DE3701873A1 - Spinn- oder zwirnmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spinn- oder Zwirnmaschine.

Es ist eine auf die Anmelderin zurückgehende Ring­ spinnmaschine bekannt, bei der die beiden Spindelreihen in mehrere Spindelgruppen, bspw. in zehn Spindel­ gruppen, unterteilt sind, von denen jede durch einen nur ihr zugeordneten Tangentialriemen angetrieben wird, der durch einen ihm zugeordneten Elektromotor ange­ trieben wird. Die Anzahl dieser elektrischen Spindel­ antriebsmotoren, bei denen es sich um Drehstrommotoren handelt, entspricht also der Anzahl dieser Spindel­ gruppen und damit der Anzahl der Tangentialriemen. Jedoch besteht eine mechanische Kopplung aller Spindeln dieser Ringspinnmaschine, weil am Übergang zwischen zwei Spindelgruppen die diesen zugeordneten beiden Tangentialriemen um gemeinsame Umlenkrollen umgelenkt werden. Damit wird auch bei Ausfall einer Phase eines der Elektromotoren bewirkt, daß die Spindeln der ihm zugeordneten Spindelgruppe weiterhin zusammen mit den anderen Spindeln unter Mitwirkung der übrigen Motoren angetrieben werden. Jedoch bewirkt dann diese mechani­ sche Kopplung, wenn einer der Motoren durch Ausfall einer Phase in seiner Leistung nachläßt, daß der dieser Spindelgruppe zugeordnete Tangentialriemen und auch weitere Tangentialriemen stärker beansprucht werden und so höherem Verschleiß unterliegen,was unerwünscht ist. Auch kann es unter Umständen zum Bruch eines Tangentialriemens kommen.

Es ist deshalb erwünscht, daß der Ausfall einer Phase eines beliebigen der Motoren möglichst rasch erkannt wird, so daß er repariert oder gegen einen intakten Motor ausgewechselt werden kann, bevor zu starker Tangentialriemenverschleiß eintritt oder es gar zu einem Tangentialriemenbruch kommt.

Es ist auch möglich, daß man solche oder ähnliche, mehrere Motoren aufweisende Tangentialriemenantriebe auch bei anderen Spinn- oder Zwirnmaschinen vorsieht, bspw. bei Glockenspinnmaschinen, Topfspinnmaschinen, Doppeldrahtzwirnmaschinen, Streckzwirnmaschinen, usw., so daß die Erfindung nicht auf Ringspinn- oder -zwirn­ maschinen beschränkt ist. Die Erfindung ist darüber hinaus auch bei Spinn- oder Zwirnmaschinen anwendbar, bei denen die durch eine Mehrzahl von Motoren ange­ triebenen Komponenten, wie Spindeln, Galetten, Zwirn­ organe, Streckwerke oder dergl. nicht durch Tangential­ riemen mechanisch gekoppelt sind, sondern auf andere Weise, bspw. durch Schlupfkupplungen, gesonderte Riemen­ getriebe oder dergl.

Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, eine Spinn­ oder Zwirnmaschine der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art zu schaffen, bei welcher mit relativ geringem baulichen Aufwand und kostengüngtig der Ausfall einer Phase eines beliebigen der betreffenden elektri­ schen Motoren ermittelt werden kann.

Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß eine Spinn- oder Zwirnmaschine gemäß Anspruch 1 vorgesehen.

Unter eingeprägtem Strom bzw. eingeprägter Spannung ist verstanden, daß der von der Stromquelle geliefer­ te Drehstrom gemäß einem konstanten oder geführten Soll­ wert des Effektivwertes seiner Stromstärke (eingeprägter Strom) bzw. die Ausgangsspannung der Stromquelle gemäß einem konstanten oder geführten Sollwert ihres Effektiv­ wertes (Eingeprägte Spannung)geregelt wird.

Die Erfindung ermöglicht es, daß insgesamt nur drei Leiter der insgesamt vorhandenen Leiter des an die Stromquelle angeschlossenen, zu den einzelnen Motoren führenden Drehstrom-Leitersystems auf Unsymmetrie der in ihnen geführten Spannung oder Stromstärke überwacht werden müssen. Es ist also nicht erforderlich, daß jeder Motor für sich einzeln überwacht wird. Viel­ mehr werden in dem Falle, daß die Stromquelle einge­ prägten Strom liefert, nur die drei Phasen eines einzigen der insgesamt vorhandenen, von der Stromquelle mit Drehstrom gespeisten Motoren auf Unsymmetrie einer elektrischen Größe mittels der Überwachungsschaltung überwacht.

Auch in dem Falle, daß die Ausgangsspannung der Strom­ quelle eingeprägte Spannung ist, genügt es ebenfalls, nur insgesamt drei Leiter mittels der Überwachungs­ schaltung auf Unsymmetrie einer elektrischen Größe zu überwachen, und zwar hier die drei Ausgangsleiter der Stromquelle.

Man kommt deshalb für die Überwachung der Motoren mit einer baulich einfachen, kostengünstigen Über­ wachungsschaltung aus.

Bevorzugt kann vorgesehen sein, daß die überwachte elektrische Größe die Stromstärke ist. Jedoch ist es auch möglich, daß die überwachte elektrische Größe die elektrische Spannung ist. Aus verschiedenen Gründen, wie Drehzahlunabhängigkeit, besonders geringe Lastabhängigkeit durch Fehlen von Kommutationsspitzen und besonders geringerem Aufwand für die Überwachungs­ schaltung, ist es besonders günstig, die Stromstärke in den betreffenden phasen auf Überschreiten vorbestimmter Stromun­ symmetrie zu überwachen. Jedoch ist es auch möglich, die Span­ nung in den betreffenden Phasen auf Überschreiten vorbestimmter Spannungsunsymmetrie zu überwachen, so daß die Erfindung auch diese Maßnahme mit umfaßt, insbesondere dann, wenn nur eine relativ kleine Anzahl von Motoren überwacht wird und so der Ausfall einer Phase eines dieser Motoren durch die Überwachung sicher erfassbare Spannungs­ unsymmetrie bewirkt.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine ausschnittsweise, mehrfach gebrochene, schematische Draufsicht auf die Spindeln einer Ringspinnmaschine und ihre Tangential­ riemenantriebe,

Fig. 2 ein Schaltbild in ausschnittsweiser Darstellung,

Fig. 3 eine Abwandlung des Schaltbildes nach Fig. 2.

In Fig. 1 sind schematisch zwei Reihen von Spindeln 10 einer nicht in näheren Einzelheiten dargestellten Ringspinnmaschine 11 in Draufsicht ausschnittsweise dargestellt. Die Spindeln 10 dieser beiden Reihen sind in eine Mehrzahl von gleich großen Gruppen unterteilt, von denen jeder ein Tangentialriemen, wie 12, 12′, 12′′, zu ihrem direkten Antrieb zugeordnet ist. Die Anzahl dieser Gruppen ist relativ klein, vorzugsweise können etwa 5 bis 20 Gruppen vorgesehen sein. Jeder solchen Gruppe und damit jedem Tangentialriemen, wie 12, 12′, 12′′, ist ein separater Elektromotor 13 zu seinem Antrieb zugeordnet. Die Motoren 13 sind unter sich gleich ausge­ bildet. Diese Motoren sind über die Tangentialriemen, wie 12, 12′, 12′′, mechanisch miteinander gekoppelt, indem die jeweils benachbarten Tangentialriemen, wie 12, 12′ oder 12′, 12′′, um zwei ihnen gemeinsame Riemen­ scheiben 14 bzw. 14′ umgelenkt werden. Die beiden Tangentialriemen 12, 12′ bzw. 12′, 12′′ liegen an diesen Riemenscheiben 14, 14′ in Richtung von deren Drehachse im Abstand übereinander an.

Die Motoren 13 sind Drehstrommotoren gleicher Leistung und werden mit eingeprägtem Strom oder eingeprägter Spannung aus einer gemeinsamen Stromquelle 15 (Fig. 2, 3) gespeist, deren Ausgangsfrequenz zur Verstellung der Drehzahl dieser Motoren verstellbar ist.

Alle Motoren 13 sind an die Stromquelle 15 parallel zueinander angeschlossen. Bei diesen Motoren 13 kann es sich um Asynchronmotoren oder Synchronmotoren handeln.

Infolge der mechanischen Kopplung der Motoren 13 über die von ihnen angetriebenen Tangentialriemen, wie 12, 12′, 12′′, kann sich der Ausfall einer Phase eines beliebigen dieser Motoren 13 störend auswirken, da dann auch von anderen dieser Motoren 13 über die betreffenden Tangentialriemen Antriebsleistung zu der betreffenden Spindelgruppe übertragen werden muß, was starken Tangentialriemenverschleiß bis zur Gefahr von Tangential­ riemenbruch zur Folge haben kann, weil die Tangential­ riemen zur Energieeinsparung möglichst dünn sind.

In den Fig. 2 und 3 sind Schaltbilder von je einer elektrischen Energieversorgung dargestellt, die dem Speisen der Spindelantriebsmotoren 13 der Spinnmaschine nach Fig. 1 dienen können, wobei jeder solchen Energie­ versorgung eine Überwachungsschaltung zugeordnet ist, die auf Ausfall einer Phase eines beliebigen dieser Antriebsmotoren 13 anspricht. In diesen Ausführungs­ beispielen weist also die Spindelantriebsvorrichtung der Spinnmaschine jeweils insgesamt neun Motoren 13 auf.

Im Schaltbild nach Fig. 2 ist die symmetrischen Dreh­ strom liefernde Stromquelle 15 für die Motoren 13 als ein an ein übliches Drehstromnetz 16 angeschlossener Frequenz-Umrichter mit verstellbarer Ausgangsfrequenz dargestellt, bei dem es sich um einen Frequenz-Umrichter mit Gleichstromzwischenkreis und unterlagertem Strom­ regler handelt Der Ausgangs-Drehstrom dieses Frequenz- Umrichters ist eingeprägter Strom.

Anstelle eines Frequenz-Umrichters kann auch eine andere geeignete Stromquelle mit verstellbarer Ausgangsfrequenz und eingeprägtem Strom vorgesehen sein.

Der Frequenz-Umrichter 15 weist einen Netz-Stromrichter 17 und den mit ihm über eine Induktivität verbundenen Maschinen-Stromrichter 18 auf. Da die Bauart solcher Frequenz-Umrichter bekannt ist, bedarf sie keiner weiteren Erläuterung.

An die drei Ausgangsleiter 19 des Frequenz-Umrichters 15 sind die Motoren 13 parallel zueinander wie dargestellt elektrisch angeschlossen. Von diesen Ausgangsleitern 19 führen also zu jedem Motor je drei Anschlußleiter 20, die den drei Phasen zugeordnet sind. Um nun den Ausfall einer beliebigen Phase eines beliebigen dieser Motoren 13 zu überwachen, ist nicht jedem Motor 13 eine gesonderte Überwachungsschaltung zugeordnet, sondern, wie darge­ stellt, nur einem einzigen dieser Motoren 13, der mit A bezeichnet ist.

Diese einen Fensterdiskriminator 26 aufweisende Über­ wachungsschaltung 21 weist für jeden der drei nur dem Motor A zugeordneten Anschlußleiter 20, die einzeln mit 20′, 20′′, 20′′′, bezeichnet sind, d.h. pro Phase dieses Motors A, einen induktiven Stromfühler (Stromwandler) 22 und in deren Sekundärkreisen zwischengeschaltete Gleich­ richter 23 auf, denen nicht dargestellte Glättungs­ kondensatoren zum Erzeugen von den effektiven Strom­ stärken in den Anschlußleitern 20′, 20′′, 20′′′ pro­ portionalen Gleichströmen zugeordnet sind. Wie darge­ stellt, sind diesen Gleichrichtern 23 zwei Schwellwert­ detektoren 27, 27′ nachgeschaltet.

In jedem der beiden Schwellwertdetektoren 27, 27′ wird der Absolutwert der Differenz der effektiven Stromstärken von zwei Phasen gebildet und diese Absolutwerte auf Über­ schreiten der geeignet eingestellten Schwellwerte dieser Schwellwertdetektoren 27, 27′ überwacht. Sobald einer der Schwellwertdetektoren 27 bzw. 27′ anspricht, bedeutet dies, daß in den von ihm überwachten beiden Phasen keine Stromsymmetrie mehr vorliegt, sondern sich zumindest solche Stromunsymmetrie eingestellt hat, wie sie durch Ausfall einer der betreffenden beiden Phasen eines be­ liebigen der Motoren 13 zumindest verursacht wird.

Dabei überwacht der Schwellwertdetektor 27′die Ströme in den beiden Anschlußleitern 20′, 20′′ und der Schwell­ wertdetektor 27 die Ströme in den beiden Anschluß­ leitern 20′′, 20′′′ auf Stromunsymmetrie, so daß sie zusammen alle drei Phasen auf Stromunsymmetrie überwachen.

Wenn eine beliebige Phase eines beliebigen der Motoren 13 ausfällt, dann bewirkt dies (infolge des von der Strom­ quelle 15 trotzdem weiterhin gelieferten eingeprägten symmetrischen Drehstromes) Stromunsymmetrie in den von der Überwachungsschaltung 21 überwachten Anschlußleitern 20′, 20′′, 20′′′ und der betreffende Schwellwertdetektor 27 bzw. 27′ spricht hierauf infolge Überschreitens seines Schwellwertes an und löst Schließen eines ihm nachgeschalteten Schalters 24 aus, der eine hier optisch ausgebildete Signalvorrichtung 25 zum Herbei­ rufen einer Bedienungsperson zur Behebung der Störung auslöst. Anstelle oder zusätzlich zu den optischen Signalvorrichtungen 25 können auch andere Signalvor­ richtungen vorgesehen sein, bspw. eine akustische Signal­ vorrichtung, die durch jeden der beiden Schalter 24 eingeschaltet werden kann.

Wenn also eine beliebige Phase eines beliebigen der Motoren 13 mit Ausnahme des direkt überwachten Motores A ausfällt, dann erhöht sich infolge des weiterhin von der Stromquelle 15 gelieferten eingeprägten symmetrischen Drehstromes der Strom in der betreffenden Phase des durch die Überwachungsschaltung 21 direkt überwachten Motores A, bzw. wenn es sich um Ausfall einer Phase des Motores A handelt, wird der Strom in dieser Phase unterbrochen, so daß in jedem Fall die ursprüngliche Symmetrie des Drehstromes in den Anschlußleitern 20′, 20′′, 20′′′ des Motores A verlorengeht, und diese nunmehr vorliegende Stromunsymmetrie des direkt über­ wachten Motors A wird durch die Überwachungsschaltung 21 gefühlt und als Ausfall einer Phase eines be­ liebigen der Motoren 13 signalisiert.

Bei der Schaltung nach Fig. 3 liefert die Stromquelle 15, die beispielsweise ebenfalls als Frequenz-Umrichter oder als sonstige geeignete Stromquelle ausgebildet sein kann, eingeprägte Spannung.

Den drei Ausgangsleitern 19 dieser Stromquelle 15 ist eine Überwachungsschaltung 21 zugeordnet, die wie die Überwachungsschaltung 21 nach Fig. 2 ausgebildet ist, so daß sie ebenfalls pro Ausgangsleiter je einen Stromfühler 22 aufweist und die Ausgangssignale die­ ser Stromfühler werden einem ebenfalls in gleicher Weise wie der Fensterdiskriminator 26 nach Fig. 2 arbeitenden Fensterdiskriminator 26 zugeleitet, dem optische Signalvorrichtungen 25 zum Signalisieren des Ausfalles einer Motorphase zugeordnet sind. Wenn eine Phase eines beliebigen Motores 13 ausfällt, dann nimmt wegen der eingeprägten Ausgangsspannung der Strom­ quelle 15 der Strom in dem betreffenden Aus­ gangsleiter 19 ab und es entsteht so hier Stromunsymmetrie, auf die die Über­ wachungsschaltung anspricht.

Diese Überwachungsschaltungen 21 arbeiten betriebs­ sicher und zuverlässig, sofern die Anzahl der Motoren nicht zu groß ist. Die Anzahl der Motoren kann ohne weiteres bspw. zwei bis zwanzig betragen, ggf. auch noch größer sein.

Im Falle der Schaltung nach Fig. 3 ist die Größe der bei Ausfall einer Phase eines der Motoren 13 auftretenden, von der Überwachungsschaltung 21 gefühlten Stromun­ symmetrie abhängig von der von der Stromquelle 15 gelieferten Stromstärke. Dasselbe trifft im Falle der Schaltung nach Fig. 2 dann zu, wenn der Sollwert des von der Stromquelle 15 gelieferten eingeprägten Stromes verstellbar ist. Dies muß man bei der Auswahl oder der Einstellung der Schwellwerte der Schwellwertdetektoren 27,27′ entsprechend berücksichtigen oder man kann auch vorsehen, diese Schwellwerte in Abhängigkeit der Strom­ stärke des Ausgangsstromes der Stromquelle 15 selbst­ tätig zu verstellen, wodurch die Ansprechempfindlichkeit der Überwachungsschaltung 21 auf Ausfall einer Phase eines Motors 13 erhöht wird.

Claims (6)

1. Spinn- oder Zwirnmaschine, vorzugsweise Ringspinn- oder -zwirnmaschine, welche eine Mehrzahl von elektrischen Motoren aufweist, die zueinander parallel an eine symmetrischen Drehstrom liefernde Stromquelle angeschlossen sind, deren Ausgangs­ frequenz zur Drehzahlverstellung der elektrischen Motoren verstellbar ist, wobei die von diesen Motoren angetriebenen Komponenten der Spinn- oder Zwirnmaschine mechanisch miteinander gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquelle (15) eingeprägten Strom oder eingeprägte Spannung liefert, und da8 zur Ermittlung des Ausfalls einer Phase eines beliebigen dieser Motoren (13)

• a) im Falle des eingeprägten Stroms die drei Phasen eines einzigen Motors (A) auf Überschreiten vorbestimmter Unsymmetrie einer elektrischen Größe mittels einer Überwachungsschaltung (21) über­ wacht werden,
• b) im Falle der eingeprägten Spannung die drei Aus­ gangsphasen der Stromquelle (15) auf Überschrei­ ten vorbestimmter Unsymmetrie einer elektrischen Größe mittels einer Überwachungsschaltung (21) überwacht werden.

2. Spinn- oder Zwirnmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die überwachte elektrische Größe die Stromstärke des Drehstromes ist.

3. Spinn- oder Zwirnmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die überwachte elektrische Größe die Spannung des Drehstromes ist.

4. Spinn- oder Zwirnmaschine nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungsschal­ tung (21) einen Fensterdiskriminator (26) aufweist.

5. Spinn- oder Zwirnmaschine nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Überwachungsschaltung optische und/oder akustische Signalvorrichtungen (25) zum Signali­ sieren ihres jeweiligen Ansprechens zugeordnet sind.

6. Spinn- oder Zwirnmaschine nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungsschaltung Schwellwertdetektoren (27, 27′) aufweist, deren Schwellwerte zur Erhöhung der Ansprechempfindlichkeit der Überwachungs­ schaltung selbsttätig in Abhängigkeit der Strom­ stärke des Ausgangsstromes der Stromquelle (15) verstellbar sind.