DE2939607A1

DE2939607A1 - Regeleinrichtung fuer drehantriebe von abwickelvorrichtungen

Info

Publication number: DE2939607A1
Application number: DE19792939607
Authority: DE
Inventors: Walter 4755 Holzwickede Rehling; Jaime Lausanne Pully Rossell
Original assignee: Maschinenfabrik Stromag GmbH
Current assignee: Maschinenfabrik Stromag GmbH
Priority date: 1979-09-29
Filing date: 1979-09-29
Publication date: 1981-04-09
Also published as: JPS5947060B2; GB2059458B; DE2939607C2; FR2466551B3; CH637708A5; ES8103580A1; FR2466551A1; US4407331A; ES494249A0; GB2059458A; JPS5658033A; BE884960A; IT1149241B; IT8024984A0

Description

DR. -ING. H. H. WILHELM - DIPL.-ING. H. DAUSTER

D-7000 STUTTGART 1 - GYMNASIUMSTRASSE 31 B - TELEFON (07 11) 29 1133

-3-Anmelder: D 5778

Maschinenfabrik
Stromag GmbH
Hansastraße 120

4 750 Unna

Regeleinrichtung für Drehantriebe von Abwickelvorrichtungen

Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung für Drehantriebe von Abwickelvorrichtungen, bei denen das abzuwickelnde Gut mit möglichst gleicher Geschwindigkeit und gleicher Zugspannung einer Weiterverarbeitung zugeführt wird, insbesondere für den Antrieb eines Kettablasses von Webmaschinen, bei der die Bewegung des Tänzers als Regelgröße zur D reh ζ an j. steuerung verwendet wird.

Bei Webmaschinen sollen die Kettfäden vom Kettbaum her mit möglichst konstanter Geschwindigkeit und möglichst gleichbleibender Zugspannung zugeführt werden. Da durch die Fachbildung beim Webvorgang ein Pulsieren der Geschwindigkeit erzwungen wird, macht der sogenannte Tänzer stets kleine Bewegungen. Die Beschleunigung bei diesen Bewegungen ist umso kleiner, je konstanter die Zuführgeschwindigkeit vom Kettbaum her ist. Die in den zugeführten Kettfaden auftretende Zugspannung wird umso gleichmäßiger, je kleiner einmal diese Tänzerbewegung ist und je geringer die Masse des Tänzers selbst gehalten wird, so daß auch die Beschleunigungskräfte klein bleiben. Das ist auch der Grund dafür, daß man von einer Regelung eines mit Masse behafteten Tänzers als Regelung für die Zugspannung abgesehen hat. Man ist vielmehr dazu übergegangen, die Masse des Tänzers möglichst klein zu halten und den Tänzer als Speicher zu benutzen und mit einer Zweipunktsteuerung die Drehzahl des Kettbaumes zu regeln.

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Da bei dieser Art der Regelung der Tänzerbewegung ein oberer und ein unterer Totpunkt zugeordnet sind, können die kleineren Ausschläge des Tänzers selbst nicht erfaßt werden und es wird nur möglich, jeweils am oberen Totpunkt und am unteren Totpunkt des Tänzerhubes den Regelungsvorgang zu beeinflussen. Das führt dazu, daß der Kettbaumantrieb vom Zweipunktregler stets mit Ein- oder Ausbefehlen beaufschlagt wird, so daß die Zuführgeschwindigkeit insgesamt zu ungleich wird und damit auch die Zugspannung in den Kettfaden regelmäßigen aber unvermeidbaren Schwankungen unterliegt.

Es ist zwar bekannt (CH-PS 611 951), eine gleichbleibende Spannung zwangsläufig abzuwickelnder Kettfaden einer Webmaschine durch eine mechanische Regelvorrichtung kontinuierlich aufrechtzuerhalten. Bei dieser Regelung wird dabei die Zugspannung der Kettfäden selbst dazu ausgenutzt, um ein stufenloses Getriebe für den Antrieb des Kettbaumes spannungsabhängig zu beeinflussen. Nachteilig ist bei dieser Regeleinrichtung, daß die mechanischen Regelorgane einem Verschleiß unterworfen sind und daß eine Drehrichtungsumkehr des Wicklers, d.h. ein Aufwickeln des Gutes, nicht möglich ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Regeleinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der eine kontinuierliche Drehzahlregulierung für den Kettbaum ohne den Einsatz mechanischer Hebelanordnungen o.dgl. möglich ist.

Die Erfindung besteht darin, daß ein an sich bekannter in seiner Drehzahl über wechselweise Betätigung von Kupplung und Bremse regelbarer Antrieb für den Kettbaum vorgesehen ist, daß diesem Antrieb ein Tachogenerator als Ist-Wertgeber für einen Regler zugeordnet ist, und daß aus den Ausschlägen des Tänzers elektrische Spannungswerte gewonnen und gemittelt werden, die als Soll-Wert dem den Antrieb steuernden Regler vorgegeben werden. Diese Ausgestaltung ermöglicht es in sehr einfacher und eleganter Weise, eine konstante Drehzahl für den Kettbaum zu verwirklichen, die dennoch in ebenfalls bekannter Weise in Abhängigkeit vom abnehmenden

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Durchmesser des Kettbaumes stetig erhöht wird. Da die Zuführgeschwindigkeit aber wesentlich gleichmäßig?rals bei den bekannten Einrichtungen ist, wird es auch möglich, eine wesentlich gleichmäßigere Zugspannung in den Kettfaden aufrechtzuerhalten, so daß die Qualität des den Webstuhl verlassenden Produktes höher ist. Dabei geht die Erfindung von der Überlegung aus, daß eine konstante Zugspannung dann erreicht wird, wenn die Tänzerbewegung selbst zu Null wird. Da dies aber wegen der Fachbildung der Kettfäden nicht möglich ist, versucht die Erfindung zumindestens diese Bewegungen durch Regeln der Zuführgeschwindigkeit der Kettfäden vor dem Tänzer so klein als möglich zu halten. Das gelingt durch die erfindungsgemäße Lösung.

Die in der Drehzahl über wechselweise Betätigung von Kupplung und Bremse regelbaren Antriebe sind beispielsweise in der Nähmaschinenindustrie bekannt. Solche Ausführungen sind in der DE-AS 16 13 oder in der Form eines Positionierantriebes auch in der DE-OS 26 57 658 beispielsweise beschrieben.

Zweckmäßig und vorteilhaft können die Ausschläge des Tänzers über ein Potentiometer erfaßt werden, dessen elektrische Spannungswerte einem Integrator zugeführt werden, wobei die Mittelwerte der Spannung vom Integrator über einen Zähler abgerufen werden, der die einzelnen Ausschläge des Potentiometers erfaßt. So lassen sich beispielsweise Mittelwerte jeweils bei zehn Ausschlägen des Tänzers bilden und es hat sich gezeigt, daß damit eine ausgezeichnete Regelungsmöglichkeit gegeben ist.

Da die Tänzerbewegung in Form eines elektrischen Wertes erfaßt ist, läßt sich dem Integrator auch ein Speicher nachschalten, indem der jeweilige Wert der Tänzerausschläge gespeichert ist. Diese Ausführung eröffnet die Möglichkeit, den Anfahrvorgang mit Hilfe des gespeicherten Wertes durchzuführen, so daß der Antrieb für den Kettbaum nach dem Stillstand wieder auf die zuletzt während des Arbeitsvorganges gefahrene Drehzahl geregelt wird.

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Da diese Regelungsmöglichkeit aber verhältnismäßig aufwendig ist und beim Anlauf auch Über-schwingerscheinungen auftreten können, ist es wesentlich vorteilhafter und einfacher, dem Regler einen zweiten Anfahrsollwertgeber zuzuordnen, wobei die Charakteristik und die vom Anfahrsollwertgeber bestimmte Hochlaufkurve auf die Anfahrcharakteristik der zugeordneten Webmaschine o.dgl. abgestimmt sein kann. Diese Lösung läßt einen sehr schnellen Anlauf zu, bei dem Uber-schwingerscheinungen vermieden sind. Die Regelung des Antriebes selbst erfolgt in bekannter Weise über eine Impulsbreiten Regelung mit ca. 100 Impulsen pro Sekunde auf Kupplung und Bremse.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen anhand von einem Auführungsbeispiel dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der neuen Antriebsanordnung für den Kettbaum einer Webmaschine einschließlich des Regelungskreises und

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Funktionsweise des mit Kupplung und Bremse arbeitenden Antriebes für den Kettbaum.

In der Fig. 1 ist der Kettbaum einer Webmaschine mit 1 bezeichnet. Von diesem Kettbaum aus laufen die Kettfäden 2 über Umlenkrollen und über den sogenannten Tänzer 4 der Webmaschine zu, die schematisch mit 5 angedeutet ist. Dort unterliegen die Kettfäden der sogenannten Fachbildung, wobei die mit 2a gekennzeichneten Kettfäden das Oberfach und die mit 2b gekennzeichneten das Unterfach bilden, durch welche in nicht näher dargestellter Weise der Schußfaden geführt wird. Aufgrund dieser Fachbildung laufen die Kettfäden hinter den beiden Umlenkrollen mit der Geschwindigkeit ν., während sie vor den Umlenkrollen 3 mit der Geschwindigkeit v- vom Kettbaum 1 abgezogen werden. Die Geschwindigkeitsunterschiede werden

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von dem von einer Feder 6 beaufschlagten Tänzer 4 ausgeglichen, der auch dazu dient, die Zugspannung in den Kettfaden 2, insbesondere im Bereich vor der Fachbildung, auszugleichen. Um diese Zugspannungsschwankungen möglichst klein zu halten, wäre es an sich notwendig, die Geschwindigkeit v₂ der Geschwindigkeit V₁ anzupassen, was aber in der Praxis wegen der Masse der auf dem Kettbaum 1 aufgewickelten Kettfaden und der Masse des Kettbaumes nicht möglich ist. Der Tänzer 4 führt daher ständig kleine Bewegungen aus, wobei die Beschleunigung bei diesen Bewegungen umso kleiner ist, je konstanter die Geschwindigkeit v„ gehalten werden kann. Die Beschleunigungskräfte, die letzten Endes sich auf die in den Kettfaden auftretenden Zugspannungen auswirken, werden auch umso kleiner, je kleiner die Masse des Tänzers 4 gehalten ist.

Um die Geschwindigkeit V₂ der Geschwindigkeit V₁ möglichst weitgehend anzupassen, ist dem Tänzer 4 ein schematisch angedeutetes Potentiometer 7 zugeordnet, das aufgrund der Tänzerbewegung Spannungsschwankungen hervorruft, die in einem dem Potentiometer 7 nachgeschalteten Integrator 8 ~-mittelt werden. Zu diesem Zweck ist dem Integrator 8 ein Zähler zugeordnet, der nach einer bestimmten Anzahl von Tänzerausschlägen, Leispielsweise nach zehn Ausschlägen, den errechneten Mittelwert über die Leitung 9 dem Vergleichspunkt 10 eines elektronisches Reglers als Sollwert zuführt.

Der Kettbaum 1 wird über ein Antriebsritzel 12 angetrieben, das von einem Getriebe 13 her beaufschlagt wird und die Drehzahl des Kettbaumes 1 bestimmt. Das Getriebe 13 ist Teil eines an sich bekannten regelbaren Drehzahlantriebes, dessen Welle 14 mit einem axialen verschiebbaren, aber drehfest mit ihr verbundenen Wellenteil, vorzugsweise einem Hohlwellenteil 15 versehen ist, der mit einer Kupplungsscheibe 16 und einer Bremsscheibe 17 versehen ist, die beiden entweder aus magnetisch wirksamen Material hergestellt sind oder mit solchem Material versehen sind. Die Kupplungsscheibe 16 kann

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dabei mit einer zweiten Kupplungsscheibe 18 in Wirkverbindung gebracht werden, die ven der Antriebswelle 19 eines Motors 20 gedreht wird. Diesem Antrieb sind außerdem noch Elektromagnete 21 und 22 zugeordnet, die wechselweise erregbar sind, so daß der Wellenteil 15 entweder mit der Kupplungsscheibe 18 oder mit der Bremsscheibe 23 in Berührung kommt, die ortsfest ist. Diese Beaufschlagung der Elektromagnete 21 und 22 erfolgt in bekannter Weise. Die Regelung erfolgt dabei über eine Impulsbreitenregelung mit ca. 100 Impulsen pro Sekunde auf Kupplung und Bremse. Dem Wellenteil 14 ist dabei ein optischer Tachometer zugeordnet, der ebenfalls abhängig von der Drehzahl Spannungswerte über die Leitung 24 dem Regler 11 zuführt, die dessen Vergleichsstelle 10 als Istwert zugegeben werden. Der dem Mittelwert der Tänzerbewegung entsprechende Sollwert wird daher mit dem der Drehzahl des Getriebes 13 entsprechenden Istwert verglichen. Die Abweichung wird in dem mit zwei Kanälen 25 und 26 versehenen Verstärker nach plus und minus geteilt, verstärkt und Kupplung und Bremse zugeführt. Die Antriebsdrehzahl des Ritzels 12 und damit des Kettbaumes 1 läßt sich daher konstant regeln.

Bei dieser Art der Regelung können beim Anlauf gewisse Probleme auftreten. Es wäre zwar möglich, den Mittelwert, der dem Integrator 8 entnommen wird, zu speichern und beim Anfahren dem Regler 11 als Sollwert vorzugeben. Da diese Lösung aber den Einsatz eines Memori-Bausteins erforderlich macht und verhältnismäßig aufwendig ist, wird dem Regler 11 bzw. dessen Vergleichstelle 10 ein zweiter einstellbarer Sollwert 27 vorgegeben, der auf Erfahrungswerten beruht und der vorteilhaft auf die Anlaufeigenschaften der Webmaschine 5 abgestimmt ist. Der Anfahrvorgang wird daher mit dem zweiten Sollwert 27 durchgeführt. Ist dieser Sollwert erreicht, so erfolgt die Umschaltung auf den dem Integrator 8 entnommenen Sollwert. Diese Ausführung bringt den Vorteil mit sich, daß beim Anfahrvorgang kein Überschwingen bei der Drehzahlregelung eintreten kann. Der Sollwert 27 ist dabei in der Regel niedriger, als der dem Integrator 8 entnommene Sollwert. '

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Claims

DR.- ING. H. H. WILHELM - DIP L.-IfJG. H. DAUSTER D-7000 STUTTGART 1 - GYMNASIUMSTRASSE 31B - TELEFON (07 11) 29 11 Anmelder: Stuttgart, den 28. Sept. 1979 „,._,.. D 5778 Maschinenfabrik n m/t?· Stromag GmbH ur.w/t-i Hansastraße 120 750 Unna Patent- und Schutzansprüche

1. Regeleinrichtung für Drehantriebe von Abwickelvorrichtungen, bei denen das abzuwickelnde Gut mit möglichst gleicher Geschwindigkeit und gleicher Zugspannung einer Weiterverarbeitung zugeführt wird, insbesondere für den Antrieb eines Kettablasses von Webmaschinen, bei der die Bewegung des Tänzers als Regelgröße zur Drehzahlsteuerung verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein in seiner Drehzahl über wechselweise Betätigung von Kupplung (16, 18) und Bremse (17, 23) regelbarer Antrieb für den Kettbaum (1) vorgesehen ist, daß diesem Antrieb ein Tachogenerator (30) als Ist-Wert-Geber für einen Regler (11) zugeordnet ist und daß aus den Ausschlägen des Tänzers (4) elektrische Spannungswerte gewonnen und in einem Integrator (8) gemittelt werden, die als Sollwert dem den Antrieb steuernden Regler (11) vorgegeben werden.

2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Tänzer (4) ein Potentiometer (7) zur Erzeugung der den Ausschlägen entsprechenden Spannungswerts zugeordnet ist.

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3. Regeleinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Potentiometer (7) ein Zähler und ein von diesem auslösbarer Integrator (8) als Soll-Wert-Geber nachgeschaltet sind.

4. Regeleinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Integrator (8) ein Speicher (31) nachgeschaltet ist.

5. Regeleinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Regler (11) ein zweiter Anfahrsollwertgeber (27) zugeordnet ist.

6. Regeleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Anfahrsollwertgeber (27) bestimmte Hochlaufkurve auf die Anfahrcharakteristik der zugeordneten Webmaschine (5) o.dgl. abgestimmt ist.

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