DE3733590A1 - Verfahren und schaltungsanordnung zum anwerfen von mit einem elektrischen hauptantrieb ausgeruesteten webmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anwerfen von mit einem elektrischen Hauptantrieb ausgerüsteten Webmaschi­ nen, bei denen die Anwerfenergie im wesentlichen von elektrisch antreibbaren, an die Webmaschine kuppelbaren Schwungmassen aufgebracht wird.

Üblicherweise werden Webmaschinen durch einen elektri­ schen Motor angetrieben, der an das Wechselstrom- bzw. Drehstromnetz angeschlossen ist. Aus der Frequenz des Netzes ergibt sich unter Berücksichtigung der Motor­ bauart, z.B. der Polzahl, eine bestimmte Drehzahl für den Hauptantriebsmotor. Von diesem Hauptantriebsmotor aus werden über getriebliche Mittel, z.B. über einen Riemen­ antrieb, mit der Hauptantriebswelle der Webmaschine ge­ kuppelte Schwungmassen angetrieben. Nach Einschalten des Hauptantriebes wird zunächst durch den Motor die Schwung­ masse auf die zugeordnete Drehzahl beschleunigt. Zum Starten der Webmaschine selbst wird über eine Kupplungs- Brems-Einheit die Schwungmasse auf die Hauptantriebswelle der Webmaschine gekuppelt, sodaß die Schwungmasse die Webmaschine vom Stillstand aus in Bewegung setzt. Die Charakteristik der Kupplung, die Steifheit des Motors und die Größe der einwirkenden Schwungmassen, sowie Reibwi­ derstände, ergeben für den Anlaufvorgang der Webmaschine einen ganz bestimmten Drehzahlverlauf, und zwar einer­ seits für die Schwungmassen und andererseits für die Hauptwelle der Webmaschine. Dabei erfährt die Drehzahl der Schwungmassen nach Einschaltung der Kupplung einen erheblichen Drehzahlabfall, bis sie mit der vom Still­ stand aus hochlaufenden Hauptwellendrehzahl der Webma­ schine synchron ist.

An derartige Anwerfeinrichtungen für Webmaschinen werden in der Praxis besondere Anforderungen gestellt, so muß z.B. die Webmaschine bis zum ersten Blattanschlag völlig eingekuppelt sein. Bei einem derartigen Einkuppelvorgang an der Webmaschine kann es vorkommen, daß zwar die Webma­ schine bis zum ersten Blattanschlag vollständig eingekup­ pelt sein kann, daß jedoch die momentane Drehgeschwindig­ keit beim ersten Blattanschlag zu gering ist und daß da­ durch im Gewebe sogenannte Anlaufstellen entstehen, d.h. Stellen, bei denen der eingetragene Schußfaden nicht in die richtige Position angeschlagen wird und dabei ein vergrößerter Schußfadenabstand entsteht. Eine so entstan­ dene Folge von weniger dicht angeschlagenen Schußfäden kann bei Überschreiten eines gewissen Grenzwertes als streifenartiger Gewebefehler sichtbar werden. Um beim An­ laufen der Webmaschine die genannten, aus zu geringer Drehgeschwindigkeit resultierenden Auswirkungen geringzu­ halten, war man bisher darauf bedacht, den Antrieb so auszubilden, daß er nach möglichst wenig Blattanschlagen, d.h. so frühzeitig wie möglich, eine momentane Drehge­ schwindigkeit von mehr als 96% der erwünschten Enddrehge­ schwindigkeit erreicht, sonst entstehen durch eine Folge von ungenügend angeschlagenen Schußfäden die oben genann­ ten qualitätsmindernden Streifen im Gewebe. Aus der Pra­ xis ergeben sich beispielsweise als Werte für die er­ reichbare Momentandrehzahl beim ersten Blattanschlag et­ was über 80% und etwa nach dem dritten Blattanschlag eine Momentandrehgeschwindigkeit von über 96% der erstrebten Nenndrehgeschwindigkeit. Um diese Werte zu erhalten, ver­ sucht man immer größere und steifere Motoren einzusetzen, sowie eine leichtere und steife Bauweise des Blattantrie­ bes zu erreichen. Dieser Tendenz sind aber durch das An­ wachsen der Schwungmassen für Motor, Kupplung und auch der Webmaschine und durch Wirtschaftlichkeitsüberlegungen bei der Leichtbauweise deutliche Grenzen gesetzt.

Ähnliche Probleme treten auch auf bei Webmaschinen mit durch das Webfach frei fliegenden Schußeintragorganen, z.B. Greiferschützen. Die Abschußgeschwindigkeit des Greiferschützen muß dabei so groß sein, daß der Schützen sicher das Webfach durchläuft und innerhalb enger zeitli­ cher Grenzen aus dem Fach austritt. Auch hier soll beim Anwerfen der Webmaschine die Betriebsdrehzahl sehr früh, möglichst noch vor dem ersten Abschuß eines Greiferschüt­ zen erreicht werden. Für diesen Fall ist aus der DE-PS 15 35 525 eine Anlaßvorrichtung für Webmaschinen bekannt, bei der zum Anwerfen der Webmaschine das zu kuppelnde Schwungrad vor dem Einrücken der Kupplung so angetrieben wird, daß es mit größerer Drehzahl als normalerweise wäh­ rend des Webens umläuft. Um das Schwungrad vor dem Anwer­ fen der Webmaschine mit einer höheren Drehzahl als der Betriebsdrehzahl anzutreiben, kann ein mit gleichbleiben­ der Drehzahl laufender Antriebsmotor vorgesehen sein, der über ein Planetengetriebe die erhöhte Drehgeschwindigkeit des Schwungrades bewirkt.

Diese bekannte Anordnung erfordert aber durch das Plane­ tengetriebe einen zusätzlichen Aufwand. Da außerdem der Umschalt- bzw. Anwerfvorgang für die Webmaschine von der Stellung der Kupplung abhängig ist, muß für die gesamte Zeit, in der die Kupplung ausgerückt ist, das Schwungrad mit erhöhter Drehzahl angetrieben werden. Das bedeutet auch für den Fall, daß die Webmaschine beim Auftreten ei­ nes Fehlers selbsttätig abgestellt und die Kupplung daher ausgerückt wurde, einen Antrieb des Planetengetriebes mit erhöhter Drehzahl während der ganzen Zeit der Fehlerbehe­ bung.

In der genannten Patentschrift ist auch noch auf eine an­ dere Möglichkeit, nämlich auf die Verwendung eines zwei­ tourigen Elektromotors hingewiesen, der bei ausgerückter Kupplung mit einer höheren Drehzahl umläuft. Dadurch sollte der Aufwand des Planetengetriebes entfallen und statt dessen die erforderliche Schwungmasse in den vom Elektromotor angetriebenen Rädern angeordnet werden. Auch dieser Vorrichtung haftet noch der genannte Mangel einer längerdauernden erhöhten Antriebsdrehzahl an. Um beim Kuppelvorgang zu verhindern, daß die im rasch umlaufenden Schwungrad gespeicherte kinetische Energie vom elektromo­ torischen Antrieb in dem Augenblick aufgenommen wird, in dem er mit niedriger Drehzahl umläuft, ist zwischen Schwungrad und Antriebsmotor eine Freilaufkupplung vorge­ sehen, was jedoch einen zusätzlichen baulichen Aufwand an mechanischen Gliedern zur Folge hat.

Die DE-OS 35 42 650 befaßt sich ebenfalls mit dem Problem des Anfahrvorganges von Webmaschinen. Auch dort findet sich der Vorschlag, vor dem Anfahrvorgang bei geöffneter Kupplung die Drehzahl des elektrischen Antriebsmotors über die normale Betriebsdrehzahl zu erhöhen. Dazu ist eine Reihe von Möglichkeiten aufgeführt, auf welche Weise die erhöhte Drehzahl eingestellt oder geregelt werden kann. Im Prinzip gehen die in der DE-OS offenbarten Merk­ male nicht über den oben im Zusammenhang mit der DE-PS 15 35 525 genannten Stand der Technik hinaus. Ein weiterer Vorschlag der DE-OS nennt als Antriebsmaschine die Ver­ wendung eines frequenzgesteuerten Elektromotors, mit dem auf einfache Weise die in der oben genannten DE-PS 15 35 525 erwähnte Verwendung eines zweitourigen Elektromotors realisiert werden kann. Nähere Ausführungen darüber sind in der DE-OS nicht gemacht. Vielmehr beschränkt sich die Offenbarung der DE-OS ausschließlich auf die Steuerung des Hochlaufens und Regelung der erhöhten Drehzahl der Antriebsmaschine. Von den Vorgängen beim Ankuppeln der Webmaschine an die höher drehende Antriebsmaschine ist lediglich im Zusammenhang mit einem Drehzahldiagramm ein Zeitabschnitt erwähnt, in dem die Webmaschine vom Still­ stand zur Betriebsdrehzahl hochläuft, während die An­ triebsmaschine von ihrer erhöhten Drehzahl zunächst unter die Betriebsdrehzahl absinkt und dann gemeinsam mit der Webmaschine wieder zur Betriebsdrehzahl hochläuft. In der DE-OS wird noch darauf hingewiesen, daß bei einer ent­ sprechend hoch gewählten Leerlaufdrehzahl der genannte Drehzahleinbruch unter die Betriebsdrehzahl verringert oder vermieden werden kann.

Dieser Umstand zeigt neue Probleme auf, denn eine be­ trächtliche Erhöhung des Drehzahlbereichs erfordert auch erhöhten Aufwand und Leistung, was tunlichst vermieden werden soll. Mit diesem Problem setzt sich aber die DE-OS nicht auseinander. Auch die Frage des eventuellen Ein­ satzes von Freilaufeinrichtungen wie bei der genannten DE-PS ist hier übergangen. Es ist kein Weg aufgezeigt, wie etwa auf einfachere Weise die oben genannte Zeit­ spanne verkürzt und auch bei weniger starker Drehzahler­ höhung ein störender Einbruch der Drehzahl während des Kupplungsvorganges vermieden werden kann.

Ausgehend von der DE-PS 15 35 525 lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den durch Planetengetriebe und Freilauf bedingten baulichen Aufwand möglichst zu vermeiden und außerdem in einem zweiten Schritt die Einschaltdauer des Antriebes mit erhöhter Drehzahl möglichst zu kürzen. Die Aufgabe wird durch das im Patentanspruch 1 genannte Ver­ fahren gelöst. Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, daß beim Start der Webmaschine für den Zeitabschnitt des Angleichens der Drehgeschwindigkeiten von Schwungmasse und Maschinenhauptwelle der Antriebsmotor vom Netz frei­ geschaltet ist und die Webmaschine ausschließlich mit der gespeicherten mechanischen Energie der Schwungmasse ange­ trieben wird. Durch ein vorübergehendes Freischalten des elektromotorischen Antriebes, d.h. dadurch daß der Motor für eine Übergangszeit nicht an das Netz angeschlossen ist und weder mit erhöhter Drehzahl noch mit niederer Drehzahl angetrieben wird, sind mechanische Freilaufglie­ der und ein Planetengetriebe nicht erforderlich. Dieses Verfahrensmerkmal ist bei unterschiedlichen Antriebsma­ schinen mit Betrieb in höherem und niederem Drehzahlbe­ reich einsetzbar, z.B. bei frequenzgesteuerten Motoren ebensogut, wie etwa bei polumschaltbaren Elektromotoren oder bei einem bürstenlosen Gleichstrommotor. Da ein pol­ umschaltbarer Motor eine einfache Umschaltmöglichkeit zwischen zwei verschiedenen Drehzahlen bietet, kann auch gegebenenfalls das Planetengetriebe entfallen, es bleibt jedoch die Forderung nach einem Freilaufverhalten beste­ hen und unabhängig davon vor allem auch die Forderung, die Einschaltdauer für den Betrieb mit erhöhter Drehzahl zu kürzen. Auch diese zweite Teilaufgabe wird erfindungs­ gemäß unter Verwendung eines polumschaltbaren Motors mit den im Patentanspruch 4 angegebenen Verfahrensschritten gelöst.

Bei einem polumschaltbaren Motor verhalten sich üblicher­ weise die einstellbaren Drehzahlen wie 1:2. Eine Erhöhung der Drehzahl auf das Doppelte der Betriebsdrehzahl ist jedoch für das Anwerfen von Webmaschinen im Allgemeinen nicht erforderlich, sondern es ist z.B. eine Erhöhung von 15-20% ausreichend. Wenn nun gemäß der Erfindung der Schaltbefehl zur Umschaltung auf erhöhte Drehzahl eines polumschaltbaren Motors erst gegeben wird unmittelbar be­ vor die Webmaschine wieder angeworfen werden soll, dann ist während des Hochlaufens des Motors die für das Ein­ kuppeln der Webmaschine erwünschte höhere Drehzahl inner­ halb kürzester Zeit erreicht und es muß nicht bis zum Er­ reichen der Enddrehzahl gewartet werden. Vielmehr kann der Hochlaufvorgang frühzeitig unterbrochen und das Kup­ peln der Schwungmassen eingeleitet werden. Der Zeitpunkt für die Unterbrechung des Hochlaufens kann in beliebiger Weise überwacht bzw. festgelegt werden, z.B. durch Dreh­ zahl- oder Drehgeschwindigkeitsmessung oder z.B. einfach durch eine Zeitschaltung, der ein Erfahrungswert zugrunde liegt. Auf jeden Fall ist ein länger dauernder Lauf mit erhöhter Drehzahl während der Zeit der Fehlerbeseitigung vermieden. Mit der Unterbrechung des Hochlaufens des polumschaltbaren Motors auf erhöhte Drehzahl wird das An­ kuppeln der Webmaschine an die Schwungmassen in an sich bekannter Weise in die Wege geleitet. Der Motor selbst wird aber nicht etwa sofort auf seine niedrigere Drehzahl umgeschaltet, sondern erst vorübergehend freigeschaltet, d.h. der Motor wird vom Netz abgetrennt und seine Wick­ lungen werden kurzgeschlossen.

Bei allen Ausführungsformen der Erfindung erfolgt für eine Übergangszeit das Angleichen der Drehgeschwindigkei­ ten von Schwungmasse und Webmaschinenhauptwelle, wobei die Webmaschine ausschließlich mit der gespeicherten me­ chanischen Energie der Schwungmasse angetrieben wird. Ein besonderer mechanischer Freilauf zwischen Motor und Schwungmasse ist daher nicht erforderlich. Erst mit einer gewissen Verzögerung wird der elektrische Motor wieder an das Netz und auf niedere Drehzahl umgeschaltet, um die Webmaschine für den anschließenden laufenden Betrieb an­ zutreiben. Die Verzögerungszeit wird vorteilhafterweise so gewählt, daß die Verbindung zwischen Drehstromnetz und Motor kurz nach dem ersten Blattanschlag hergestellt wird. Die Zeitverzögerung vom Freischalten des Motors bis zu seinem Wiedereinschalten kann selbsttätig in Abhängig­ keit von verschiedenen Größen durchgeführt werden. So läßt sich z.B. die Momentandrehgeschwindigkeit von Schwungmasse bzw. Webmaschinenhauptwelle oder auch der Webmaschinendrehwinkel leicht ermitteln und zur Durchfüh­ rung von Schaltbefehlen für die Zeitverzögerung auswer­ ten. Es ist aber auch möglich, einen Erfahrungswert als feste Zeitverzögerung am Umschalter für den Antrieb des Motors einzustellen. Auf diese Weise kann die Momentan­ drehgeschwindigkeit der soeben an die Schwungmassen ge­ kuppelten Webmaschine innerhalb kürzester Zeit auf einen Wert von mehr als 96% der Nenndrehgeschwindigkeit ge­ bracht werden, damit im Gewebe keine Streifen durch eine Folge von ungenügend angeschlagenen Schußfäden entstehen können. Die Erfindung läßt sich jederzeit in bereits vor­ handene Antriebsanlagen ohne großen Aufwand nachträglich einbauen. Auch ein vollautomatischer Betrieb, z.B. mit Mikroprozessorsteuerung ist durchführbar. So ist es z.B. möglich, eine Webmaschine im Störfall nicht nur abzu­ schalten, sondern so vorzubereiten, daß Hochlaufen, Frei­ schalten und Umschalten des Motors, sowie Kuppeln der Schwungmassen nach Beseitigung der Störung voll selbsttä­ tig ablaufen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sei nachstehend an­ hand der Zeichnung erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild für den Antrieb einer Webma­ schine mittels eines frequenzgesteuerten Motors,

Fig. 2 das der Fig. 1 zugeordnete Drehzahldiagramm,

Fig. 3 ein Blockschaltbild für den Antrieb einer Webma­ schine mittels eines polumschaltbaren Motors und

Fig. 4 schematisch das der Fig. 3 zugeordnete Drehzahldia­ gramm im Vergleich mit Fig. 2.

Zunächst sei anhand des Blockschaltbildes der Fig. 1 der allgemeine Aufbau beschrieben. Mit W ist eine Webmaschine bezeichnet, von der lediglich ihre Hauptwelle H angedeu­ tet ist. Der Antrieb dieser Webmaschine W soll in übli­ cher Weise während des Betriebes durch einen netzge­ speisten Hauptantrieb A erfolgen. Als Netz ist ein Dreh­ stromnetz N vorgesehen, dessen Frequenz mit f1 angegeben ist. Über einen Umschalter U kann das Netz N entweder in Stellung 1 des Umschalters U über einen Frequenzwandler F, oder in Stellung 3 des Umschalters U direkt auf den Hauptantrieb A geschaltet werden. Der Frequenzwandler F formt dabei die Netzfrequenz f 1 in eine andere höhere Frequenz f 2 um. Frequenzwandler sind an sich bekannt und daher hier nicht näher beschrieben. Die jeweils gewünsch­ te Frequenz f 2 kann am Frequenzwandler F eingestellt wer­ den. Der Umschalter U ist von einem Schaltschütz S betä­ tigbar. Der Umschalter enthält drei Betriebsstellungen, und zwar die Stellung 1, in der der Frequenzwandler F mit dem Netz verbunden ist, eine Zwischenstellung 2 ohne An­ schlüsse und eine andere Endstellung 3, in der eine di­ rekte Verbindung zum Netz N zum Hauptantrieb A herge­ stellt ist. Den drei Schalterstellungen entsprechend lie­ gen im hier beschriebenen Beispiel beim Umschaltvorgang auch drei Betriebsphasen vor, nämlich I) gesonderter elektromotorischer Antrieb der Schwungmassen mit gegen­ über der Nenndrehgeschwindigkeit erhöhter Drehgeschwin­ digkeit, II) durch einen Startbefehl einzuleitendes Ab­ trennen und Freischalten der Schwungmassen von ihrem An­ trieb und Ankuppeln der Webmaschine an die Schwungmassen und III) mit Verzögerung anschließende reguläre Speisung des Antriebes wenn die momentane Drehgeschwindigkeit der Schwungmassen in den Bereich der Nenndrehgeschwindigkeit abgesunken ist.

Vom Hauptantrieb A aus wird über ein Getriebe G, das hier z.B. als Riemenantrieb angedeutet ist, eine Schwungmasse M angetrieben. Diese Schwungmasse M ist über eine Kupp­ lungs-Brems-Einheit K auf die Hauptwelle H einer Webma­ schine W kuppelbar. Die Ausbildung des Hauptantriebes A und der Aufbau der Antriebsstrecke vom Motor des Hauptan­ triebes bis zum Anschluß an die Webmaschine W ist an sich bekannt und braucht hier nicht näher beschrieben zu wer­ den. Bei direktem Anschluß des Hauptantriebes A an das Netz N wird durch die Netzfrequenz f 1 unter Berücksichti­ gung der konstruktiven Gegebenheiten von Motor, Getriebe usw. die Schwungmasse mit einer Drehzahl n 1 angetrieben. Diese Drehzahl entspricht der Nenndrehzahl der Webmaschi­ ne während des Betriebes. Bei Speisung des Hauptantriebes A über den Frequenzwandler F mit der Frequenz f 2 ergibt sich für die Schwungmasse dagegen eine zugeordnete Dreh­ zahl n 2. Da die Frequenz f 2 größer gewählt ist als die Netzfrequenz f 1, ist auch die Drehzahl n 2 größer als die Nenndrehzahl n 1. Für das Anwerfen der Webmaschine W aus dem Stillstand heraus ist ein Schalter E vorgesehen, durch den einerseits der Schaltschütz S und andererseits die Kupplungs-Brems-Einheit K betätigt werden. Ergänzend sei noch angeführt, daß auf der Hauptwelle H der Webma­ schine ein Signalgeber angeordnet sein kann, z.B. ein Drehwinkelgeber D. Wie aus der gestrichelt eingezeichne­ ten Verbindung zu ersehen ist, wirkt diese Signaleinrich­ tung auf den Schaltschütz S ein.

Für die Beschreibung der Wirkungsweise der Anordnung sei angenommen, daß z.B. durch einen Störfall die Webmaschine selbsttätig abgestellt und die gesamte Anlage in die Be­ triebsphase I) geschaltet wurde. Die Webmaschine W ist dabei durch die Kupplungs-Brems-Einheit K von der Schwungmasse M und vom Hauptantrieb A abgekuppelt und be­ findet sich im Stillstand. Über den Umschalter U in sei­ ner Stellung 1 wird über den Frequenzwandler F der Haupt­ antrieb A mit der höheren Frequenz f 2 gespeist. Dadurch dreht die Schwungmasse M im Leerlauf mit der zugeordneten erhöhten Drehzahl n 2. Dieser Betriebszustand der Phase I) ist im linken Teil der Fig. 2 dargestellt.

Zum Anwerfen der Webmaschine W nach Beseitigung des Feh­ lers wird zum Zeitpunkt E 1 der Einschalter E betätigt und dadurch die für einen vorteilhaften Umschaltvorgang sehr wichtige Betriebsphase II) eingeleitet. Hierbei wird der Umschalter U in seine Zwischenstellung 2 gebracht, in der der Hauptantrieb A weder direkt, noch über den Frequenz­ wandler F gespeist wird. Es ist also nur noch die in der Schwungmasse M gespeicherte mechanische Energie wirksam. Durch den Einschalter E wird aber auch die Kupplungs- Brems-Einheit K betätigt und die Schwungmasse M mit der Antriebswelle H der Webmaschine gekuppelt. Wie das Dia­ gramm der Fig. 2 zeigt, nimmt die gestrichelt eingezeich­ nete Drehzahl bzw. Drehgeschwindigkeit n′ der Schwung­ masse von ihrem Leerlaufwert n 2 ab, während die strich­ punktiert eingezeichnete Drehzahl oder Dreh­ geschwindigkeit n der Hauptwelle H der Webmaschine zu­ nimmt. Nach vollständiger Einkupplung haben die beiden Drehgeschwindigkeiten n und n′ gleiche Werte erreicht. Wegen der höher gewählten Leerlaufdrehzahl n 2 erfolgt dieser Angleich etwa im Bereich der für den Betrieb ge­ wünschten Nenndrehzahl n 1, z.B. nur wenig unterhalb die­ ses Nennwertes. Auf diese Weise ist die Dreh­ geschwindigkeit der Webmaschine bis zum ersten Blattan­ schlag schon so hoch, daß der erste Schußfaden praktisch bereits mit voller Kraft angeschlagen wird und somit un­ schöne Anlaufstellen im Gewebe vermieden sind. Während des Zeitraumes der Betriebsphase II) ist, wie schon er­ wähnt, außer der gespeicherten mechanischen Energie der Schwungmassen kein Antrieb wirksam. Mit geringer Zeitverzögerung T 1 wird vorzugsweise kurz nach dem ersten Blattanschlag zum Zeitpunkt E 2 die Be­ triebsphase II) beendet und die Betriebsphase III) eingeleitet. Hierzu wird der Umschalter U von seiner Stellung 2 in die Stellung 3 geschaltet und der Hauptan­ trieb A direkt mit dem Netz N verbunden. Dadurch werden in dieser Betriebsphase Schwungmasse M und Hauptwelle H mit der Nenndrehzahl n 1 betrieben. Der folgende zweite Blattanschlag erfolgt bereits mit unverminderter Kraft.

Wie schon erwähnt, kann die Zeitverzögerung T 1 als Erfah­ rungswert fest eingestellt werden. Hierzu ist in der Fig. 1 im Schaltschütz S ein Zeitverzögerungsglied Z ange­ deutet. Wenn zum Einschaltzeitpunkt E 1 durch den Ein­ schalter E der Schaltschütz S betätigt wird, so wird gleichzeitig das Zeitverzögerungsglied Z eingeschaltet und wirkt nach Zeitablauf auf den Schaltschütz ein, um den Umschalter U von Stellung 2 nach Stellung 3 weiterzu­ schalten. Es sei noch kurz auf die andere, in Fig. 1 ge­ strichelt eingezeichnete Möglichkeit eingegangen. Durch einen Signalgeber D kann z.B. die momentane Drehgeschwin­ digkeit oder der Drehwinkel der Hauptwelle H festgestellt und als Signal zum Schaltschütz S gegeben werden. Durch dieses Signal kann dann in Abhängigkeit vom Drehwinkel oder der Drehgeschwindigkeit der Hauptwelle der Umschal­ ter U zwischen Stellung 2 und Stellung 3 weitergeschaltet werden. Die notwendige Verzögerungszeit ist leicht zu er­ mitteln und kann den Erfordernissen entsprechend einge­ stellt werden. Die in der Fig. 2 eingezeichneten Betriebs­ phasen I), II) und III) entsprechen den Stellungen 1, 2 und 3 des Umschalters U.

In der Fig. 3 ist als Beispiel der Einsatz eines polum­ schaltbaren Motors gezeigt. Auf die Darstellung der Schwungmassen und der Kupplungs-Brems-Einheit ist der Einfachheit halber hier verzichtet. Ihr Aufbau und ihre Wirkungsweise ist analog zur Fig. 1. Polumschaltbare Moto­ ren sind an sich mit einer Reihe von unterschiedlichen Schaltungsmöglichkeiten bekannt. Von den verschiedenen Schaltungen sei hier im Ausführungsbeispiel die soge­ nannte Dahlander-Schaltung gewählt. Der vereinfacht dar­ gestellte Motor ist mit P bezeichnet. Sein Betrieb mit unterschiedlichen Drehzahlen ist durch die Bezeichnung 2 p entsprechend einer 2-poligen Schaltung für höhere Dreh­ zahl und durch die Bezeichnung 4 p entsprechend einer 4­ poligen Schaltung für niederen Drehzahlbereich angedeu­ tet. Für den 2p-Betrieb erfolgt der Anschluß des Motors an das Netz L 1, L 2, L 3 über den Schalter S _h und die Wick­ lungsanschlüsse 2 u, 2 v, 2 w. Für einen 4p-Betrieb im nie­ deren Drehzahlbereich ist ein Schalter S _n vorgesehen und die Wicklungsanschlüsse sind mit 1u, 1v, 1w bezeichnet. Die beiden Schalter S _h für höhere Drehzahlen und S für niedere Drehzahlen werden bedarfsweise über ein Schalt­ schütz S betätigt, das seinerseits von einer Steuerein­ heit St gesteuert wird. Die Anordnung ist so getroffen, daß der 4p-Betrieb mit niederer Drehzahl dem Nennbetrieb der Webmaschine mit einer Drehzahl n 1 angepaßt ist. Zum Hochlaufen des Motors auf die höhere Drehzahl im 2p-Be­ trieb wird durch das Schaltschütz S der Schalter S _h ge­ schlossen, jedoch nach einer kurzen Zeitspanne T 2 wieder abgeschaltet. Die Zeit T 2 ist so gewählt, daß der Motor P nicht auf seine volle Enddrehzahl hochläuft, sondern beim Erreichen einer momentanen Drehzahl n 2, die etwa 10-20% über der Nenndrehzahl n 1 liegt, das Hochlaufen unterbro­ chen und der Motor vom Netz abgetrennt und freigeschaltet wird. In diesem Augenblick wird auch die Schwungmasse in der eingangs erwähnten Weise wieder vom Antriebsmotor P abgetrennt und an die Webmaschine gekuppelt. Nach einer ebenfalls oben schon genannten Verzögerungszeit T 1 wird dann der polumschaltbare Motor P wieder ans Netz geschal­ tet, wobei der Schalter S _n schließt und der Motor in 4p- Betrieb mit normaler Betriebsdrehzahl n 1 gespeist wird. Die beiden Verzögerungszeiten T 1 und T 2 können - wie oben anhand der Fig. 1 schon erläutert wurde - als Erfahrungs­ werte fest eingespeichert sein, oder aber aus Meß- und Übertragungswerten gewonnen und vom Steuergerät St verar­ beitet werden. Das Steuergerät St steht außerdem in Ver­ bindung mit der Webmaschine W, um in nicht näher be­ schriebener Weise deren Zustand zu erfassen bzw. zu be­ einflussen. Als Beispiel hierfür seien nur kurz folgende Fälle angedeutet:

• a) wenn z.B. im Störungsfall ein zweiter Kettfadenbruch versehentlich nicht behoben wurde, wird ein Anwerfen der Webmaschine verhindert;
• b) auch bei einem mehrmaligen Tippen auf den Anlauf­ schaltknopf wird ein Hochlaufen auf die volle 2p-Drehzahl verhindert;
• c) wenn ein Motorschütz nicht angezogen hat, kann kein Start der Webmaschine erfolgen.

Während des Normalbetriebes läuft der Motor P entspre­ chend der Betriebsdrehzahl der Webmaschine im 4p-Betrieb im niederen Drehzahlbereich mit einer Nenndrehzahl n 1. Diese Drehzahl bleibt auch dann erhalten, wenn die Webma­ schine in einem Störungsfall vom Antrieb abgetrennt und stillgesetzt ist.

Die Drehzahldiagramme a und b der Fig. 4 zeigen nicht nur die kurze Zeitspanne für das Anwerfen der Webmaschine, d.h. für den eigentlichen Kupplungsvorgang, wie er in der Fig. 2 beschrieben ist, sondern sollen einen Überblick über den etwas längeren Zeitraum einer Störung und deren Behebung mit nachfolgendem Wiederanwerfen der Webmaschine geben. In den Diagrammen sind die Vorgänge nur zum Ver­ gleich grob schematisch dargestellt und sind nicht als maßstäbliche Angaben zu bewerten.

Das Drehzahldiagramm Fig. 4a zeigt die Vorgänge bei Ver­ wendung eines frequenzgesteuerten Motors nach Art der Fig 1. Der Verlauf der Drehzahl n ist über der Zeit t dargestellt. Mit n 1 sind die einander entsprechenden Nenndrehzahlen von Webmaschine bzw. Motor während des Be­ triebes bezeichnet. n2 soll die erhöhte Drehzahl für den Anwerfvorgang der Webmaschine bezeichnen. Mit einer aus­ gezogenen Linie ist der Drehzahlverlauf des frequenzge­ steuerten Motors, mit einer strichpunktierten Linie der Drehzahlverlauf der Webmaschine eingezeichnet. Links vom Zeitpunkt E 0 befindet sich die Webmaschine im Normalbe­ trieb und Webmaschine sowie Antriebsmotor arbeiten mit ihrer Nenndrehzahl n 1. Zum Zeitpunkt E 0 ist der Beginn einer Störung angenommen, wodurch automatisch die Webma­ schine vom Antriebsmotor abgetrennt und stillgesetzt wird. Im nachfolgenden, zwischen den Zeitpunkten E 0 und E 1 liegenden Zeitabschnitt I wird die aufgetretene Stö­ rung bzw. der Fehler beseitigt. Währenddessen wird selbsttätig der frequenzgesteuerte Motor auf die erhöhte Frequenz f 2 umgeschaltet und so gespeist, daß er auf die erhöhte Drehzahl n 2 in einem Zeitraum T 2′ hochläuft und diese Drehzahl weiterhin beibehält. Nach der Fehlerbesei­ tigung wird zum Zeitpunkt E 1 in der oben beschriebenen Weise ein Einschaltbefehl gegeben, der Motor von der hö­ heren Frequenz abgetrennt und vom Netz freigeschaltet. Gleichzeitig werden die Schwungmassen zum Anwerfen an die Webmaschine gekuppelt, wie oben beschrieben. Während die­ ser Betriebsphase II, die bis zum Zeitpunkt E 2 dauert, läuft die Webmaschine an und erreicht wieder ihre Nenn­ drehzahl, während der Antriebsmotor von der erhöhten Drehzahl n 2 absinkt und schließlich ebenfalls wieder in den Bereich der Nenndrehzahl n 1 gelangt. In dieser Be­ triebsphase II, deren Zeitdauer mit T1 angegeben ist, bleibt der Motor vom Netz freigeschaltet. Dieser Umstand ist durch punktierte Darstellung des Drehzahlverlaufes anstelle der ausgezogenen Linie kenntlich gemacht. Zum Zeitpunkt E 2 wird der Motor wieder mit niederer Frequenz an das Netz geschaltet und regulär gepeist. Die bei E2 beginnende Betriebsphase III entspricht dem normalen Be­ trieb, bei dem Webmaschine und Motor wieder mit ihrer Nenndrehzahl n 1 arbeiten.

Das untere Drehzahldiagramm der Fig. 4b zeigt die Vorgänge in entsprechender Weise bei einem polumschaltbaren Motor nach Fig. 3. Auch hier ist der Drehzahlverlauf des An­ triebsmotors durch eine ausgezogene Linie und der Dreh­ zahlverlauf der Webmaschine durch eine strichpunktierte Linie dargestellt. Der gepunktet in einem Teilabschnitt eingezeichnete Verlauf der Motordrehzahl soll wiederum zum Ausdruck bringen, daß in diesem Teilabschnitt der Mo­ tor freigeschaltet ist. Auch in diesem Beispiel ist ange­ nommen, daß zum Zeitpunkt E 0 der Störungsfall auftritt und die Webmaschine stillgesetzt wird. Der polumschalt­ bare Antriebsmotor verbleibt in seiner Betriebsart und läuft weiterhin mit seiner Nenndrehzahl n 1, d.h. er ar­ beitet im 4p-Betrieb im niederen Drehzahlbereich. Über die ganze Zeit der Störung und ihrer Beseitigung tritt in der Drehzahl des Antriebsmotors keine Änderung auf. Wenn zum Zeitpunkt E 1 der Einschaltbefehl gegeben wird, er­ folgt hier - im Gegensatz zur Fig. 4a - eine Umschaltung im polumschaltbaren Motor auf 2p-Betrieb, so daß in der zwischen den Zeitpunkten E 1 und Ex liegenden Betriebs­ phase a der Motor hochzulaufen beginnt. Dieser Vorgang wird jedoch, wie oben erwähnt, nach Erreichen der momen­ tanen Drehzahl n 2 oder nach einer vorbestimmten Verzöge­ rungszeit T 2 vor Erreichen der Enddrehzahl abgebrochen. Zu diesem, mit Ex bezeichneten Zeitpunkt wird in der hier beginnenden Betriebsphase b der Anwerfvorgang für die Webmaschine in die Wege geleitet und, wie oben schon mehrfach beschrieben, die Schwungmasse mit der Webma­ schine gekuppelt. Außerdem wird der Antriebsmotor freige­ schaltet und nimmt in seiner Drehzahl gemäß dem punktier­ ten Verlauf wieder ab. Nach dieser Betriebsphase b, deren Dauer mit T 1 bezeichnet ist und entweder als festeinge­ stellte Verzögerungszeit oder nach ermittelten Meßwerten gesteuert wird, beginnt zum Zeitpunkt E 2 die Betriebs­ phase c, in der der Antriebsmotor wieder regulär vom Netz gespeist wird und mit seiner Nenndrehzahl n 1 läuft und auch die Webmaschine mit ihrer Betriebsnenndrehzahl ar­ beitet. Diese Betriebsphase c entspricht der normalen Be­ triebsweise.

Der wesentliche Unterschied zwischen den Drehzahlverläu­ fen der Fig. 4a und 4b liegt darin, daß bei einem fre­ quenzgesteuerten Antriebsmotor der Fig. 4a ein verhältnis­ mäßig langer Zeitabschnitt T 2′ benötigt wird, um den Mo­ tor auf die erhöhte Drehzahl n 2 hochlaufen zu lassen. Die Erfahrung hat gezeigt, daß in der Praxis der Zeitab­ schnitt T 2′ bei einem frequenzgesteuerten Motor um mehr als eine Größenordnung länger ist, als der Zeitabschnitt T 2 bei einer polumschaltbaren Maschine. Es ist daher nicht ratsam, einen frequenzgesteuerten Motor erst nach behobener Störung zum Zeitpunkt E 1 hochlaufen zu lassen, sondern dies gleich zu Beginn der Störungsphase I durch­ zuführen, da hier genügend Zeit zur Verfügung steht. Al­ lerdings ist damit auch der eingangs angeführte Nachteil verknüpft, daß ein frequenzgesteuerter Motor über die ganze Dauer der Störung und ihrer Beseitigung mit erhöh­ ter Drehzahl laufen muß. Der Einsatz von polumschaltbaren Motoren mit außerordentlich kurzer Hochlaufzeit im Sekun­ denbereich bringt dagegen erhebliche Vorteile mit sich.

Das Verfahren zum Anwerfen von Webmaschinen mit vorüber­ gehendem Freischalten des Motors ist unabhängig davon, aus welchem Grunde die Webmaschine eingeschaltet werden soll, einsetzbar, und zwar sowohl beim ersten Anlaufen der Webmaschine, als auch bei einem Wiederingangsetzen nach einem Störungsfall, bei dem die Webmaschine automa­ tisch abgestellt und der Antriebsmotor je nach seiner Bauart über die Zeit der Störung auf erhöhte Drehzahl ge­ schaltet war oder mit Nenndrehzahl weiterlief.

Claims (12)

1. Verfahren zum Anwerfen von mit einem elektro­ motorischen Hauptantrieb ausgerüsteten Webmaschinen, bei denen die Anwerfenergie im wesentlichen von elektrisch antreibbaren, an die Webmaschine kuppelbaren Schwungmas­ sen aufgebracht wird, wobei vor dem durch einen Schaltbe­ fehl einzuleitenden Einrücken der Kupplung die Schwung­ massen mit einer gegenüber der für den Betrieb der Webma­ schine vorgesehenen Nenndrehgeschwindigkeit erhöhten Drehgeschwindigkeit umlaufen und nach dem Einrücken der Kupplung für eine Übergangsphase die Schwungmassen vom elektromotorischen Antrieb getrennt sind, dadurch ge­ kennzeichnet, daß durch den das Einkuppeln steuernden Schaltbefehl der elektromotorische Antrieb vorübergehend freigeschaltet wird und anschließend die reguläre Spei­ sung des elektromotorischen Antriebes mit Verzögerung beim Absinken der momentanen Drehgeschwindigkeit der Schwungmassen in den Bereich der Nenndrehgeschwindigkeit der Webmaschine erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine einstellbare Zeitverzögerung für einen den Umschalt­ vorgang zur regulären Speisung steuernden Schalter.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß bei einem Abstellen der Webma­ schine in einem Störfall eine selbsttätige Umschaltung auf erhöhte Drehzahl des elektromotorischen Antriebes er­ folgt.

4. Verfahren zum Anwerfen von mit einem elektromo­ torischen Hauptantrieb ausgerüsteten Webmaschinen, bei denen die Anwerfenergie im wesentlichen von elektrisch antreibbaren, an die Webmaschine kuppelbaren Schwungmas­ sen aufgebracht wird, wobei vor dem durch einen Schaltbe­ fehl einzuleitenden Einrücken der Kupplung die Schwung­ massen mit einer gegenüber der für den Betrieb der Webma­ schine vorgesehenen Nenndrehgeschwindigkeit erhöhten Drehgeschwindigkeit umlaufen und nach dem Einrücken der Kupplung für eine Übergangsphase die Schwungmassen vom elektromotorischen Antrieb getrennt sind, gekennzeichnet durch Verwendung eines polumschaltbaren Elektromotors als Hauptantrieb der Webmaschine, wobei dessen niederer Dreh­ zahlbereich der Nenndrehzahl der Webmaschine entspricht, mit nachstehenden Betriebsphasen:

• a) durch einen Startbefehl einzuleitendes Umschalten des Motors auf Betrieb mit höherer Drehzahl,
• b) Unterbrechung des Hochlaufvorganges des Motors durch Abtrennen des Motors vom Netz und Ankuppeln der Webma­ schine an die Schwungmassen in an sich bekannter Weise bei gleichzeitigem vorübergehenden Freischalten des Motors und
• c) mit Verzögerung anschließende Umschaltung des Motors auf den für den Betrieb erforderlichen niederen Dreh­ zahlbereich und Anschaltung an die reguläre Speisung.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß der Umschaltvorgang von Betriebsphase a) zur Be­ triebsphase b) mit einstellbarer Zeitverzögerung nach dem auslösenden Schaltbefehl erfolgt.

6. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfah­ rens nach Anspruch 1 bei einer über eine Schwungmasse und eine Kupplungs-Brems-Einheit an einen elektrischen Haupt­ antrieb gekuppelten Webmaschine, dadurch gekennzeichnet,
daß der Hauptantrieb (A) durch einen Umschalter (U) be­ darfsweise entweder über einen Frequenzwandler (F) oder unmittelbar an ein speisendes Netz (N) anschaltbar ist,
und daß der mit der Kupplungs-Brems-Einheit (K) gekuppel­ te Umschalter (U) eine Zwischenstellung (2) aufweist, in der vorübergehend beide Speisestromwege für den Hauptan­ trieb (A) unterbrochen sind, und daß ferner der Umschal­ ter (U) aus seiner einen Endstellung (1) durch eine will­ kürliche Steuermaßnahme (E) in die Zwischenstellung (2) einstellbar und aus ihr mit Verzögerung (T 1) selbsttätig in die andere Endstellung (3) weiterschaltbar ist.

7. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfah­ rens nach Anspruch 4 bei einer über eine Schwungmasse und eine Kupplungs-Brems-Einheit an einen elektrischen Haupt­ antrieb gekuppelten Webmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß ein polumschaltbarer elektromotorischer Hauptantrieb (P) durch einen Umschalter (S _h , S _n ) bedarfsweise entweder zweipolig (2p) oder vierpolig (4p) an ein speisendes Netz (L 1, L 2, L 3) anschaltbar ist, und daß der mit der Kupp­ lungs-Brems-Einheit gekuppelte Umschalter eine Zwischen­ stellung aufweist, in der vorübergehend der zweipolige und auch der vierpolige Speisestromweg für den Hauptan­ trieb unterbrochen ist, und daß ferner der Umschalter aus seiner vierpoligen Endstellung durch eine willkürliche Steuermaßnahme in die zweipolige Endstellung einstellbar und aus ihr in zwei selbsttätig aufeinanderfolgenden Schritten mit jeweils einstellbarer Verzögerung über eine freigeschaltete Zwischenstellung in die vierpolige End­ stellung zurückschaltbar ist.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6 oder 7, ge­ kennzeichnet durch einen den Umschalter (U) steuernden Schaltschütz (S) mit Zeitverzögerungsglied (Z).

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6 oder 7, ge­ kennzeichnet durch einen den Umschalter (U) steuernden Drehgeschwindigkeitsmesser.

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, gekenn­ zeichnet durch einen in Abhängigkeit von einem der Web­ maschinenhauptwelle (H) zugeordneten Signalgeber (D) be­ einflußten und den Umschalter (U) steuernden Schaltschütz (S).

11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, gekenn­ zeichnet durch einen in Abhängigkeit von einem der Welle des elektromotorischen Hauptantriebes zugeordneten Sig­ nalgeber beeinflußten und den Umschalter steuernden Schaltschütz.

12. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Ver­ fahrens nach Anspruch 1 bei einer über eine Schwungmasse und eine Kupplungs-Brems-Einheit an einen elektrischen Hauptantrieb gekuppelten Webmaschine, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Hauptantrieb ein in seiner Drehzahl re­ gelbarer und vorübergehend vom Netz abtrennbarer bürsten­ loser Gleichstrommotor vorgesehen ist.