EP1807560A1 - Elektromotor und textilmaschine mit wenigstens einem elektromotor - Google Patents

Elektromotor und textilmaschine mit wenigstens einem elektromotor

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Publication number
EP1807560A1
EP1807560A1 EP05796186A EP05796186A EP1807560A1 EP 1807560 A1 EP1807560 A1 EP 1807560A1 EP 05796186 A EP05796186 A EP 05796186A EP 05796186 A EP05796186 A EP 05796186A EP 1807560 A1 EP1807560 A1 EP 1807560A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electric motor
coil
textile machine
rotor
housing
Prior art date
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Pending
Application number
EP05796186A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gmbh & Co. Kg Saurer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Original Assignee
Saurer GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saurer GmbH and Co KG filed Critical Saurer GmbH and Co KG
Publication of EP1807560A1 publication Critical patent/EP1807560A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H1/00—Spinning or twisting machines in which the product is wound-up continuously
    • D01H1/14—Details
    • D01H1/20—Driving or stopping arrangements
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H1/00—Spinning or twisting machines in which the product is wound-up continuously
    • D01H1/14—Details
    • D01H1/20—Driving or stopping arrangements
    • D01H1/22—Driving or stopping arrangements for rollers of drafting machines; Roller speed control
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H1/00—Spinning or twisting machines in which the product is wound-up continuously
    • D01H1/14—Details
    • D01H1/20—Driving or stopping arrangements
    • D01H1/24—Driving or stopping arrangements for twisting or spinning arrangements, e.g. spindles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/24—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets axially facing the armatures, e.g. hub-type cycle dynamos
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/02—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
    • H02K9/04—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium
    • H02K9/06—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium with fans or impellers driven by the machine shaft

Definitions

  • Electric motor and textile machine with at least one electric motor are Electric motor and textile machine with at least one electric motor
  • the invention relates to a textile machine with at least one electric motor.
  • the electric motors have a high energy density, good efficiencies, and long service life, yet still cost as little as possible.
  • auxiliary devices within almost every company, whether a sole proprietorship or a large corporation, a reduction in the variants of auxiliary devices, as they represent electric motors, sought.
  • ring spinning and roving machine manufacturers and their customers that both the ring spinning machine and the roving machine can be driven by electric motors that are as identical as possible.
  • the same requirements apply to rotor spinning and cheesemachine machine manufacturers, to carding machine and comber manufacturers.
  • the customers of these textile machine manufacturers e.g.
  • Fig. 5 shows schematically a block diagram with a frequency-controlled, electromotive spindle drives equipped
  • FIG. 6 is a side view of a schematically illustrated
  • Fig. 7 shows the outline of the ring spinning machine with the barrel of the
  • Tangential belt, in Fig. 8 is a plan view of a deflection of the tangential, in
  • Adjusting the pulleys and in Figure 10 is the plan view of the article of FIG. 9.
  • FIG. 11 is a view in the machine longitudinal direction of a wing bank and a
  • Fig. 12 is a view corresponding to the embodiment of FIG. 11 in a so-called doff position
  • Fig. 13 is a top view of the wing bank and the drive of
  • FIG. 14 is a schematic side view of three rows of bobbins above a drafting system of a ring spinning machine, in Fig. 15, another embodiment as Fig. 14, in
  • Fig. 16 shows a further embodiment with height offset
  • FIG. 17 is a schematic representation of a height-adjustable
  • FIG. 19 Side view, in Fig. 19 is a schematic representation of the adjustment to a
  • FIG. 22 shows a schematic side view of a transport device relative to the rows of bobbins
  • Fig. 23 is a schematic side view of a switch and in
  • Fig. 24 is a plan view of the embodiment of Fig. 23;
  • FIGS. 25 to 30 show details and embodiments of the electric motors for the textile machines and textile machine components or devices on and / or between textile machines shown above, specifically in FIG. 25 a longitudinal section through a first embodiment of an electric motor with a shaft through the axis of rotation of the rotor shaft
  • FIG. 27 is a sectional view of the electric motor of FIG. 25, as seen in FIG.
  • Fig. 28 is a sectional view through the rotor of the electric motor shown in Figs. 25 to 27 in the Fig. 27 corresponding
  • Fig. 29 is a sectional view through the rotor, seen in the direction of the arrows
  • Fig. 30 is a schematic diagram of an insertable in the electric motor previously shown electromagnet component in a
  • the output rollers 5 and 5 ' are in all embodiments via a common gear 6 of an electric motor 7 at one end synchronously and driven in opposite directions.
  • the middle lower rollers 4 and 4 ' are driven by separate electric motors. You have to tow the Unterriemchen 8, of which only two at each end of the rollers are shown here.
  • the Unterriemchen 8 are sliding at least on reversing rails, not shown, and optionally further
  • the electric motors 10 of a machine are preferably of the same type. Since their speed is regulated, it is generally not necessary to use synchronous motors, asynchronous motors are sufficient.
  • the input rollers 3, 3 ' are driven by the center rollers 4, 4 ' .
  • 9 gear belt 9 ' are guided by the gearboxes to a transmission 11, via which the gear 9 of the center rollers 4, 4 ' of both sides of the ring spinning machine are positively and synchronously connected.
  • the gear 11 thus ensures the synchronous running of the non-driven by a controlled electric motor center roll 4 ' . From the gear 11 and the drives of the input rollers 3 and 3 'are derived.
  • the position of the rollers 3, 3 ' , 4, 4 are adjustable to match different staple lengths, however, the overshoot takes place by means of toothed belt 9 ' or by means of hinge shafts 11 ' .
  • the timing belt 9 ' are not shown tension rollers assigned by the distance changes are compensated.
  • the electric motors 7, 10 are fed via a respective frequency converter 12, 12 ', which is supplied via a line 13 from the network three-phase current of a specific frequency.
  • the frequency converters 12, 12 ' are designed to supply supply currents, preferably also three-phase currents, different frequencies and, if appropriate, voltage, on the secondary side. Frequency and voltage of these supply currents are the frequency converters 12, 12 ' via lines 14, 14 ' abandoned by the control device of the ring spinning machine.
  • Both of the output rollers 5, 5 ' driving motor 7 and one of the input rollers 3, 3 ' and the center rollers 4, 4 ' driving motors 10 ' are equipped with speed sensors 15 and 16, the outputs via lines 17 and 18 also the frequency inverters 12, 12 ' are switched.
  • Fig. 2 differs from Fig. 1 only in that at the other end of the machine, a connecting gear 11 is provided by means of which the synchronization of the rollers, in particular at very long
  • Ring spinning machines is further improved, i. the torsion of the rolls is evened by supporting too strong torsion-prone rolls of a drafting system by the roller of the opposite drafting system and taken in the rotation.
  • Fig. 3 differs from that of Fig. 2 in that the center rollers 4, 4 'are divided approximately in the middle of their length. This is avoided, on the one hand, that the threaded screw connections of the lower roller sections can rotate at the corresponding torque sense of the introduced torque. On the other hand, this also has the advantage that no damage can occur if accidentally different change gears are used when replacing change wheels for changing the delay in the default drafting zone - the transmission is "open" , it is often possible to dispense with arranging drive motors 10 at the other end of the ring spinning machine, as shown in Fig. 4. Again, however, the drive motor 10 ' at a drafting 1 as a leader Motor for the drive motor 10 at the opposite drafting system 2. The motor 10 ' is accordingly also equipped here with a speed sensor 16, via which it controls its speed and that of the motor 10 guided by it.
  • the electric motors 7, 10, 10 ' are described in detail in FIGS. 25 to 30. They are always labeled there with 10 or 10 ' . With these motors, efficiencies of 90% over wide speed ranges can be achieved, they are well controllable and therefore meet the increased requirements, as the previously described drafting system construction, ideally.
  • the frequency-controlled, single-motor drives are denoted by 11. These drives have asynchronous or synchronous motors, which are described in more detail in FIGS. 25 to 30.
  • the motors 11 are energized via a frequency converter 12 during normal spinning operation.
  • the illustrated frequency converter 12 has a power rectifier 14, which is connected on the input side via a main switch 15 to an AC power supply 16.
  • On the output side of the power rectifier 14 is connected to a number of inverters 13, which in turn are connected on the output side via a distribution conductor system 17 with the individual spindle drives 11.
  • a capacitor 21 is also provided on the output side of the mains rectifier 14.
  • the main switch 26 is electrically or mechanically coupled to the main switch 15 for the frequency converter 12 in the sense of mutual influence with or without delay.
  • the coupling ensures that the alternating current supplied by the frequency converter 12 is switched off when the direct current is switched on.
  • the distribution line systems 17 and 22 coupled to each other switches 27, 28, 29 are turned on, depending on the operating state of either the frequency converter 12 or the DC unit 23 to secure against recovery from the other network.
  • Another possibility is to generate the required direct current for braking and to form a standstill torque via suitable pulsing of the inverter 13.
  • the electric motors 11 are, as previously mentioned, described in more detail in FIGS. 25 to 30. They are always labeled there with 10 or 10 ' . With these motors, efficiencies of 90% can be achieved over wide speed ranges, they are easy to control and therefore meet the requirements of the individual spindle drive described above in an ideal way.
  • the ring spinning machine 1 described in FIGS. 7 to 10 has an initial frame 2 and a terminal frame 3. In between there are two rows 4 and 5 of spindles, which are indicated in Fig. 7 only by dashed lines.
  • spindles are driven by means of a tangential belt 6, which is guided around Eck- deflection rollers 7 and to - in relation to the number of each driven spindles - driven at equal intervals along its length drive points 8 is driven.
  • an electric motor 9 sits at these drive points 8.
  • the electric motors 9 are described in more detail in FIGS. 20 to 23. They are always labeled there with 10 or 10 ' . With these motors, efficiencies of 90% can be achieved over wide speed ranges and they are well controllable.
  • the tangential belt 6 is held by means of leaf springs 14 arranged pressure rollers 15 in contact with the whorl of the spindles 13.
  • the diameter of the pulleys 11, 12 must be seen to be dimensioned such that the runs of the tangential belt 6 that are guided by them do not touch, that the tangential belt is held in contact with the land of the pulleys of adjacent spindles and that the pulleys do not contact the host of these spindles issue.
  • the deflection rollers tangent with their peripheral surface leading to the tangential belt 6 - a tangent 16 to the whorl of the spindles 132 adjacent to the deflection rollers 11, 12, namely on the side opposite the spindles; a parallel 17 to the mid-perpendicular 18 on the straight line between the points of contact of the tangent 16 with the host of the spindles 13 having a distance of a / 2 from this bisector 18 and a circular arc 19 about the longitudinal axis of a diverting pulley 11; 12 adjacent spindle 13 with the radius (W + a), where W is the diameter of the host of a spindle 13 and a is a distance on the one hand to be as low as possible, but not less than about 5 mm.
  • the deflection rollers 11, 12 are held by means of the axes 20 which support them, each in a carriage 21 which is displaceable transversely to the row of spindles in a groove 22 of the spindle rail 23.
  • the carriage 21 On the underside, the carriage 21 has a recess 24 into which a pin 25 fixed in the spindle rail 23 protrudes, which has a threaded bore in the region projecting into the recess 24. Through this threaded hole, an adjusting screw 26, whose head is supported on the end face of the carriage 21 extends.
  • the carriage 21 can by means of two extending through slots in the carriage 21, screwed into threaded holes in the spindle rail 23
  • Clamping screws 27 are clamped on the spindle rail 27.
  • To adjust the carriage 21 can be pressed by loosening the two clamping screws 27 by means of the adjusting screw 26 against the tensile force of the tangential belt 6 in the illustration of FIGS. 9 and 10 to the left.
  • the contact force of the tangential belt 6 to the whorl of the pulleys 11 and 12 immediately adjacent spindles 13 can be adjusted so that these spindles on the one hand safely entrained by the tangential 6, on the other hand can be braked reliably by means of the spindle brake, not shown here.
  • the flyer partially shown in Fig. 11 includes a wing bank 10, in which in two staggered rows 11, 12 so-called wings 13 are stored. Furthermore, the flyer contains a reel bank 14 in which spindles 15 are mounted in likewise two rows 11, 12 in a corresponding arrangement.
  • the bobbin rail 14 is mounted on a holder 16 which is up and down on vertical columns 17 by means of a drive not shown here.
  • the bobbin rail 14 is connected to the holder 16 via a pivot axis 18 extending in the machine longitudinal direction.
  • a plurality of hydraulic or pneumatic cylinders 19 are arranged, through the actuation of which the bobbin rail 14 can be pivoted from the operating position shown in FIG.
  • each seventh blade 13 of the one row, namely the row 12, is driven via such a toothed belt drive.
  • a drive motor 22 wings the drives of the remaining wings 13 are derived, which are each combined into groups.
  • each seventh blade 13 of the row 12 is driven by means of its own electric drive motor 22, wherein the electric motors, as already mentioned, all the same design and described in more detail in Figs. 20 to 23. Conveniently, they are additionally electrically synchronized, in particular by a frequency control.
  • the drive of the spool spindles 15 is constructed on the same principle after the drive of the wings 13 is executed.
  • At the bobbin rail 14 are arranged at regular intervals to the same power designed electric drive motors 32.
  • These drive motors 32 are similar to the drive motors 22; they are described in more detail in FIGS. 20 to 23, where they are designated 10 and 10 ' .
  • Timing belt pulleys 39 ', a toothed belt 38 ' runs, each leading to the adjacent group of three. In this way, an uninterrupted overall belt drive is created for the bobbin tubes 15, in which 32 drive energy is introduced at regular intervals on the electric motors.
  • the motors 32 are mounted on the reel bank 14, it can easily be pivoted from the operating position shown in FIG. 11 to the doff position shown in FIG. 12 and back again without this being hindered by the drive.
  • the drive of the individual spool spindles 15 is as well as that of the wing 13 zwangsssynchroninstrument. Again, an electrical synchronization between the drive motors 32 is expediently provided. In addition, there is an electric speed control of these drive motors 32, whose speed is to be adapted to the degree of filling of the coils 20. It should be noted here that in the majority of cases always a plurality of drive motors 22 for the wings 13 and also a plurality of drive motors 32 are provided for the spool spindles 15. In a short flyer but only one drive motor 32 may be sufficient for the spool spindles 15.
  • Fig.14 three rows of coils 3, 4 and 5 are arranged in the same horizontal plane.
  • bobbins 1, 1 ' and 1 " hang their Lunten 2, 2 ' and 2 " on guide elements 7, 8, 9, 10 to Lunten Entrystreichtern 12 of a drafting system 11 shown schematically a ring spinning machine, not shown.
  • the guide elements 7, 8, 9 and 10 for the slivers 2, 2 ' and 2 " are arranged so that each of the rows of coils 3, 4 and 5 extends along rails 21, 22, 23 ., can be retracted without being hampered by the run.
  • the guide element 8 ' can be arranged on a swivel arm 20.
  • This swivel arm 20 can be pivoted about a pivot point 39 is provided below the coil row 5, for example, in the counterclockwise direction in the lower region 8 " pivot.
  • the pivot arm 20 pivots back into its working position, that is, in his in Fig. 15 illustrated upper layer, so that the entire arrangement is functional again.
  • two rows of coils 4 ' and 5 ' are arranged in a horizontal plane, whereas the third row of coils 3 'is located in another horizontal plane below.
  • guide elements 7, 8, 9, 10 are provided in order to guide the corresponding nozzles 2, 2 ' and 2 " to the respective sliver guide funnel 12 so that the individual rows of coils 3', 4 ' , 5 ' are extended and retracted without mutual interference, this arrangement is characterized by a particular small footprint in the width, but requires rails 21 in a different height than those of the coil rows 4 ' and 5 ' .
  • the workflow here is such that at the end of the coils in a running coil row the running Lunten 2, 2 ' , 2 "are replaced by the Lunten of retracted with full bobbins further coil row and this coil row thus becomes the expiring coil row, while the expired coil row
  • the empty running of the outgoing rows of bobbins can be made out of phase
  • Spool row 5 or 5 ' run furthest empty, so that after their emptying this row of coils 5 and 5 ' is moved out of the work area and is replaced by a new, provided with full feed bobbins 1 ' coil row 5.
  • FIG. 18 shows an embodiment of a guide element 9 or 9 ' , which is arranged only on a rod 13 which is suspended above the ring spinning machine for the arrangement at the points 9 and 9 ' shown at the bottom left in FIGS. 14 and 16.
  • the lower guide element 9, 9 ' in the embodiment according to FIG. 16 also has the task of preventing the running end of the lint from falling onto the drafting system.
  • the guide element 7 'of FIG. 17 an upper hook-shaped portion 40 in order to fulfill the aforementioned functions.
  • FIG. 19 in the working phases VII to XII, the sequence of operations when changing three rows of three bobbins in plan view is shown schematically.
  • the coil row C (analogous to the coil row 3 according to FIGS. 14 to 16) has run empty, so that sleeves 8 are present here.
  • This coil row C is discharged in the arrow direction.
  • the rows of coils A and B (analog rows of coils 4 and 5 of FIG. 14 to 16) provide Lunten to the Lunttenstrennem12 of the ring spinning machine.
  • coil row C is replaced by the full supply spool; the spool row A consists of almost empty sleeves 6 " , the spool row B is half expired, as can be seen, in this case the respective spools of the spool row A and B take a different angular position to the spools
  • the coil row B is shifted by the amount a -x; the rows of coils A and B provide Lunten, whereas the sleeves 6 ' 0 of the coil row C run empty and replaced by the working position VIII full supply bobbins.
  • working positions IX and X the coil row A has run empty and is replaced by full feed bobbins, with at The working positions Xl and XII is an offset of the supply bobbins of the coil row A by an amount a -x, in turn, to achieve a favorable insertion angle for the Lunten the full or half full supply bobbins.
  • the transport system shown is driven by electric motors.
  • the drive motors are described in detail in FIGS. 25 to 30. They are always labeled there with 10 or 10 '. With these motors, efficiencies of 90% can be achieved over wide speed ranges and they are well controllable.
  • Fig. 25 an embodiment of an electric motor according to the invention is shown, which is designated in its entirety by 10.
  • this electric motor 10 can basically serve both as a motor and as a generator, ie even as an "electric machine.”
  • the electric motor 10 has a housing 12 which is relatively short in the axial direction and which in the special case is composed of two disc-shaped housing end walls 14a, 14b of relatively large diameter and the actual housing peripheral wall 16 practically transformed into a cylindrical ring of relatively short length Housing end walls 14a, 14b and housing peripheral wall 16 are screws or other fastening means (not shown) detachably connected to each other, wherein the housing peripheral wall 16 may be divided to facilitate assembly and disassembly of the motor 10 in a running through the longitudinal central axis of the housing parting plane in two screwed together or otherwise interconnectable peripheral wall halves.
  • a bearing receptacle 20 for a radial bearing 22 is formed centrally in each case, in which a housing end wall 14a passing through shaft 24 is rotatably mounted.
  • the inwardly, i. to the respective opposite rotor disc 26b, 26a facing pole faces in the circumferential direction sequentially have different polarity.
  • the opposite in the axial direction of the pole faces of the permanent magnets 27 of the two carriers have different polarity.
  • the shaft 24 carries - as mentioned - the rotatably held on her rotor, which is also shown separately in Figures 28 and 29 and the two spaced apart, radially extending to near the housing peripheral wall 16 extending sliders 26a, 26b having non-magnetic material in which the circumferentially successive held at regular angular intervals permanent magnets 27 are arranged, in the illustrated case, a total of twelve permanent magnets whose inside, ie to the respective opposite rotor disc 26b, 26a facing pole faces in the circumferential direction consecutively have different polarity.
  • each pole face of a permanent magnet in the illustrated embodiment extends over two pole faces of the coil cores 32 of circumferentially successive electromagnet components.
  • This radially outwardly flowing air then exits the chambers 40 and impinges on the of the peripheral wall 16 of the housing 12 in the space between the carriers 26a, 26b voratden electromagnetic components and passes through the spaces between these components, flows around them and can then pass over the peripheral surface of the carriers again in the gap between the carriers 26a, 26b and the housing end walls 14a, 14b.
  • the rotor formed by the hub body, the radial walls 38 and 38 'and the rotor discs 26a, 26b so also represents the impeller of a blower, which causes a forced circulation flow of air trapped in the housing or - in special cases - a gas filling introduced there.
  • FIG. 30 the circuit of an electromagnet component 28 of a special version of the electromagnet components is shown schematically, the coil core two wound in opposite directions of winding one above the other
  • Coil windings 30a and 30b carries. It can be seen that the ends of the two coil windings 30a, 30b are connected to the same current-carrying line, while the other ends of the two coil windings are each connected to separate leading to an electronic control unit EC lines, via which the second power line optionally on the first coil winding 30a or the second coil winding 30b can be switched.
  • the coil winding 30a is shown here only halfway in order to be able to represent the upper part of the coil winding 30b lying below it. In practice, the winding 30a extends over the full length of the spool core 32. In such a case one also speaks of reversed differential windings.
  • the shaft 24 can alternatively be fastened to a rigid component via a suitable flange instead of the rotary drive assumed in the description via the shaft 24.
  • the housing 12 is then rotated.
  • the electric machine can be used very well in the ring spinning machine with single spindle drive according to FIGS. 5 and 6 directly to the spindles.
  • the arrangement of the permanent magnets 27 and the electromagnetic components 28 is expediently reversed, i. E., The electromagnet components 28, which in this case would rotate together with the housing 12, yes. the electromagnet components are in the. now arranged on the fixed shaft rotatably supported rotor, while the permanent magnets 27 on the inner surfaces of the housing, i. the
  • these electric motors for driving twisting spindle as used for example in DE 198 17 315 C1 apparatus for producing twisted textured yarn, as described for example in DE 195 46 372 C1.
  • the invention is intended to include the use of the electrical machine described in FIGS. 25 to 30 as an electric motor and / or generator in all textile machines.

Landscapes

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Abstract

Es wird vorgeschlagen, eine Textilmaschine mit wenigstens einem Elektromotor zum Antrieb und/oder einem Generator zur Stromversorgung zu versehen, welcher Rotorscheiben mit Jocheisen und Permanentmagneten (27) an den Innenseiten sowie einen dazwischen liegenden Statorkranz aus axial angeordneten Einzelspulen (30) besitzt. Eine Nabe (36), ist als Radiallüfter ausgelegt und hält die beiden Rotorscheiben (26a,26b) auf Abstand. Der Magnetfluss verläuft ausschließlich zwischen den Rotorscheiben und dem Spulenkranz. Mit einem derart ausgebildeten Permanent-Axialfeld-Motor können Wirkungsgrade von 90% über weite Drehzahlbereiche erzielt werden, er ist gut steuerbar und sein Gehäuse braucht nur nach mechanischen Gesichtspunkten ausgelegt werden. Der Elektromotor/Generator erfüllt deshalb in idealer Weise die bei sämtlichen Arten von Textilmaschinen gestellten Anforderungen.

Description

ELEKTROMOTOR UND TEXTILMASCHINE MIT WENIGSTENS EINEM ELEKTROMOTOR
Die Erfindung betrifft eine Textilmaschine mit wenigstens einem Elektromotor. Wie bei allen anderen Anwendungsgebieten von elektromotorischen Antriebsvorrichtungen ist es auch bei Antriebsvorrichtungen für Textilmaschinen erwünscht, dass die Elektromotoren eine hohe Energiedichte, gute Wirkungsgrade sowie eine lange Gebrauchsdauer besitzen, aber dennoch möglichst geringe Kosten verursachen. Auch wird innerhalb fast jeden Unternehmens, sei es ein Einzelunternehmen oder ein Großkonzern, eine Reduzierung der Varianten von HilfsVorrichtungen, wie sie Elektromotoren darstellen, angestrebt. So ist es beispielsweise für Ringspinn- und Vorspinnmaschinenhersteller und deren Kunden wünschenswert, dass sowohl die Ringspinnmaschine, als auch die Vorspinnmaschine von möglichst identisch gebauten Elektromotoren angetrieben werden können. Bei Rotorspinn- und Kreuzspulenmaschinenherstellern, bei Karden- Strecken- und Kämmmaschinenherstellern bestehen die gleichen Anforderungen. Die Kunden dieser Textilmaschinenhersteller, z.B. Spinnereien und Webereien, stellen die gleichen technischen und energetischen Anforderungen an die elektrischen Antriebsvorrichtungen ihrer Maschinen. Die Elektromotoren müssen wegen der während der Herstellung oder Verarbeitung der Garne auftretenden Verfügungen sehr robust sein; es darf kein textiles Material in sie hineingelangen, weil das zu einem Ausfall der Motoren führen kann. Die Kunden wünschen insgesamt einen möglichst störungsfreien Dauerbetrieb ihrer Anlagen bei möglichst geringem Serviceaufwand.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Textilmaschine zu schaffen, deren Antrieb die zuvor genannten Anforderungen erfüllt.
Diese Aufgabe wird durch eine Textilmaschine gemäß Anspruch 1 gelöst. Beim vorgeschlagenen Motor, der ein Permanent-Axialfeld-Motor ist, verläuft der Magnetfluss ausschließlich zwischen den Rotorscheiben und dem Spulenkranz. Mit ihm können Wirkungsgrade von 90% über weite Drehzahlbereiche erzielt werden. Sein Gehäuse braucht nur nach mechanischen Gesichtspunkten ausgelegt werden, was problemlos ist. Dieser Elektromotor erfüllt deshalb in idealer Weise die bei sämtlichen Textilmaschinen gestellten Anforderungen, die Textilmaschinen bzw. deren Bauteile können damit vorteilhaft angetrieben werden.
Der Elektromotor weist folgende Features auf:
Ein in einem Gehäuse drehbar gelagerter Rotor mit aus dem Gehäuse herausgeführter Rotorwelle, eine Vielzahl von mit Abstand von der Rotor- Drehachse in gleichmäßigen Winkelabständen ortsfest im Gehäuse angeordneten Elektromagnet-Bauelemente mit jeweils einem eine Spulenwicklung aus einem oder mehreren Leitern tragenden Spulenkern und in gleichmäßigen Winkelabständen angeordnete, mit jeweils einer Polfläche zu den Stirnflächen der Spulenkerne gegenüberstehend ausgerichtete, drehfest im oder am Rotor gehalterten Permanentmagnete mit in Umfangsrichtung aufeinanderfolgend jeweils entgegengesetzter Polarität, wobei die Spulenkerne der Elektromagnet- Bauelemente derart parallel zur Drehachse der Rotorwelle im Gehäuseinneren angeordnet sind, dass ihre gegenüberliegenden Stirnflächen jeweils in zwei voneinander beabstandeten, rechtwinklig zur Rotorwellen-Drehachse verlaufenden Ebenen liegen und die Enden der die Spulenwicklung bildenden elektrischen Leiter der einzelnen Elektromagnet-Bauelemente über eine elektrische oder elektronische Steuereinrichtung zu wenigstens zwei elektrischen Anschlusspaaren zusammengeschaltet sind.
Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen beansprucht sowie anhand von Ausführungsbeispielen nachfolgend beschreiben, die in Zeichnungen schematisch dargestellt sind.
Es wird gezeigt in:
Fig. 1 bis 4 Streckwerke einer Ringspinnmaschine;
Fig. 5 schematisch ein Blockschaltbild mit einer mit frequenzgesteuerten, elektromotorischen Spindelantrieben ausgestatteten
Ringspinnmaschine, Fig. 6 eine Seitenansicht auf eine schematisch dargestellte
Ringspinnmaschine mit frequenzgesteuerten, einzelmotorisch angetriebenen Spindeln,
Fig. 7 bis 10 eine Ringspinnmaschine mit einem Tangentialriemenantrieb für eine
Vielzahl von Spindeln, und zwar in Fig. 7 den Grundriss der Ringspinnmaschine mit dem Lauf des
Tangentialriemens, in Fig. 8 die Draufsicht auf eine Umlenkstelle des Tangentialriemens, in
Fig. 9 der Querschnitt durch die Spindelbank mit einer Einrichtung zum
Verstellellen der Umlenkrollen und in Fig. 10 die Draufsicht auf den Gegenstand der Fig. 9;
Fig. 11 bis 13 eine Vorspinnmaschine (Flyer), und zwar in
Fig. 11 eine Ansicht in Maschinenlängsrichtung einer Flügelbank und einer
Spulenbank mit zugehörigen Antrieben in Betriebsstellung, Fig. 12 eine Ansicht entsprechend der Ausführungsform nach Fig. 11 in einer so genannten Doff-Stellung, Fig. 13 eine Ansicht von oben auf die Flügelbank und den Antrieb der
Flügel;
Fig. 14 bis 19 eine Vorrichtung zum Beschicken einer Ringspinnmaschine mit
Vorlagespulen, und zwar in Fig. 14 eine schematische Seitenansicht dreier Spulenreihen oberhalb eines Streckwerks einer Ringspinnmaschine, in Fig. 15 eine andere Ausführungsmöglichkeit wie Fig. 14, in
Fig. 16 eine weitere Ausführungsmöglichkeit mit höhenversetzten
Vorlagespulen, in Fig. 17 eine schematische Darstellung eines höhenbeweglichen
Führungselements in Seitenansicht, in Fig. 18 eine weitere Ausführungsmöglichkeit des Führungselements in
Seitenansicht, in Fig. 19 eine schematische Darstellung der Verstellmöglichkeit um eine
Spindelteilung gegenüber den zugeordneten
Luntenführungstrichtern jeder der drei Spulenreihen; in Fig. 20 eine andere Ausführungsmöglichkeit mit vier nebeneinander angeordneten Spulenreihen, in Fig. 21 noch eine andere Ausführungsmöglichkeit mit jeweils zwei übereinander angeordneten Spulenreihen; in
Fig. 22 eine schematische Seitenansicht einer Transporteinrichtung zu den Spulenreihen; in
Fig. 23 eine schematische Seitenansicht einer Weiche und in
Fig. 24 eine Draufsicht auf die Ausführungsform nach Fig. 23;
und in
Fig. 25 bis 30 Einzelheiten und Ausgestaltungen der Elektromotoren für die zuvor gezeigten Textilmaschinen und Textilmaschinenbauteile bzw. Vorrichtungen an und/oder zwischen Textilmaschinen, und zwar in Fig. 25 einen durch die Drehachse der Rotorwelle gelegten Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Elektromotors mit einer
Reihe von Elektromagnet-Bauelementen und zwei äußeren Läuferscheiben; in Fig. 26 einen in der Schnittführung der Fig. 25 entsprechenden
Längsmittelschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel mit zwei in Längsrichtung voneinander beabstandeten Reihen von
Elektromagnet- Bauelementen und zusätzlich einer mittleren, zwischen den beiden Reihen von Elektromagnet-Bauelementen vorgesehenen Läuferscheibe, in
Fig. 27 eine Schnittansicht des Elektromotors gemäß Fig. 25, gesehen in
Richtung der Pfeile 3-3 in Fig. 25; in
Fig. 28 eine Schnittansicht durch den Rotor des in den Fig. 25 bis 27 gezeigten Elektromotors in der der Fig. 27 entsprechenden
Schnittebene, in
Fig. 29 eine Schnittansicht durch den Rotor, gesehen in Richtung der Pfeile
5-5 in Fig. 27, und in
Fig. 30 ein schematisches Schaltbild eines in den zuvor gezeigten Elektromotor einsetzbaren Elektromagnet-Bauelements in einer
Sonderausführung mit zwei gesonderten, mit entgegengesetztem Wirkungssinn auf dem Spulenkern aufgebrachten Spulenwicklungen, die wahlweise von einer elektronischen Steuereinrichtung ansteuerbar und so in der Polarität wahlweise umschaltbar sind.
Die Ringspinnmaschine nach den Fig. 1 bis 4 weist auf beiden Seiten Streckwerke 1 und 2 auf, von denen hier nur die drei Unterwalzen 3, 4 und 5 bzw. 3', 4' und 5' dargestellt sind - Oberwalzen und Belastungsarme usw. sind weggelassen. Die Walzen weisen eine wesentlich größere als die dargestellte Länge auf, was durch die Unterbrechungslinie angedeutet ist.
Die Ausgangswalzen 5 und 5' sind in allen Ausführungsbeispielen über eingemeinsames Getriebe 6 von einem Elektromotor 7 an einem Ende synchron und gegenläufig angetrieben.
Die Mittelunterwalzen 4 und 4' sind durch gesonderte Elektromotoren angetrieben. Sie haben die Unterriemchen 8 zu schleppen, von denen hier nur je zwei an beiden Enden der Walzen dargestellt sind. Die Unterriemchen 8 sind gleitend zumindest über nicht dargestellte Wendeschienen und gegebenenfalls weitere
Führungsglieder geführt und verlangen demgemäß den Mittelunterwalzen 4 und 4' ein besonders hohes Antriebsmoment ab. Diese unterliegen infolge der großen Länge der Walzen daher verstärkter Torsion, was sich nachteilig auf die Verzugsarbeit der Streckwerke auswirkt. Um diese Torsion zu verhindern, werden diese Mittelunterwalzen 3, 3' in den Ausführungsformen der Fig. 1 bis 3 an beiden Enden über Untersetzungsgetriebe 9 durch Elektromotoren 10 angetrieben.
Die Elektromotoren 10 einer Maschine sind vorzugsweise von gleicher Bauart. Da ihre Drehzahl geregelt wird, ist es im Allgemeinen nicht erforderlich, Synchronmotoren einzusetzen, es genügen Asynchronmotoren. Die Eingangswalzen 3, 3' werden von den Mittelwalzen 4, 4' angetrieben. Hierzu sind von den Getrieben 9 Zahnriemenübertriebe 9' zu einem Getriebe 11 geführt, über das die Getriebe 9 der Mittelwalzen 4, 4' beider Seiten der Ringspinnmaschine formschlüssig und damit synchron verbunden sind. Das Getriebe 11 sichert so den synchronen Lauf auch der nicht durch einen geregelten Elektromotor angetriebenen Mittelwalze 4'. Aus dem Getriebe 11 sind auch die Antriebe der Eingangswalzen 3 und 3' abgeleitet.
Da die Achsabstände des Getriebes 11 unveränderlich sind, die Stellung der Walzen 3, 3', 4, 4 zum Angleichen an unterschiedliche Stapellängen aber veränderlich sind, erfolgt der Übertrieb mittels Zahnriemen 9' bzw. mittels Gelenkwellen 11 '. Den Zahnriemen 9' sind nicht dargestellte Spannwalzen zugeordnet, durch die Abstandsänderungen ausgleichbar sind. Durch Wechseln der Antriebsscheiben der Zahnriemen kann auch das Verzugsverhältnis zwischen den Eingangswalzen 3, 3' und den Mittelwalzen 4, 4' verändert werden.
Die Elektromotoren 7, 10 werden über je einen Frequenzumformer 12, 12' gespeist, dem über eine Leitung 13 aus dem Netz Drehstrom bestimmter Frequenz zugeführt wird. Die Frequenzumformer 12, 12' sind dazu ausgelegt, auf der Sekundärseite Speiseströme, vorzugsweise ebenfalls Drehströme, unterschiedlicher Frequenz und gegebenenfalls Spannung abzugeben. Frequenz und Spannung dieser Speiseströme werden den Frequenzumformern 12, 12' über Leitungen 14, 14' von der Steuervorrichtung der Ringspinnmaschine aufgegeben. Sowohl der die Ausgangswalzen 5, 5 'antreibende Motor 7 als auch einer der die Eingangswalzen 3, 3' und die Mittelwalzen 4, 4' antreibenden Motoren 10' sind mit Drehzahlgebern 15 bzw. 16 ausgestattet, deren Ausgänge über Leitungen 17 bzw. 18 ebenfalls den Frequenzumrichtern 12, 12' aufgeschaltet sind.
Mit dem Speisestrom des Frequenzumformers 12 wird über eine Leitung 19 der die Ausgangsunterwalzen 5 und 5' antreibende Elektromotor 7 beaufschlagt. Der Speisestrom des anderen Frequenzumformers 12 'speist über ein Leitungsnetz 20 die anderen Unterwalzen 3, 3', 4 und 4' antreibenden Motoren 10, 10'. Beim Betrieb der Ringspinnmaschine wird den Frequenzumformern 12, 12' über die Leitung 14 vorgegeben, mit Speiseströmen welcher Frequenz und Spannung sie die Motoren 7 bzw. 10, 10' zu beaufschlagen haben, damit diese die vorgesehene Drehzahl aufweisen, um das beabsichtigte Verzugsverhältnis zwischen den Mittelwalzen 4, 4'und den Ausgangswalzen 5, 5' zu erreichen. Dabei melden die Drehzahlgeber 15 und 16 an den Motoren 7 bzw. 10 'über die Leitungen 17 und 18 den Frequenzumformern 12, 12' die tatsächliche Drehzahl der Motoren bzw. die Umfangsgeschwindigkeit der durch die Motoren angetriebenen Walzen. Bei Abweichung zwischen der vorgesehenen und der tatsächlichen Drehzahl verändern die Frequenzumformer 12, 12' die Frequenz und die Spannung der Speiseströme im Sinne einer Verminderung der Abweichung, sie regeln also die Drehzahl der Motoren und damit das Verzugsverhältnis.
Bezüglich der die Eingangswalzen 3, 3' und Mittelwalzen 4, 4' antreibenden Motoren 10, 10' wird nur die Drehzahl des Motors 10' geregelt. Da der geregelte Speisestrom dieses Motors 10' auch die anderen Motoren 10 beaufschlagt, ist der Motor 10' der führende (Master-) Motor, die Motoren 10 die geführten (Slave-) Motoren. Auch wenn die Drehzahl der Motoren 10 nicht als geregelt angesehen werde kann, ist über die Walzen bzw. über die Getriebeverbindung 9, 9', 11 , 11 ' dennoch ein Gleichlauf der Walzen beider Streckwerke 1 und 2 bzw. in der Ausführungsform der Fig. 2 die Einleitung gleichen torsionsvermindernden Drehmoments an den gegenüberliegenden Enden der Walzen gewährleistet.
Es versteht sich, dass die Regelung der Motoren 7 und 10' bzw. die beidseitige Einleitung von Drehmoment in die Streckwalzen durch die Motoren 10 und 10 'und die mechanische Kopplung der Streckwalzen über das Verbindungsgetriebe 11 insbesondere auch beim Anlauf und dem Beschleunigen der Ringspinnmaschine auf die Betriebsdrehzahl von Bedeutung ist, bei dem an den Streckwalzen nicht nur unterschiedliche Widerstandsmomente, sondern auch unterschiedliche Trägheitsmomente wirken können.
Die Ausführungsform der Fig. 2 unterscheidet sich von Fig. 1 nur dadurch, dass auch am anderen Ende der Maschine ein Verbindungsgetriebe 11 vorgesehen ist, mittels dessen der Gleichlauf der Walzen insbesondere an sehr langen
Ringspinnmaschinen noch weiter verbessert wird, d.h. die Torsion der Walzen wird vergleichmäßigt, indem zu starker Torsion neigende Walzen eines Streckwerks durch die Walze des gegenüberliegenden Streckwerks gestützt und in der Drehung mitgenommen werden.
Die Ausführungsform der Fig. 3 unterscheidet sich von derjenigen der Fig. 2 dadurch, dass die Mittelwalzen 4, 4' etwa in der Mitte ihrer Länge geteilt sind. Hiermit wird zum einen vermieden, dass sich die Gewindeverschraubungen der Unterwalzenabschnitte bei entsprechendem Momentensinn des eingeleiteten Drehmomentes aufdrehen können. Zum anderen hat dies auch den Vorteil, dass keine Beschädigungen auftreten können, wenn beim Austausch von Wechselrädern zum Ändern des Verzugs im Vorverzugsfeld versehentlich unterschiedliche Wechselräder eingesetzt werden - das Getriebe ist „offen". Bei kürzeren Ringspinnmaschinen, bei denen die Torsion der Streckwerkswalzen geringer bleibt, kann häufig auf das Anordnen von Antriebsmotoren 10 am anderen Ende der Ringspinnmaschine verzichtet werden, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Auch hier dient jedoch der Antriebsmotor 10' am einen Streckwerk 1 als führender Motor für den Antriebsmotor 10 am gegenüberliegenden Streckwerk 2. Der Motor 10' ist demgemäß auch hier mit einem Drehzahlgeber 16 ausgerüstet, über den er seine Drehzahl und diejenige des von ihm geführten Motors 10 regelt.
Die Elektromotoren 7, 10, 10' werden in den Fig. 25 bis 30 näher beschrieben. Sie sind dort immer mit 10 bzw. 10' bezeichnet. Mit diesen Motoren können Wirkungsgrade von 90% über weite Drehzahlbereiche erzielt werden, sie sind gut steuerbar und erfüllen deswegen erhöhte Anforderungen, wie sie der zuvor beschriebene Streckwerksaufbau stellt, in idealer Weise.
Nachfolgend werden die wesentlichen Einzelheiten einer anderen erfindungsgemäße Ringspinnmaschine, die einen sogenanntem Einzelspindelantrieb besitzt, beschrieben:
In der Fig. 5 sind die frequenzgesteuerten, einzelmotorischen Antriebe mit 11 bezeichnet. Diese Antriebe weisen Asynchron- oder Synchronmotoren auf, die in den Fig. 25 bis 30 näher beschrieben sind.
Die Motoren 11 (die in den Fig. 25 bis 28 mit 10 bzw. 10' bezeichnet sind), werden während des normalen Spinnbetriebs über einen Frequenzumrichter 12 gespeist. Der dargestellte Frequenzumrichter 12 weist einen Netzgleichrichter14 auf, der eingangsseitig über einen Hauptschalter 15 an ein Wechselstromnetz 16 angeschlossen ist. Ausgangsseitig ist der Netzgleichrichter 14 an eine Anzahl Wechselrichter 13 angeschlossen, die ihrerseits ausgangsseitig über ein Verteilungsleitersystem 17 mit den Einzelspindelantrieben 11 verbunden sind. Zum Glätten der Gleichspannung ist an der Ausgangsseite des Netzgleichrichters 14 außerdem ein Kondensator 21 vorgesehen.
Die getakteten Steuereingänge aller Wechselrichter 13 dieses Frequenzumrichters 12 sind über eine Leitung 18 an eine gemeinsame Ansteuerlogik 20 sowie einen gemeinsamen Frequenzsteller 19 angeschlossen. Über den Frequenzsteller 19 kann die Steuerfrequenz und damit Ausgangsfrequenz der Wechselrichter 13 verstellt und somit die Drehzahl der Einzelspindelantriebe 11 beeinflußt werden. Die Einzelspindelantriebe 11 sind außerdem über eine Verteilerleitung 22 mit einem Gleichstromaggregat 23 verbunden. Das Gleichstromaggregat 23 weist einen Netzgleichrichter 24 sowie einen Transformator 25 auf. Der ausgangsseitig an die Einzelspindelantriebe, d.h. an die Motoren 11 angeschlossene Netzgleichrichterrichter 24 ist eingangsseitig mit dem Transformator 25 verbunden, welcher über einen Hauptschalter 26 an das Wechselstromnetz 26 angeschlossen ist. Der Hauptschalter 26 ist mit dem Hauptschalter 15 für den Frequenzumrichter 12 im Sinne einer wechselseitigen Beeinflussung mit oder ohne Verzögerung elektrisch oder mechanisch gekoppelt. Durch die Kopplung wird sichergestellt, dass beim Zuschalten des Gleichstroms der vom Frequenzumrichter 12 gelieferte Wechselstrom abgeschaltet ist. In ähnlicher Weise sind in die Verteilerleitungssysteme 17 bzw. 22 miteinander gekoppelte Schalter 27, 28, 29 eingeschaltet, die je nach Betriebszustand entweder den Frequenzumrichter 12 oder das Gleichstromaggregat 23 gegen Rückspeisung aus dem jeweils anderen Netz absichern.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den benötigten Gleichstrom zur Bremsung und zur Ausbildung eines Stillstandsmoments über geeignete Pulsung der Wechselrichter 13 zu generieren.
Es ist so, dass durch den Einsatz der speziell ausgestalteten Elektromotoren 11 ein Stillstandsmoment an jeder Spindel 31 erzeugt werden kann, das ausreicht, diese während des nachfolgenden Doffvorganges zu fixieren. Weitere Bremseinrichtungen an den Spinnstellen sind nichterforderlich.
Die Elektromotoren 11 werden, wie schon zuvor aufgeführt, in den Fig. 25 bis 30 näher beschrieben. Sie sind dort immer mit 10 bzw. 10' bezeichnet. Mit diesen Motoren können Wirkungsgrade von 90% über weite Drehzahlbereiche erzielt werden, sie sind gut steuerbar und erfüllen deswegen die Anforderungen, wie sie der zuvor beschriebene Einzelspindelantrieb stellt, in idealer Weise.
Nachfolgend werden die wesentlichen Einzelheiten einer weiteren erfindungsgemäßen Ringspinnmaschine, die einen Tangentialriemenantrieb für eine Vielzahl von Spindeln besitzt, beschrieben:
Die in den Fig. 7 bis 10 beschriebene Ringspinnmaschine 1 besitzt ein Anfangsgestell 2 und ein Endgestell 3. Dazwischen befinden sich zwei Reihen 4 und 5 von Spindeln, die in Fig. 7 nur durch gestrichelte Linien angedeutet sind.
Diese Spindeln werden mittels eines Tangentialriemens 6 angetrieben, der um Eck- Umlenkrollen 7 geführt und an - in Bezug auf die Anzahl jeweils angetriebener Spindeln - an in gleichen Abständen entlang seiner Länge angeordneten Antriebsstellen 8 angetrieben ist. An diesen Antriebsstellen 8 sitzt jeweils ein Elektromotor 9. Die Elektromotoren 9 werden in den Fig. 20 bis 23 näher beschrieben. Sie sind dort immer mit 10 bzw. 10' bezeichnet. Mit diesen Motoren können Wirkungsgrade von 90% über weite Drehzahlbereiche erzielt werden und sie sind gut steuerbar.
An jeder der Antriebsstellen 8 ist eine vom Tangentialriemen 6 umschlungene
Antriebsscheibe 10 und zwei Umlenkrollen vorgesehen, die den Tangentialriemen 6 aus seinem Lauf entlang der Reihe 4 oder 5 der Spindeln zu der Antriebsscheibe 10 umlenken. Wie aus der Fig. 8 erkennbar, sind die beiden Umlenkrollen 11 , 12 einer Antriebsstelle 8 innerhalb der Spindelteilung T, d.h., innerhalb des gegenseitigen Abstandes zweier einander benachbarter Spindeln 13 einer Spindelreihe 4 oder 5 angeordnet.
Zwischen den weiteren Spindeln 13 der jeweiligen Spindelreihe wird der Tangentialriemen 6 mittels an Blattfedern 14 angeordneter Andrückrollen 15 in Anlage an die Wirtel der Spindeln 13 gehalten. Der Durchmesser der Umlenkrollen 11 , 12 muss ersichtlich so bemessen sein, dass sich die von ihnen geführten Trume des Tangentialriemens 6 nicht berühren, dass der Tangentialriemen in Anlage an den Wirtein der Umlenkrollen benachbarter Spindeln gehalten wird und dass die Umlenkrollen nicht an den Wirtein dieser Spindeln anliegen. Um dies zu gewährleisten, tangieren die Umlenkrollen mit ihrer den Tangentialriemen 6 führenden Umfangsfläche - eine Tangente 16 an die Wirtel der den Umlenkrollen 11 , 12 benachbarten Spindeln 132 und zwar an der den Spindeln gegenüberliegenden Seite; - eine Parallele 17 zu der Mittelsenkrechten 18 auf der geraden Strecke zwischen den Berührungspunkten der Tangente 16 mit den Wirtein der Spindeln 13, die von dieser Mittelsenkrechten 18 einen Abstand von a/2 hat und - einen Kreisbogen 19 um die Längsachse der einer Umlenkrolle 11 , 12 benachbarten Spindel 13 mit dem Radius (W + a), wobei W der Durchmesser des Wirteis einer Spindel 13 und a ein Abstand ist, der einerseits möglichst gering, andererseits aber nicht geringer sein soll als etwa 5 mm.
Wie aus Fig. 9 erkennbar, sind die Umlenkrollen 11 , 12 mittels der sie lagernden Achsen 20 in je einem Schlitten 21 gehalten, der in einer Nut 22 der Spindelbank 23 quer zur Reihe der Spindeln verschiebbar ist. Auf der Unterseite weist der Schlitten 21 eine Ausnehmung 24 auf, in die ein in der Spindelbank 23 befestigter Stift 25 ragt, der in dem in die Ausnehmung 24 ragenden Bereich eine Gewindebohrung hat. Durch diese Gewindebohrung erstreckt sich eine Stellschraube 26, deren Kopf sich an der Stirnseite des Schlittens 21 abstützt.
Der Schlitten 21 kann mittels zweier sich durch Langlöcher im Schlitten 21 erstreckender, in Gewindebohrungen in der Spindelbank 23 eindrehbarer
Klemmschrauben 27 auf der Spindelbank 27 festgeklemmt werden. Zum Verstellen kann der Schlitten 21 nach Lösen der beiden Klemmschrauben 27 mittels der Stellschraube 26 entgegen der Zugkraft des Tangentialriemens 6 in der Darstellung der Fig. 9 und 10 nach links gedrückt werden. Hierdurch kann die Anpresskraft des Tangentialriemens 6 an die Wirtel der den Umlenkrollen 11 bzw. 12 unmittelbar benachbarten Spindeln 13 so eingestellt werden, dass diese Spindeln einerseits durch den Tangentialriemen 6 sicher mitgenommen, andererseits aber auch mittels der hier nicht dargestellten Spindelbremse zuverlässig abgebremst werden können.
Wesentlich ist auch hier, dass die Elektromotoren 9, die in den Fig. 25 bis 30 näher beschrieben sind, sehr gut über weite Drehzahlbereiche steuerbar sind und dass mit ihnen Wirkungsgrade von etwa 90% erzielt werden können. Sie erfüllen deswegen erhöhte Anforderungen, wie sie eine solche Textilmaschine, bei der eine Vielzahl von Spindeln, d.h. sogar bis zu über 1.400 Spindeln, angetrieben werden, in idealer Weise.
Nachfolgend wird eine andere erfindungsgemäße Textilmaschine, nämlich eine Vorspinnmaschine (auch Flyer genannt), beschrieben.
Der in Fig. 11 teilweise dargestellte Flyer enthält eine Flügelbank 10, in der in zwei versetzten Reihen 11 , 12 so genannte Flügel 13gelagert sind. Ferner enthält der Flyer eine Spulenbank 14, in der in ebenfalls zwei Reihen 11 , 12 in entsprechender Anordnung Spindeln 15 gelagert sind. Die Spulenbank 14 ist auf einem Halter 16 gelagert, der an vertikalen Säulen 17 mittels eines hier nicht dargestellten Antriebes auf- und abfahrbar ist. Die Spulenbank 14 ist mit dem Halter 16 über eine in Maschinenlängsrichtung verlaufende Schwenkachse 18 verbunden. Zwischen den Haltern 16 und der Spulenbank 14 sind mehrere hydraulische oder pneumatische Zylinder 19 angeordnet, durch deren Betätigung die Spulenbank 14 aus der in Fig. 11 dargestellten Betriebsstellung in die in Fig. 12 dargestellte Doff-Stellung und wieder zurück verschwenkt werden kann. In dieser Doff-Stellung sind die auf den Spulenspindeln 15 drehfest mit ihren Hülsen angeordneten Spulen 20 für einen Doff-Vorgang gut zugänglich. In dem normalen Spinnbetrieb läuft das verstreckte Vorgarn, das von einem nicht dargestellten Streckwerk kommt, axial in die Köpfe der Flügel 13 ein und wird dann in einem der Flügelarme zu einem Druckfinger 21 geführt, von dem es dann an die Spulen 20 übergeben wird.
Der Antrieb für die Flügel ist als so genannter Gruppenantrieb ausgebildet, der eine Mehrzahl von elektrischen Antriebsmotoren 22 enthält, die jeweils zum Antrieb einer Gruppe von Flügeln 13 ausgebildet ist, wobei die Antriebsmotoren 22 untereinander gleich ausgebildet und auf den Antrieb einer jeweils gleichen Anzahl von Flügeln 13 ausgelegt ist. Die Antriebsmotoren 22 werden in den Fig. werden in den Fig. 20 bis 23 näher beschrieben. Sie sind dort immer mit 10 bzw. 10' bezeichnet. Mit diesen Motoren können Wirkungsgrade von 90% über weite Drehzahlbereiche erzielt werden und sie sind gut steuerbar. Sie sind an der Flügelbank 10 außen angebracht. Sie sind auf ihrer Motorwelle (die in den Fig. 20 bis 23 mit der Bezugszahl 24 bezeichnet ist) mit einer Zahnriemenscheibe 23 versehen, die einen Zahnriemen 24 antreibt, der um eine Zahnriemenscheibe 25 geschlungen ist, die drehfest mit einem Flügel 13 verbunden ist. Bei der in den Fig. 11 bis 13 dargestellten Ausfϋhrungsform wird jeder siebte Flügel 13 der einen Reihe, nämlich der Reihe 12, über einen derartigen Zahnriemenantrieb angetrieben. Von dem über einen Antriebsmotor 22 direkt angetriebenen Flügel werden die Antriebe der übrigen Flügel 13 abgeleitet, die jeweils zu Gruppen zusammengefasst sind. Wie aus den Fig. 11 bis 13 weiter zu ersehen ist, ist der direkt angetriebene Flügel 13 mit einer weiteren Zahnriemenscheibe 27 drehfest verbunden, die über einen sie umschlingenden Zahnriemen 28 weitere Zahnriemenscheiben 29 mit antreibt, die drehfest mit den Flügeln 13 der gegenüberliegenden Reihe 11 verbunden sind. Dabei werden von der ersten Dreiergruppe, die aus dem direkt angetriebenen Flügel 13 und in zwei gegenüberliegenden Flügeln 13 der reihe 11 gebildet ist, über Zahnriemengetriebe jeweils die nächsten Flügel der gleichen Reihe 11 und der gegenüberliegenden Reihe 12 angetrieben. Wie noch zu ersehen ist, sind die Flügel 13 der Reihe 11 mit übereinander liegenden, drehfest mit ihnen verbundenen Zahnriemenscheiben 29, 29'versehen, wobei um die Zahnriemenscheibe 29' ein Zahnriemen 28' geschlungen ist, der außer dieser Zahnriemenscheibe 29' eine Zahnriemenscheibe 30 eines Flügels 13 der reihe 11 umschlingt, d.h. wiederum drei Zahnriemenscheiben. Die Flügel und damit die Zahnriemenscheiben liegen in den Eckpunkten eines in etwa gleichschenkligen Dreiecks. Die Zahnriemenscheiben 29' und 30 liegen in der Höhe versetzt zu den Zahnriemenscheiben 27 und 29.
Wie insbesondere aus Fig. 11 zu ersehen ist, wird auf diese Weise ein einzelne Zahnriemen 28, 28' enthaltender Gesamtzahnriemenantrieb geschaffen, bei welchem alle Flügel 13 beider Reihen 11 , 12 derart mechanisch miteinander gekoppelt sind, dass ein winkelgetreuer Gleichlauf gewährleistet ist. Bei dem Ausführungsbeispiel wird jeder siebte Flügel 13 der Reihe 12 mittels eines eigenen elektrischen Antriebsmotors 22 angetrieben, wobei die Elektromotoren, wie zuvor schon erwähnt, alle gleich ausgebildet und in den Fig. 20 bis 23 näher beschrieben sind. Zweckmäßigerweise sind sie zusätzlich noch elektrisch synchronisiert, insbesondere durch eine Frequenzsteuerung.
Der Antrieb der Spulenspindeln 15 ist nach dem gleichen Prinzip aufgebaut, nachdem der Antrieb der Flügel 13 ausgeführt ist. An der Spulenbank 14 sind in regelmäßigen Abständen auf die gleiche Leistung ausgelegte elektrische Antriebsmotoren 32 angebracht. Diese Antriebsmotoren 32 gleichen den Antriebsmotoren 22; näher beschrieben sind sie in den Fig. 20 bis 23, wo sie mit 10 bzw. 10 'bezeichnet sind.
Die Antriebsmotoren 32 treiben über einen Riemenantrieb eine Spulenspindel 15 der Reihe 12 direkt an. Hierzu ist jeder der Elektromotoren 32 auf seiner Motorwelle (die in den Fig. 25 bis 28 mit 24 bezeichnet ist) drehfest mit Zahnriemenscheiben 33 versehen, die über einen Zahnriemen 34eine Riemenscheibe 35 antreiben, die drehfest mit einer Spulenspindel 15 verbunden ist. Auf der gleichen Spulenspindel 15 ist eine weitere Zahnriemenscheibe 37 drehfest angebracht, die über einen Zahnriemen 38 zwei Spulenspindeln 15 der gegenüberliegenden Reihe 11 mit antreibt, da der Zahnriemen 38 über entsprechende auf diesen Spulenspindeln 15 drehfest angeordnete Zahnriemenscheiben 39 geschlungen ist. Von diesem Riemenantrieb 37, 38, 39 sind die Antreibe zu benachbarten Dreiergruppen so abgeleitet, wie dies anhand von Fig. 11 für den Antrieb der Flügel 13 erläutert worden ist. Die Spulenspindeln 15 der Reihe 11 sind mit jeweils zwei übereinander angeordneten Zahnriemenscheiben 38, 39'versehen, wobei um die
Zahnriemenscheiben 39' ein Zahnriemen 38' läuft, der jeweils zu der benachbarten Dreiergruppe führt. Auf diese Weise wird auch für die Spulenhülsen 15 ein ununterbrochener Gesamtriemenantrieb geschaffen, in dem in regelmäßigen Abständen über die Elektromotoren 32 Antriebsenergie eingeleitet wird.
Da die Motoren 32 an der Spulenbank 14 angebracht sind, kann diese ohne weiteres aus der in Fig. 11 gezeigten Betriebsstellung in die in Fig. 12 gezeigte Doff-Stellung und wieder zurück geschwenkt werden, ohne dass dies durch den Antrieb behindert wird. Der Antrieb der einzelnen Spulenspindeln 15 ist ebenso wie derjenige der Flügel 13 zwangssynchronisiert. Auch hier wird zweckmäßigerweise eine elektrische Synchronisation zwischen den Antriebsmotoren 32 vorgesehen. Hinzu kommt noch eine elektrische Drehzahlregulierung dieser Antriebsmotoren 32, deren Drehzahl an den Füllungsgrad der Spulen 20 anzupassen ist. Es sei hier angemerkt, dass in der Mehrzahl der Fälle immer mehrere Antriebsmotoren 22 für die Flügel 13 und auch mehrere Antriebsmotoren 32 für die Spulenspindeln 15 vorgesehen werden. Bei einem kurzen Flyer kann aber auch nur ein Antriebsmotor 32 für die Spulenspindeln 15 ausreichen.
Die Antriebsmotoren werden in den Fig. 25 bis 30 näher beschrieben. Sie sind dort immer mit 10 bzw. 10' bezeichnet. Mit diesen Motoren können Wirkungsgrade von 90% über weite Drehzahlbereiche erzielt werden und sie sind gut steuerbar.
Nun wird die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Beschicken einer Ringspinnmaschine mit Vorlagespulen beschrieben.
Nach Fig.14 sind drei Spulenreihen 3, 4 und 5 in gleicher horizontaler Ebene angeordnet. An diesen Spulenreihen hängen Vorlagespulen 1 , 1 ' und 1 ", deren Lunten 2, 2' und 2" über Führungselemente 7, 8, 9, 10 zu Luntenführungstrichtern 12 eines schematisch dargestellten Streckwerks 11 einer nicht näher dargestellten Ringspinnmaschine laufen. Wie aus Fig. 14 ersichtlich, sind die Führungselemente 7, 8, 9 und 10 für die Lunten 2, 2' und 2" so angeordnet, dass jede der Spulenreihen 3, 4 und 5 entlang von Schienen 21 , 22, 23 aus- bzw. eingefahren werden können, ohne dass eine Behinderung durch den Luntenlauf gegeben ist.
Auf den Schienen 21 , 22 und 23 laufen Rollen 24, 25, 26, an welchen über Hängehaltern 27, 28, 29 die entsprechenden Vorlagespulen 1 , 1 ' und 1 " befestigt sind.
Wie aus Fig. 14 erkennbar, dienen die Führungselemente 7 und 9 für den Vorlauf der Lunte 2 der Vorlagespule 1 '; die Führungselemente 8 und 10 dienen für den Vorlauf der Lunten 2' und 2" zu den entsprechenden Luntenführungstrichtern 12. Diese Anordnung zeichnet sich durch geringen Platzbedarf aus.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 15 sind lediglich Führungselemente 8' vorgesehen, welche sich in den Zwischenraum zwischen den Spulenreihen 4 und 5 befinden. Bei dieser Ausführungsform laufen die Lunten 2 der Vorlagespulen 1 der Spulenreihe 3 direkt zu dem entsprechenden Luntenführungstrichter 12, welcher damit die Funktion eines Führungselements übernimmt. Hierbei muss die Spule 1 weiter von der Spule 1 " abgerückt werden. Der dadurch bedingte größere
Platzbedarf wird durch den Wegfall von Führungselementen für die Lunten 2 der Spulenreihe 3 aufgewogen.
Um das funktionsgerechte manuelle Einlegen der Lunten 2' und 2" über die Führungselemente 8 'zu vereinfachen, kann bei der Ausführungsform nach Fig. 15 das Führungselement 8' an einem Schwenkarm 20 angeordnet sein. Dieser Schwenkarm 20 lässt sich um einen Drehpunkt 39, welcher unterhalb der Spulenreihe 5 vorgesehen ist, beispielsweise im Gegenuhrzeigersinn in den unteren Bereich 8" schwenken. Hierdurch ist eine gute Zugriffsmöglichkeit zu dem Führungselement 8' und damit eine gute Einführungsmöglichkeit für die entsprechenden Lunten 2' und 2" gegeben. Nach dem dieser Arbeitsvorgang durchgeführt wurde, schwenkt der Schwenkarm 20 wieder in seine Arbeitsstellung, das heißt, in seine in Fig. 15 dargestellte obere Lage, so dass die gesamte Anordnung wieder funktionstüchtig ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 16 sind zwei Spulenreihen 4' und 5' in einer horizontalen Ebene angeordnet, wohingegen die dritte Spulenreihe 3' in einer anderen horizontalen Ebene darunter liegt. Wiederum sind Führungselemente 7, 8, 9, 10 vorgesehen, um die entsprechenden Lunten 2, 2' und 2" so zu dem betreffenden Luntenführungstrichter 12 zu führen, dass die einzelnen Spulenreihen 3', 4', 5' ein- bzw. ausgefahren werden können, ohne dass eine gegenseitige Behinderung stattfindet. Diese Anordnung zeichnet sich durch einen besonders geringen Platzbedarf in der Breite aus, bedingt jedoch Schienen 21 in anderer Höhe als diejenigen der Spulenreihen 4' und 5'.
Der Arbeitsablauf ist hierbei so, dass bei Ablauf der Spulen in einer ablaufenden Spulenreihe die ablaufenden Lunten 2, 2' , 2" durch die Lunten der mit vollen Spulen eingefahrenen weiteren Spulenreihe ersetzt werden und diese Spulenreihe damit zur ablaufenden Spulenreihe wird, während die abgelaufene Spulenreihe als nunmehr weitere Spulenreihe mit leeren Hülsen aus- und mit vollen Spulen eingefahren wird, wobei sich dieser Wechselvorgang reihum zwischen allen Spulenreihen wiederholt. Hier kann das leer laufen der ablaufenden Spulenreihen phasenverschoben erfolgen. Bei den in Fig. 14 bis 16 dargestellten Ausführungsbeispielen ist beispielsweise die Spulenreihe 5 bzw. 5 'am weitesten leer gelaufen, so dass nach deren Leerlaufen diese Spulenreihe 5 bzw. 5 'aus dem Arbeitsbereich bewegt wird und durch eine neue, mit vollen Vorlagespulen 1 ' versehene Spulenreihe 5 ersetzt wird.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 15 sind die Führungselement 8' zwischen den Spulenreihen 4 und 5 jeweils an einem Schwenkarm 20 befestigt.
Es besteht andererseits in weiterer Ausgestaltung der Vorrichtung auch die
Möglichkeit, die entsprechenden Führungselemente an teleskopartig ausgebildeten Stangen anzuordnen. Nach Fig. 17 ist ein derartiges Führungselement 7 an einer Stange 13 befestigt, an welcher sich im unteren bereich ein Handgriff 19 befindet. Diese Stange 13 ist mit einer Kolbenstange 15 verbunden, welche innerhalb eines Zylinders 14 läuft, in welchem sich eine Feder 16 befindet. Bei Ziehen an dem Handgriff 13 kann das hakenartig ausgebildete Führungselement 7' nach unten aus der Arbeitsstellung in die Einführstellung für die entsprechende Lunte bewegt werden, wobei Druckmittel über ein schematisch dargestelltes Rückschlagventil 17 in den Zylinder 14 gesaugt wird. Nach dem Einführen der entsprechenden Lunte wird der Handgriff 18 durch die Bedienperson losgelassen, wobei die Feder 16 die Stange 13 nach oben in die Arbeitsstellung für das Führungselement 7 bewegt und das Druckmittel über.eine schematisch dargestellte Drossel 18 wieder aus dem Kolben 14 austritt. Auch durch diese konstruktive Ausführungsmöglichkeit wird eine Arbeitserleichterung für die Bedienperson beim funktionsgerechten Einführen der Lunte in das Führungselement 7 gewährleistet.
Fig. 18 zeigt eine Ausführungsform eines Führungselementes 9 bzw. 9', welches lediglich an einer Stange 13 angeordnet ist, die hängend oberhalb der Ringspinnmaschine lagert für die Anordnung an den in den Fig. 14 und 16 links unten angegebenen Stellen 9 bzw. 9'. Das untere Führungselement 9, 9' hat in der Ausführungsform nach Fig. 16 auch die Aufgabe, ein Herabfallen des ablaufenden Luntenendes auf das Streckwerki zu verhindern. Bei dieser Ausführungsform weist das Führungselement 7' nach Fig. 17 einen oberen hakenförmigen Bereich 40 auf, um die vorgenannten Funktionen erfüllen zu können.
In Fig. 19 ist in den Arbeitsphasen VII bis XII der Arbeitsablauf beim Wechsel von 5 drei Spulenreihen in Draufsicht schematisch dargestellt. Wie ersichtlich, ist die Spulenreihe C (analog Spulenreihe 3 nach Fig. 14 bis 16) leer gelaufen, so dass hier Hülsen 8 vorliegen. Diese Spulenreihe C wird in Pfeilrichtung abgeführt. Die Spulenreihen A und B (analog Spulenreihen 4 und 5 nach Fig. 14 bis 16) liefern Lunten zu den Luntenführungstrichtem12 der Ringspinnmaschine.
1.0
Nach Arbeitsposition Il (nicht dargestellt) ist Spulenreihe C durch die volle Vorlagespule ersetzt; die Spulenreihe A besteht aus nahezu leer gelaufenen Hülsen 6"; die Spulenreihe B ist halb abgelaufen. Wie ersichtlich, nehmen hierbei die betreffenden Lunten der Spulenreihe A und B eine andere Winkelstellung zu den
15 Luntenführungstrichtern 12 ein, als bei der Arbeitsposition 1.
Nach Arbeitsposition III (nicht dargestellt) ist die Spulenreihe A leer gelaufen, so dass die Hülsen 6 der Spulenreihe A abgeführt werden. Nunmehr werden die betreffenden Lunten der Spulenreihe C in die entsprechenden 0 Luntenführungstrichter 12 eingeführt, wobei nach Arbeitsposition IV (nicht dargestellt) die Spulenreihe A wiederum mit vollen Vorlagespulen bestückt wird. In dieser Arbeitsposition sind die Hülsen 6" der Spulenreihe 8 kurz vor dem leer laufen, wobei nach der Arbeitsposition V und VI (nicht dargestellt) diese Hülsen 6" durch volle Vorlagespulen ersetzt werden, und in diesen Positionen die 5 Spulenreihen A und B die entsprechenden Lunten zu den Luntenführungstrichtern führen.
Wie ersichtlich, wird jeweils ein Versatz der Spulenreihen A1 B und C gegenüber den Positionen a, b, a', b' bzw. a" und b" der Luntenführungstrichter 12 um den
30 Betrag +x bzw. -x vorgesehen; um stets eine günstige Winkelstellung der ablaufenden Lunten hinsichtlich der Lage der Luntenführungstrichter zu erzielen. Während bei der Arbeitsposition nach I die Lunten der Spulenreihe A jeweils in die Führungstrichter 12 in den Positionen a, a' bzw. a" einlaufen, ist bei der Arbeitsposition nach V ein Einlauf in die Positionen b, b', b" gegeben, während in
35 dieser Lage die Spulenreihe C in die Öffnungen a, a', a" arbeitet und ein Austausch der Hülsen 6" der Spulenreihe B erfolgt.
Bei der Arbeitsposition nach VII ist die Spulenreihe B um den Betrag a -x verschoben; die Spulenreihen A und B liefern Lunten, wohingegen die Hülsen 6' 0 der Spulenreihe C leer gelaufen und nach der Arbeitsposition VIII durch volle Vorlagespulen ersetzt werden. Bei den Arbeitspositionen IX und X ist die Spulenreihe A leer gelaufen und wird durch volle Vorlagespulen ersetzt, wobei bei den Arbeitspositionen Xl und XII ein Versatz der Vorlagespulen der Spulenreihe A um einen Betrag a -x erfolgt, um wiederum einen günstigen Einführwinkel für die Lunten der vollen bzw. halbvollen Vorlagespulen zu erzielen.
Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 14 bis 19 wurden jeweils drei
Spulenreihen eingesetzt. Es besteht stattdessen auch die Möglichkeit, nach Fig. 20 und 21 vier Spulenreihen 30, 31 , 32, 33 vorzusehen. Nach Fig. 20 liegen diese Spulenreihen in einer horizontalen Ebene, wobei wiederum Führungselemente 7 und 8 bzw. 9 und 10 vorgesehen sind. Wie ersichtlich, erfolgt auch hierbei das leer laufen der ablaufenden Spulenreihen 30 bis 33 phasenverschoben; bei der in Fig. 20 dargestellten Lage ist die Spulenreihe 31 nahezu abgelaufen.
Nach Fig. 21 besteht auch die Möglichkeit, jeweils zwei Spulenreihen 30 und 31 bzw. 32' und 33'übereinander anzuordnen und entsprechend über Führungselemente zu den Führungstrichtern 12 vor dem Eingang des Streckwerks 11 einer nicht näher dargestellten Ringspinnmaschine zu führen.
In den Fig. 22 bis 24 ist ein Transportsystem zum An- bzw. Abtransport von vollen Vorlagespulen bzw. leeren Hülsen zu den Arbeitsstellen der Ringspinnmaschine dargestellt. Wie ersichtlich, lässt sich hierbei eine Schiene 36 mit einer Schiene 34 über einen höhenverstellbaren Schienenabschnitt 35 verbinden, welcher um einen Drehpunkt 38 drehbar und von einer Kolben-Zylinder-Einheit 37 beaufschlagbar ist. Die vollen Vorlagespulen befinden sich zunächst auf der Schiene 21 ' nach Fig. 21 und können im Bedarfsfall über die Schiene 34 und den zur Schiene 36 eine Verbindung herstellenden höhenverstellbaren Schienenabschnitt 35 zur Arbeitsstelle oberhalb der Ringspinnmaschine transportiert werden. Diese Ausführungsmöglichkeit tritt dann auf, wenn Spulenreihen im Gatter in verschiedenen Höhen angeordnet sind. Hierbei müssen aus der Normalhöhe der Zu- und Abfuhrschienen Steigungs- und oder Gefällstrecken zu den in anderen Höhen angeordneten Schienen im Gatter vorgesehen werden. In diesem fall besteht die Möglichkeit des Einsatzes von höhenverstellbaren Schienenabschnitten 35 nach der Ausführungsform gemäß Fig. 14 bis 16. In jedem fall ergibt ich ein automatisches Transportsystem, wobei durch Steuerungseinrichtungen sichergestellt wird, dass stets zum richtigen Zeitpunkt volle Vorlagespulen zu- und leere Hülsen bezüglich der Spulenreihen abgeführt werden.
Das dargestellte Transportsystem wird durch Elektromotoren angetrieben. Die Antriebsmotoren werden in den Fig. 25 bis 30 näher beschrieben. Sie sind dort immer mit 10 bzw. 10' bezeichnet. Mit diesen Motoren können Wirkungsgrade von 90% über weite Drehzahlbereiche erzielt werden und sie sind gut steuerbar. In Fig. 25 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Elektromotors gezeigt, der in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichnet ist. Vorab sei bemerkt, dass dieser Elektromotor 10 grundsätzlich sowohl als Motor, als auch als Generator dienen kann, also sogar als „ elektrische Maschine" bezeichnet werden kann. Der Elektromotor 10 weist ein im speziellen Fall ein in Axialrichtung relativ kurz bauendes Gehäuse 12 auf, welches sich aus zwei scheibenartigen Gehäusestirnwänden 14a, 14b relativ großen Durchmessers und der praktisch zu einem zylindrischen Ring relativ geringer Länge umgestalteten eigentlichen Gehäuse-Umfangswand 16 zusammensetzt. Gehäuse - Stirnwände 14a, 14b und Gehäuse-Umfangswand 16 sind durch - nicht gezeigte - Schrauben oder andere Befestigungsmittel demontierbar miteinander verbunden, wobei die Gehäuse- Umfangswand 16 zur Erleichterung der Montage und Demontage der Motors 10 auch in einer durch die Längsmittelachse des Gehäuses verlaufenen Trennebene in zwei miteinander verschraubbare oder in anderer Weise miteinander verbindbare Umfangswand-Hälften geteilt sein kann.
In den Stirnwänden 14a, 14b ist jeweils mittig eine Lageraufnahme 20 für ein Radiallager 22 gebildet, in denen eine die Gehäuse-Stirnwand 14a durchsetzende Welle 24 drehbar gelagert ist. In den radial außen liegenden Bereichen der Läuferscheiben 26a, 26b sind in Umfangsrichtung aufeinander folgend in gleichmäßigen Winkelabständen Permanentmagneten 27 gehalten, deren nach innen, d.h. zur jeweils gegenüberliegenden Läuferscheibe 26b, 26a weisende Polflächen in Umfangsrichtung aufeinander folgend unterschiedliche Polarität aufweisen. Auch die sich in Axialrichtung gegenüberliegenden Polflächen der Permanentmagnete 27 der beiden Läuferscheiben haben unterschiedliche Polarität. Die Permanentmagnete 27 sind in Aussparungen der Läuferscheiben 26a, 26b gehalten, wobei in Umfangsrichtung aufeinander folgende Permanentmagnete 27 jeweils durch Verbindung ihrer spulenabgewandten Stirnflächen durch ein das Magnetfeld weitgehend einschließendes Joch 27a aus hart- oder weichmagnetischem Material zu einem Hufeisen-Magneten zusammengeschlossen sind.
Auf der Innenwandung der Gehäuse-Umfangswand 16 sind - ebenfalls in gleichmäßigen Winkelabständen versetzt - Elektromagnet - Bauelemente 28 mit jeweils einem eine Spulenwicklung 30 aus einem oder mehreren Leitern tragenden Spulenkern 32 angeordnet. Die Enden der Leiter der Spulenwicklung 30 sind an einer elektronischen Steuereinrichtung angeschlossen, welche den der Steuereinrichtung von einer elektrischen Stromquelle zugeführten elektrischen Strom derart gesteuert in die Spulen 30 einspeist, dass in den Elektro- magnet -Bauelementen 28 ein magnetisches Drehfeld erzeugt wird, welches in Wechselwirkung mit den auf den Läuferscheiben 26a, 26b angeordneten Permanentmagneten 27 eine relative Drehung des Rotors und somit der Welle 24 zum Gehäuse 12 zur Folge hat. In Verbindung mit der erwähnten - nicht gezeigten - elektronischen Steuerung stellt die elektrische Maschine gemäß Fig. 25 also einen von einer Gleichstromquelle antreibbaren bürstenlosen elektrischen Axialfeldmotor dar.
Wenn umgekehrt die Welle 24 angetrieben wird, wird von den sich mit den Läuferscheiben (26a, 26b) drehenden Permanentmagneten 27 in den Elektromagnet-Bauelementen 28 ein elektrisches Drehfeld erzeugt, welches an den Enden der Spulen 30 der Elektromagnet-Bauelementen 28 abnehmbar und durch eine geeignete Gleichrichterschaltung als Gleichstrom genutzt werden kann. Durch entsprechende elektronische Steuereinrichtungen kann das elektrische Drehfeld alternativ auch in Dreh- oder Wechselstrom umgeformt werden.
In Fig. 26 ist ein in seiner Gesamtheit mit 10' bezeichnetes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Elektromotors bzw. einer elektrischen Maschine dargestellt, deren Leistung ohne Durchmesservergrößerung dadurch erhöht ist, dass in Rotorwellen-Längsrichtung zwei voneinander beabstandete Reihen von Elektromagnet-Bauelementen 28 im Innern des Gehäuses 12 angeordnet sind. Der Rotor weist neben den beiden vor die in entgegen gesetzte Richtung weisenden äußeren Stirnflachen der Spulenkerne der Elektromagnet-Bauelemente 28 geführten äußeren Läuferscheiben 26a, 26b eine zusätzlich in den Zwischenraum zwischen die beiden Reihen von Elektromagnet-Bauelementen 28 geführte dritte Läuferscheibe 26c auf. In dieser mittleren Läuferscheibe 26c sind Permanentmagneten 27 eingelassen. Auf diese Weise können die Luftspalte zwischen den Polflächen der Permanentmagnete 27 und den Stirnflachen der
Spulenkerne 32 der Elektromagnet-Bauelemente 28 in der mittleren Läuferscheibe 26c klein gehalten und somit Verluste durch magnetische Streufelder vermieden werden. Auch hier kann die Gehäuse-Umfangswand 16 wieder aus Montagegründen entlang einer mittigen Ebene geteilt sein. Abgesehen von der in Axialrichtung versetzt angeordneten zweiten Reihe von Elektromagnet-Bauelementen 28 und der Anordnung der zusätzlichen mittleren Läuferscheibe 26c entspricht der Elektromotor funktionell der vorstehenden Verbindung mit Fig. 25 beschriebenen elektrischen Maschine, so dass es bezüglich der Ausgestaltung des Elektromotors 10' im übrigen genügt, auf die vorausgehende Beschreibung des Elektromotors 10 zu verweisen, zumal funktionell gleichen Bauteil der beiden Maschinen in den Zeichnungsfiguren gleiche Bezugszeichen zugeordnet sind.
Es ist ersichtlich, dass eine weitere Leistungserhöhung ohne Durchmesservergrößerung durch Anordnung einer weiteren oder mehrerer weiterer axial versetzte Reihen von Elektromagnet-Bauelementen möglich ist, zwischen denen dann jeweils wieder eine zusätzliche Läuferscheibe mit Permanentmagneten angeordnet wird.
Aus der in Fig. 27 schematisiert dargestellten Schnittansicht der in Fig. 25 gezeigten elektrischen Maschine 10 ist erkennbar, dass von der Gehäuse-
Umfangswand 16 des Gehäuses 12 in gleichmäßiger Verteilung in Umfangsrichtung zueinander versetzt - im dargestellten Fall insgesamt vierundzwanzig - Elektromagnet-Bauelemente 28 angeordnet sind. Die Welle 24 trägt - wie erwähnt - den auf ihr drehfest gehaltenen Rotor, der in den Figuren 28 und 29 auch noch gesondert dargestellt ist und die beiden voneinander beabstandeten, sich radial bis in die Nähe der Gehäuse-Umfangswand 16 erstreckenden Läuferscheiben 26a, 26b aus unmagnetischem Material aufweist, in denen die in Umfangsrichtung aufeinander folgend in gleichmäßigen Winkelabständen gehaltene Permanentmagnete 27 angeordnet sind, und zwar im dargestellten Fall insgesamt zwölf Permanentmagnete, deren innen, d.h. zur jeweils gegenüber liegenden Läuferscheibe 26b, 26a weisenden Polflächen in Umfangsrichtung aufeinander folgend unterschiedliche Polarität aufweisen. Auch die in Axialrichtung gegenüber liegenden Polflächen der Permanentmagnete 27 der beiden Läuferscheiben 26a, 26b haben unterschiedliche Polarität. In Umfangsrichtung erstreckt sich jede Polfläche eines Permanentmagneten im dargestellten Ausführungsbeispiel über zwei Polflachen der Spulenkerne 32 von in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Elektromagnet-Bauelementen.
Die nicht gezeigten Enden der Leiter der Spulenwicklung 30 der Elektromagnet- Bauelemente sind aus dem Gehäuse herausgeführt und dann in geeigneter Weise an die bereits angesprochene elektronischen Steuereinrichtung angeschlossen, welche den von einer elektrischen Stromquelle zugeführten elektrischen Strom derart gesteuert in die Spulen der Elektromagnet-Bauelemente einspeist, dass diese das magnetisches Drehfeld erzeugen, welches in Wechselwirkung mit den auf den Läuferscheiben 26a, 26b angeordneten Permanentmagneten die Drehung des Motors 10 und somit der Welle 24 zur Folge hat.
Die Läuferscheiben 26a, 26b sind jeweils auf den äußeren Stirnflächen eines Nabenkörpers 36 (Fig. 27 bis 29) angeordnet, von dem radiale Wände 38 in den Zwischenraum zwischen den Läuferscheiben 26a, 26b vorspringen, deren radiale Erstreckung so gewählt ist, dass die von der Gehäuse-Umfangswand 16 radial nach innen vortretende Elektromagnet-Bauelemente 28 noch radial in den Zwischenraum zwischen den Läuferscheiben 26a, 26b eintreten können, ohne an den radial äußeren Enden der vom Nabenkörper 36 vortretenden radialen Wände 38 anzustoßen. Jeweils zwischen zwei in Umfangsrichtung aufeinander folgenden radialen Wänden 38 des Nabenkörpers 36 sind zusätzlich an den einander zugewandten Innenflächen der Läuferscheiben 26a, 26b befestigte radiale Wände 38' vorgesehen, wodurch eine Reihe von in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Kammern 40 gebildet werden, die innen vom Nabenkörper 36 und seitlich von den Läuferscheiben 26a, bzw. 26b abgeschlossen sind. Unmittelbar oberhalb des Nabenkörpers 36 sind in beiden Läuferscheiben 26a und 26b in die Kammern 40 führende innere Durchlassöffnungen 46 vorgesehen. Bei sich drehendem Rotor kann also über die Durchlassöffnungen 46 Luft aus dem Gehäuseinnern in die Kammern 40 übertreten und wird dort durch die Zentrifugalkraft des sich drehenden Rotors radial nach außen beschleunigt. Diese radial nach außen strömende Luft tritt dann aus den Kammern 40 aus und trifft auf die von der Umfangswand 16 des Gehäuses 12 in den Zwischenraum zwischen den Läuferscheiben 26a, 26b vortretenden Elektromagnet- Bauelemente und tritt durch die Zwischenräume zwischen diesen Bauelementen hindurch, umströmt diese und kann dann über die Umfangsfläche der Läuferscheiben hinweg wieder in den Zwischenraum zwischen den Läuferscheiben 26a, 26b und den Gehäuse-Stirnwänden 14a, 14b übertreten. Der vom Nabenkörper, den radialen Wänden 38 und 38' und den Läuferscheiben 26a, 26b gebildete Rotor stellt also gleichzeitig das Laufrad eines Gebläses dar, welches eine Zwangs-Umlaufströmung der im Gehäuse eingeschlossenen Luft oder - in Sonderfällen - einer dort eingebrachten Gasfüllung bewirkt.
Sobald die Temperatur in der erzwungenen Umlaufströmung über die
Umgebungstemperatur ansteigt, wird Wärme über das Gehäuse, d.h. die Gehäuse- Umfangswand 16 und die Gehäuse-Stirnwände 14a und 14b zur Außenatmosphäre abgeführt. Durch Verrippung der Flächen des Gehäuses kann sowohl der Wärmeübergang von der erzwungenen Umlaufströmung im Gehäuseinnern auf das Gehäuse als auch die Wärmeabgabe vom Gehäuse an die Umgebungsatmosphäre gefördert werden. Anstelle der erzwungenen Umlaufströmung im Gehäuseinnern kann auch eine Kühlung mit Außenluft erfolgen, wenn in den Gehäuse-Stirnwänden 14a und 14b etwa in Ausrichtung zu den Durchlassöffnungen 46 in den Läuferscheiben 26a, 26b Lufteinlässe und in der Gehäuse-Umfangswand 16 im Bereich zwischen den Elektromagnet-Bauelementen 28 Auslassöffnungen für die geförderte Umgebungsluft vorgesehen werden.
In Fig. 30 ist schematisch die Schaltung eines Elektromagnet-Bauelements 28 einer Sonderausführung der Elektromagnet-Bauelemente dargestellt, deren Spulenkern zwei in entgegen gesetztem Windungssinn übereinander gewickelte
Spulenwicklungen 30a und 30b trägt. Es ist erkennbar, dass die Enden der beiden Spulenwicklungen 30a, 30b an die gleiche Strom führende Leitung angeschlossen sind, während die anderen Enden der beiden Spulenwicklungen jeweils an gesonderte zu einer elektronischen Steuereinheit EC führende Leitungen angeschlossen sind, über welche die zweite Stromleitung wahlweise auf die erste Spulenwicklung 30a oder die zweite Spulenwicklung 30b geschaltet werden kann. Zu der in Fig. 30 getroffenen Darstellung der Spulenwicklung ist noch darauf hinzuweisen, dass die Spulenwicklung 30a hier nur zur Hälfte dargestellt ist, um den oberen Teil der unter ihr liegenden Spulenwicklung 30b darstellen zu können. In der Praxis erstreckt sich die Wicklung 30a über die volle Länge des Spulenkerns 32. Man spricht in einem solchen Fall auch von umgepolten Differenzial- Wicklungen.
Es ist ersichtlich, dass im Rahmen des Erfindungsgedankens Abwandlungen und Weiterbildungen der beschriebenen Ausführungsbeispiele der elektrischen Maschine 10 bzw. 10' verwirklichbar sind.
Beim Antrieb der elektrischen Maschine 10 als Elektromotor kann anstelle des in der Beschreibung vorausgesetzten Drehabtriebs über die Welle 24 alternativ auch die Welle 24 über einen geeigneten Flansch an einem starren Bauteil befestigt werden. Bei Beaufschlagung des Motors mit Strom wird dann das Gehäuse 12 in Drehung versetzt. In dieser Ausgestaltung kann die elektrische Maschine sehr gut bei der Ringspinnmaschine mit Einzelspindelantrieb nach den Fig. 5 und 6 direkt an den Spindeln eingesetzt werden. Um dann die Elektromagnet-Bauelemente 28, die sich in diesem Falle ja zusammen mit dem Gehäuse 12 drehen würden, nicht über Schleifkontakte oder Bürsten mit elektrischem Strom ansteuern zu müssen, wird zweckmäßig die Anordnung der Permanentmagnete 27 und der Elektromagnet- Bauelemente 28 vertauscht, d.h. die Elektromagnet-Bauelemente werden in dem. nunmehr auf der festen Welle undrehbar gehalterten Rotor angeordnet, während die Permanentmagnete 27 auf den Innenflachen des Gehäuses, d.h. den
Innenflächen der Gehäuse-Stirnwände 14a, 14b angeordnet werden. Es handelt sich dann praktisch um eine kinematische Umkehr der elektrischen Maschine 10. Die Stromzufuhr zu den Elektromagnet-Bauelementen erfolgt dann über fest in der Welle verlegte Zuleitungen.
Mit geringfügigem, jedem Fachmann geläufigen Abänderungen z.B. am Gehäuse, ist es möglich, solche Elektromotoren bei den Textilmaschinen einzusetzen, die in den übrigen Figuren 1 bis 4 und 7 bis 24 zuvor näher beschrieben worden sind.
Ebenso ist es möglich, diese Elektromotoren bei einem Hubgetriebe einzusetzen, wie es aus der DE 4444 619 C1 bekannt ist.
Auch ist es möglich, diese Elektromotoren bei anderen bekannten, hier nicht dargestellten oder beschriebenen Textilmaschinen einzusetzen, z. B. bei so genannten Offenend-Spinnvorrichtungen. Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise in der DE 198 08 244 A1 beschrieben. Weiterhin ist es möglich, diese Elektromotoren bei einer Vorrichtung zum Abräumen von Kreuzspulen an einer Textilmaschine einzusetzen. Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise in der DE 195 47 868 B4 beschrieben.
Möglich ist es auch, diese Elektromotoren zum Antrieb von Zwirnspindel, wie sie beispielsweise in der DE 198 17 315 C1 Vorrichtung zur Herstellung von gedrehtem, texturiertem Garn, wie sie beispielsweise in der DE 195 46 372 C1 beschrieben ist, einzusetzen.
Ferner ist es möglich, diese Elektromotoren bei einer so genannten Galetteneinheit einer Textilmaschine, bei einer Mischvorrichtung zum Mischen von Kunststoffschmelzen vor dem Verspinnen oder beim Antrieb von Extrudern einzusetzen. Solche Vorrichtungen sind beispielsweise in der DE 199 02 315 A1 , der DE 197 15 125 A1 und der DE 694 33 065 T2 beschrieben. Das Gleiche gilt für Vorrichtungen zur Herstellung von gekräuselten Fäden, wie sie beispielsweise aus der DE 195 37 958 C1 bekannt sind.
Der Inhalt der aufgeführten Veröffentlichungen soll jedenfalls Bestandteil dieser Erfindung sein.
Selbstverständlich ist auch an den Einsatz solcher Elektromotoren nach der in Webmaschinen und Stickmaschinen und sonstigen Textilmaschinen möglich.
Analoges gilt für den Einsatz der in den Figuren 25 bis 30 beschriebenen elektrischen Maschine als Generator, der zur Stromversorgung von Textilmaschinen dient.
Die Erfindung soll jedenfalls den Einsatz der in den Fig. 25 bis 30 beschriebenen elektrischen Maschine als Elektromotor und/oder Generator bei sämtlichen Textilmaschinen umfassen.

Claims

Textilmaschine mit wenigstens einem Elektromotor
Ansprüche: 1. Textilmaschine mit wenigstens einem Elektromotor, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (Fig. 25 bi 30; Bezugsziffern 10; 10') versehen ist mit einem in einem Gehäuse (12) drehbar gelagerten Rotor (26a, 26b; 26c; 36) mit aus dem Gehäuse (12) herausgeführter Rotorwelle (24), einer Vielzahl von mit Abstand von der Rotot-Drehachse in gleichmäßigen Winkelabständen ortsfest im Gehäuse angeordneten Elektromagnet- Bauelementen (28) mit jeweils einem eine Spulenwicklung (30) aus einem oder mehreren Leitern tragenden Spulenkern (32) und mit in gleichmäßigen Winkelabständen angeordneten, mit jeweils einer Polfläche zu den Stirnflächen der Spulenkerne (32) gegenüberstehend ausgerichteten drehfest im oder am Rotor gehalterten Permanentmagneten (27) mit in Umfangsrichtung aufeinanderfolgend jeweils entgegengesetzter Polarität; wobei die Spulenkerne (32) der Elektromagnet-Bauelemente (28) derart parallel zur Drehachse der Rotorwelle (24) im Gehäuseinneren angeordnet sind, dass ihre gegenüberliegenden Stirnflächen jeweils in zwei voneinander beabstandeten rechtwinklig zur Rotorwellendrehachse verlaufenden Ebenen liegen und die Enden der die Spulenwicklung (30) bildenden elektrischen Leiter der einzelnen Elektromagnet-Bauelemente (28) über eine elektrische oder elektronische Steuereinrichtung zu wenigstens zwei elektrischen Anschlüssen zusammengeschaltet sind, wobei der Rotor wenigstens zwei sich radial bis vor die Stirnflächen der Spulenkerne erstreckende äußere Läuferscheiben (26a, 26b; 26c) aufweist, in denen die Permanentmagnete (27) mit ihren Polflächen zu den jeweils zugeordneten Spulenkern-Stirnflächen ausgerichtet gehalten sind, wobei jeweils Paare von in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden, am spulenzugewandten Ende jeweils mit einer Polfläche unterschiedlicher Polarität versehenen Schenkeln der in den beiden gegenüberliegenden äußeren Läuferscheiben (26a, 26b) vorgesehenen Permanentmagneten (27) in den polflächenabgewandten Endbereichen durch jeweils ein das Magnetfeld weitgehend einschließendes Joch (27a) aus weich- oder hartmagnetischem Material miteinander verbunden sind, wobei die Läuferscheiben (26a, 26b) durch radial verlaufende, den Hohlraum zwischen den Läuferscheiben in eine Anzahl von in Umfangsrichtung zueinander versetzte, zu den Elektromagnet- Bauelementen (28) hin offene Kammern (40) bildende radial verlaufende Wände (38; 38') miteinander verbunden sind und wobei in den Läuferscheiben (26a, 26b) jeweils in deren radial inneren Bereich die Kammern (40) des Rotors mit dem Gehäuseinneren verbindende, radial innere Durchlassöffnungen (46) versehen sind.
2. Textilmaschine, insbesondere Ringspinnmaschine oder Vorspinnmaschine, nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor zum Antrieb wenigstens einer Spindel oder Spule dient (Fig. 5, 6; 7-10; 11 -13).
3. Textilmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb über wenigstens einen Tangentialriemen erfolgt (Fig. 7-10, 11-13).
4. Textilmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Elektromotor nach Anspruch 1 zum Antrieb wenigstens eines Streckwerk-Bauteils vorgesehen ist (Fig 1-4).
5. Textilmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Elektromotoren in einem Gruppenantrieb für Flügel von Vorspinnmaschinen vorgesehen sind (Fig. 11-13).
6. Textilmaschine, von der Spulen und/oder Hülsen zu wenigstens einer weiteren Textilmaschine mittels einer Vorrichtung transportiert werden, welche wenigstens einen Elektromotor nach Anspruch 1 aufweist (Fig. 14-24).
7. Textilmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor zum Antrieb der Vorrichtung wenigstens eines Hängewagenzuges vorgesehen ist, mit dem Spulen und/oder Hülsen transportiert werden können (Fig. 14-24).
8. Textilmaschine nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Energie, welche der
Elektromotor benötigt, durch einen Generator erzeugt wird, welcher analog zum Elektromotor aufgebaut ist.
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