaltern mit mechanischer Verriegelung und elektrischer Auslösung verwendet werden. Auch können, zumal wenn ein schnelles Stillsetzen der Spindel erwünscht ist, zusätzliche Bremsmittel bekannter Ausführung

Bei kleinen Motortypen ändert sich die Stromaufnahme des Motors bei Spindelleerlauf und Überlast gegenüber dem normalen Betrieb vielfach nur wenig. Die Leistungsaufnahme bei Mehrlast solcher Motoren wird bekanntlich wesentlich durch Verbesserung des Leistungsfaktors bestimmt. Aus dieser Erkenntnis wird erfindungsgemäß an Stelle der Meßanordnung gemäß Fig. 1, die die Stromstärken vergleicht, ein Vergleich der Phasenlage des Motorstromes mit der der Spule Rn vorgenommen. Als Phasenvergleichsbasis dienten im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 die aus dem Versorgungsnetz gespeiste Phasenbrücke und der Wert, mit dem die Spule R_n des Differenzrelais erregt wird. Selbstverständlich können hier auch Drehtransformatoren als Phasenschieber für die Phasenbrücke in bekannter Weise verwendet werden, zumal wenn an diese Einrichtung eine ganze Zwirnmaschine oder eine größere Gruppe von Zwirnstellen angeschlossen ist. Der Abgleich erfolgt, indem man die beiden Kraftfelder der Spulen R₁ und R₁₁ gegeneinanderschaltet. Die Addition der Werte der beiden Kraftfelder muß im Betriebszustand im Bereich nahe Null liegen, damit das Differenzrelais nicht anspricht. Im dargestellten Beispiel wird der Motorstrom in einer Phase kontrolliert; er eilt bekanntlich der Spannung des Versorgungsnetzes nach. Die Größe des Nacheilwinkels liegt bei Spindelmotoren in der Textilindustrie in einem beschränkten Bereich von etwa 25 bis 65°. Für einen solchen Bereich ist die beschriebene Phasenbrücke voll ausreichend. Bei etwaigen Störungen der zuvor näher beschriebenen Art ändert sich die Phasenlage des Motorstromes. Dementsprechend legt sich dann jeweils der Relaiskontakt r nach rechts um und bewirkt hierdurch wie im voraufgegangenen Beispiel die Abschaltung des Motors.

Als Vergleichsmeßwerke können an Stelle des Differenzrelais Kreuzspulmeßwerke oder ähnliche Vorrichtungen bekannter Bauart verwendet werden. Gegenüber den bekannten Anordnungen hat der Erfindungsgegenstand den besonderen Vorteil, daß nicht nur bei Fadenbruch abgeschaltet wird, sondern auch bei Mehrlast durch unerwünschtes Mitlaufen gewisser Teile, z. B. des Spulenträgers bei Doppeldraht-Zwirnmaschinen. Im übrigen sind bei der erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung keine Fadenumlenkstellen, wie sonst üblich und störend, vorhanden. Schließlich ist die Erfindung auch bei anderen Textilmaschinen mit elektromotorischem Einzelantrieb verwendbar, so z. B. bei Streckwerken.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Sicherheitsschaltung zum Stillsetzen von mit elektromotorischem Einzelantrieb versehenen Textilmaschinen bei Betriebsstörungen, insbesondere von Zwirn- und Spinnmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß im Stromkreis bzw. in einem Abzweig des Stromkreises des einzelnen Antriebsmotors die Meßspule eines Differenzmeßwerkes zum Vergleichen des aus der Stärke bzw. Phasenlage des entnommenen Netzstromes herrührenden magnetischen Flusses mit einem fest einstellbaren magnetischen Gegenfluß geschaltet ist und dem Differenzmeßwerk eine den Motor stillsetzende Abschaltvorrichtung zugeordnet ist, welche bei Abweichungen der Stromstärke bzw. Phasenlage vom Normalwert anspricht.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der im Abzweig des Antriebes liegenden, über einen Gleichrichter gespeisten Meßspule eine mit einstellbarer Gleichspannung gespeiste Gegenspule bzw. ein verschiebbarer Permanentmagnet zugeordnet ist.

3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der im Antriebsstromkreis liegenden Meßspule eine über einen einstellbaren Phasenschieber gespeiste Gegenspule zugeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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