DE3542650A1

DE3542650A1 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung und/oder regelung des anfahrvorganges einer webmaschine

Info

Publication number: DE3542650A1
Application number: DE19853542650
Authority: DE
Inventors: Heinz-Dieter Dr Ing Boehm; Walter Rehling
Original assignee: Maschinenfabrik Stromag GmbH
Current assignee: Maschinenfabrik Stromag GmbH
Priority date: 1985-12-03
Filing date: 1985-12-03
Publication date: 1987-06-04

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung des Anfahrvorganges einer Webmaschine, bei dem eine Webmaschine über eine Kupplung mit einer Antriebsmaschine verbunden wird.

Derartige Verfahren sind allgemein bekannt. Beispielsweise wird dort ein auf eine bestimmte Betriebsdrehzahl eingestellter Motor über eine Kupplung mit dem Getriebe einer Webmaschine verbunden. Während des Anfahrvorgangs der Webmaschine, der durch das Einkuppeln der Kupplung bewirkt wird, fällt die Drehzahl des Antriebs-Motors unter die Betriebsdrehzahl ab. Erst nach Ablauf einer bestimmten Anfahrzeit hat der Motor die Webmaschine wieder auf die vorgegebene Betriebsdrehzahl be schleunigt. Nachteilig ist, daß während dieser Anfahrzeit die Webmaschine nicht mit ihrer Betriebsdrehzahl läuft. Das herge stellte Produkt weicht daher in diesem Betriebsbereich von anderen Stellen ab.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Anfahrzeit, also die Zeit zum Beschleunigen der Webmaschine auf die vorgegebene Betriebs drehzahl zu verkürzen, um damit Fehlerbildungen am Produkt weitgehend auszuschließen.

Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art vor dem Anfahrvorgang bei geöffneter Kupplung die Drehzahl der Antriebsmaschine über die Betriebs drehzahl erhöht wird.

Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß die Drehzahl der Antriebsmaschine nur unwesentlich oder gar nicht unter die gewünschte Betriebsdrehzahl abfällt. Der durch den Anfahrvor gang der Webmaschine hervorgerufene Drehzahleinbruch der An triebsmaschine hat also nur die Folge, daß die Drehzahl der Antriebsmäschine von dem erhöhten Wert auf die gewünschte Be triebsdrehzahl abgesenkt wird. Die Webmaschine selbst wird wesentlich schneller auf die gewünschte Betriebsdrehzahl gebracht. Das wird auch aufgrund des von der Antriebsmaschine her zur Verfügung stehenden größeren Drehmoments gefördert.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung wird die Erhöhung der Drehzahl der Antriebsmaschine entweder direkt vom Benutzer eingestellt oder indirekt in Abhängigkeit von Betriebskenn größen der Webmaschine und/oder der Antriebsmaschine vorge nommen. Damit die Webmaschine beim ersten Arbeitstakt ihre Betriebsdrehzahl aufweist ist es im zweiten Fall zweckmäßig, die Drehzahl der Antriebsmaschine automatisch beispielsweise in Abhängigkeit vom Arbeitswinkel der Webmaschine zu erhöhen. Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, die Erhöhung der Drehzahl der Antriebsmaschine vor dem Anfahrvorgang zu verändern. Sie kann also entweder vom Benutzer oder von einer entsprechenden beispielsweise elektronischen Steuereinheit an die jeweiligen momentanen Betriebsbedingungen der Webmaschine und/oder der Antriebsmaschine angepaßt werden. Bei einer automatischen Drehzahlerhöhung mittels der genannten Steuereinheit ist es zweckmäßig, verschiedene Betriebskenngrößen der Webmaschine und ggf. auch der Antriebsmaschine zu verarbeiten. Dadurch kann die Erhöhung der Antriebsdrehzahl so gewählt werden, daß in jedem Betriebszustand der Anlage die kürzest mögliche Anfahrzeit er reicht wird.

Bei einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine mit der Webmaschine gekoppelte Welle über eine Kupplung mit der Antriebsmaschine verbunden, wobei die Antriebsmaschine an einen Anfahrsollwertgeber angeschlossen ist, dessen Ausgangssignale wenigstens die Antriebsmaschine ansteuern. Als Anfahrsollwertgeber kann beispielsweise ein elektronisches Rechengerät verwendet werden, das das die An triebsmaschine ansteuernde Ausgangssignal in Abhängigkeit von Eingangssignalen bildet, die dem Anfahrsollwertgeber zugeführt sind.

Bei einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist zur Erhöhung der Drehzahl der Antriebsmaschine eine Einstell vorrichtung vorgesehen, deren Ausgangssignale auf den Anfahr sollwertgeber einwirken. Zweckmäßig ist es, den Anfahrsoll wertgeber mit vom Betriebszustand der Webmaschine und/oder der Antriebsmaschine abhängigen Eingangssignalen zu beaufschlagen. Durch diese Ausgestaltungen ist es möglich, dem Anfahrsollwert geber Eingangssignale zuzuführen, aus denen er das die An triebsmaschine ansteuernde Ausgangssignal bildet. Im ersten Fall kann ein Benutzer durch Verstellung der Einstellvorrich tung die Drehzahl der Antriebsmaschine beliebig verändern. Im zweiten Fall wird diese Veränderung automatisch durchgeführt, wobei der Anfahrsollwertgeber zu diesem Zweck den Betriebszu stand der Webmaschine und/oder den Betriebszustand der An triebsmaschine charakterisierende Signale verarbeitet.

In Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird als Antriebsmaschine ein frequenzgesteuerter Elektromotor verwen det. Die erfindungsgemäße Erhöhung der Drehzahl der Antriebs maschine erfordert eine Antriebsmaschine, deren Drehzahl in einfacher Weise verändert werden kann. Dies ist bei einem frequenzgesteuerten Elektromotor der Fall.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung des in den Zeichnungen dar gestellten Ausführungsbeispieles. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Anwendung der Erfindung bei einer Webmaschine und

Fig. 2 ein Drehzahl-Zeit-Diagramm für verschiedene Dreh zahlverläufe der Webmaschine und einer Antriebs maschine.

In der Fig. 1 ist eine Webmaschine schematisch als Block dar gestellt und mit der Bezugsziffer 13 gekennzeichnet. An die Webmaschine 13 ist ein regelbarer Drehzahlantrieb angeschlos sen, dessen Welle 14 mit einem axial verschiebbaren, aber drehfest mit ihr verbundenen Wellenteil, vorzugsweise einem Hohlwellenteil 15 versehen ist, wobei des weiteren auf der Welle 14 noch eine kombinierte Kupplungs-Bremseinheit mit einer Bremsscheibe 17 und eine Kupplungsscheibe 16 angebracht ist. Die Kupplungsscheibe 16 wirkt mit einer zweiten Kupplungs scheibe 18 zusammen, die auf der Antriebswelle eines beispiels weise frequenzgesteuerten Antriebsmotors 20 drehfest befestigt ist. Die Kupplungsscheibe 16 und die Bremsscheibe 17 sind drehfest mit der Welle 14 verbunden. Die Bremsscheibe 17 kann mit einer ortsfesten Bremsfläche 19 zusammenwirken, wenn sie durch eine, z.B. in bekannter Weise elektromagnetisch ausge löste Axialbewegung des Hohlwellenteiles 15 gegen die Brems fläche 19 gedrückt wird. Dies wird in der Regel dann der Fall sein, wenn die Kupplungsscheibe 16 von ihrer Gegenkupplungs scheibe 18 gelöst wird. Die Funktion einer Kupplungs-Bremsein heit ist jedoch bekannt und nicht Gegenstand dieser Erfindung.

Gesteuert wird die Kupplungs-Bremseinheit durch elektrische Signale 26 und 25. Die beiden, die Elektromagnete der Kupplungs- Bremseinheit beeinflussenden Signale 25 und 26 werden von jeweils einem Verstärker 23 verstärkt, wobei diese an eine Verknüpfungseinrichtung 22 angeschlossen sind. Ein Tachometer 30 mißt die Drehzahl der Welle 14, erzeugt in Abhängigkeit davon ein Ausgangssignal auf einer Leitung 24, das auf die Ver knüpfungseinrichtung 22 einwirkt. Schließlich beaufschlagt ein Ausgangssignal eines Anfahrsollwertgebers 27 noch die Ver knüpfungseinrichtung 22. Dadurch ergibt sich ein Steuer und/oder Regelkreis, der aus dem Anfahrsollwertgeber 27, der Verknüpfungseinrichtung 22, den beiden Verstärkern 23, der Bremse und der Kupplung des regelbaren Drehzahlantriebs, dem Tachometer 30 und der Rückkoppelleitung 24 besteht.

Der Anfahrsollwertgeber 27 erhält von einer Einstellvorrichtung 55 ein Signal auf der Leitung 52 und von der Webmaschine 13 zugeordneten Sensoren 56 ein Signal über die Leitung 51. Als weiteres Ausgangssignal erzeugt der Anfahrsollwertgeber 27 ein Signal, das über die Leitung 50 die Antriebsmaschine 20 ansteuert.

In der Fig. 2 ist der Anfahrvorgang der Webmaschine 13 darge stellt. Zu diesem Zweck ist auf der Abszisse die Zeit t und auf der Ordinate die Drehzahl n aufgetragen. Mit T ₁ und T ₂ sind zwei bestimmte Zeitpunkte gekennzeichnet, während N ₀ die ge wünschte Betriebsdrehzahl der Webmaschine 13 ist. Vor dem Zeitpunkt T ₁ ist die Drehzahl der Webmaschine 13 gleich Null. Der Drehzahlverlauf der Webmaschine 13 nach dem Zeitpunkt T ₁ ist mit der Bezugsziffer 61 gekennzeichnet. Zum Zeitpunkt T ₂ hat die Drehzahl der Webmaschine 13 die gewünschte Betriebs drehzahl N ₀ erreicht, der Anfahrvorgang ist also beendet. Der Drehzahlverlauf der Antriebsmaschine 20 ist mit der Bezugs ziffer 60 gekennzeichnet. Vor dem Zeitpunkt T ₁, also vor dem Anfahrvorgang, weist die Antriebsmaschine 20 eine über die Betriebsdrehzahl N ₀ erhöhte Drehzahl auf, die mit der Bezugs ziffer 80 gekennzeichnet ist. Nach dem Zeitpunkt T ₁, also während des Anfahrvorgangs der Webmaschine 13, sinkt gemäß des Drehzahlverlaufs 60 der Antriebsmaschine 20 zuerst die Drehzahl der Antriebsmaschine 20 auf einen Wert unter der Betriebsdreh zahl N ₀ ab, um danach kurz vor dem Zeitpunkt T ₂ die Betriebs drehzahl N ₀ wieder zu erreichen. Der Drehzahleinbruch entsteht dabei aufgrund des Beschleunigungsvorgangs der Webmaschine 13. Die Zeitdauer zwischen den beiden Zeitpunkten T ₁ und T ₂ ist die Anfahrzeit der Webmaschine 13.

Zum Vergleich ist in der Fig. 2 auch noch ein Drehzahlverlauf 70 eingezeichnet, der dem Drehzahlverlauf einer Antriebs maschine entspricht, deren Drehzahl vor dem Anfahrvorgang nicht erhöht wird, sowie ein Drehzahlverlauf 71, der demjenigen einer gemäß des Drehzahlverlaufs 70 angetriebenen Webmaschine entspricht. Aufgrund der nicht überhöhten Drehzahl vor dem Anfahrvorgang ist die Anfahrzeit der Webmaschine wesentlich länger als bei einer erfindungsgemäßen Überhöhung der Drehzahl der Antriebsmaschine vor dem Anfahrvorgang.

Die Erhöhung der Drehzahl der Antriebsmaschine vor dem Zeit punkt T ₁ kann verschieden gewählt werden. Mit der Bezugsziffer 90 ist der Drehzahlverlauf einer Antriebsmaschine dargestellt, deren Drehzahl vor dem Anfahrvorgang der angetriebenen Web maschine auf einen Wert erhöht war, der in der Fig. 2 mit der Bezugsziffer 81 gekennzeichnet ist. Dieser Wert 81 ist dabei gerade so gewählt, daß die Drehzahl der Antriebsmaschine 20 gemäß des Drehzahlverlaufs 90 nicht kleiner wird als die ge wünschte Betriebsdrehzahl N ₀.

Die Größe der Überhöhung der Drehzahl der Antriebsmaschine 20 vor dem Anfahrvorgang, also vor dem Zeitpunkt T ₁ kann, wie er wähnt, beliebig gewählt werden, und zwar insbesondere in Ab hängigkeit vom Betriebszustand und/oder von Betriebskenngrößen der angetriebenen Webmaschine und/oder der Antriebsmaschine. Dies ist in der Fig. 1 mit Hilfe der Sensoren 56 möglich, deren Ausgangssignale über die Leitung 51 dem Anfahrsollwertgeber 27 zugeführt sind. Ebenfalls ist es möglich, die Erhöhung der Antriebsdrehzahl der Antriebsmaschine 20 von Hand einzustellen, was in der Fig. 1 mittels der Einstellvorrichtung 55 bewerk stelligt werden kann, deren Ausgangssignal über die Leitung 52 den Anfahrsollwertgeber 27 beeinflußt. Dieser Anfahrsollwert geber, der beispielsweise in der Form eines elektronischen Rechengeräts vorliegen kann, bildet dann in Abhängigkeit von seinen Eingangssignalen wenigstens ein Ausgangssignal, das über die Leitung 50 die Drehzahl der Antriebsmaschine beeinflußt. Dadurch ist es möglich, mit Hilfe des Anfahrsollwertgebers 27 die Drehzahl der Antriebsmaschine vor dem Anfahrvorgang zu erhöhen. Für den eigentlichen Betrieb der gesamten Anlage ist dann der im Zusammenhang mit der Fig. 1 erwähnte Steuer- bzw. Regelkreis zuständig, der mittels Kupplung und Bremse die Drehzahl der Webmaschine 13 auf die gewünschte Betriebsdrehzahl N ₀ steuert und/oder regelt. Dabei kann, wie dies auch in der Fig. 1 dargestellt ist, die Drehzahl der Welle 14 als Ist-Wert für diese Regelung verwendet werden.

Claims

1. Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung des Anfahr vorganges einer Webmaschine, bei dem eine Webmaschine über eine Kupplung mit einer Antriebsmaschine verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Anfahrvorgang (t kleiner T ₁) bei geöffneter Kupplung die Drehzahl (60, 90) der Antriebsmaschine (20) über die Betriebsdrehzahl (N ₀) erhöht wird (80, 81).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung der Drehzahl (60, 90) der Antriebsmaschine (20) vom Benutzer eingestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die Erhöhung der Drehzahl (60, 90) der Antriebs maschine (20) in Abhängigkeit von Betriebskenngrößen der Webmaschine und/oder der Antriebsmaschine vorgenommen wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anfahr sollwertgeber (27) vorgesehen ist, der mit seinen Ausgangs signalen (50) wenigstens die Antriebsmaschine (20) ansteuert.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Drehzahl (60, 90) der Antriebsmaschine (20) eine Einstellvorrichtung (55) vorgesehen ist, deren Aus gangssignale (52) auf den Anfahrsollwertgeber (27) einwirken.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn zeichnet, daß zur Erhöhung der Drehzahl (60, 90) der Antriebs maschine (20) der Anfahrsollwertgeber (27) mit vom Betriebszu stand der Webmaschine und/oder der Antriebsmaschine abhängigen Eingangssignalen (51) beaufschlagt ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Antriebsmaschine (20) ein frequenz gesteuerter Elektromotor verwendet wird.