DE10061717A1 - Antriebsanordnung für eine Webmaschine und Fachbildemaschine - Google Patents
Antriebsanordnung für eine Webmaschine und FachbildemaschineInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung, welche den separaten Betrieb von Webmaschine und Fachbildemaschine gestattet und welche die Schwankungen des Massenträgheitsmoments sowohl der Web- als auch der Fachbildemaschine, bezogen auf die Antriebswelle der jeweiligen Maschine, kompensiert. DOLLAR A Die neue Antriebsanordnung ermöglicht, dass die in der Startphase von Web- und Fachbildemaschine aus dem elektrischen Versorgungsnetz entnommene Energie sowie auch die zu installierende Antriebsleistung möglichst klein gehalten wird.
Description
Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für eine Webmaschine und
Fachbildemaschine mit Mitteln zur Kompensation von Schwankungen des
Massenträgheitsmoments der Web- und Fachbildemaschine.
Aus der EP-A 0 726 345 ist ein Antrieb bekannt, der über Übertragungselemente auf eine
Hauptantriebswelle, welche mit einem Schaltzahnrad versehen ist, wirkt.
Das Schaltzahnrad ist in einer ersten Position sowohl mit einem Zahnrad wenigstens für
einen Antrieb der Weblade einer Webmaschine als auch mit einem Zahnrad wenigstens für
den Antrieb von Fachbildemitteln im Eingriff und wobei das Schaltzahnrad in einer
zweiten Position nur mit einem der beiden Zahnräder in Eingriff steht.
Aus der WO 98/31856 ist ein Antrieb für eine Webmaschine bekannt, dessen Antrieb
koaxial zur Hauptantriebswelle angeordnet und direkt mit dieser verbunden ist. Die
Hauptantriebswelle der Webmaschine ist durch ein hydraulisches oder pneumatisches
Verstellsystem so in eine Richtung verschiebbar, dass der Antrieb nur auf die
Fachbildeeinrichtung erfolgt.
Ferner ist die Hauptantriebswelle durch das Motorenfeld hindurch so in die andere
Richtung verschiebbar, dass der Antrieb sowohl für die Weblade, gegebenenfalls für die
Greifer als auch für die Fachbildeeinrichtung wirksam ist; d. h. diese Position der
Hauptantriebswelle ist die Position für den laufenden Webbetrieb.
Die vorgenannten Lösungen gehen von einem Zentralantrieb sowie von einer
formschlüssigen Verbindung von Webmaschine und Fachbildemaschine im Webbetrieb
aus. Damit werden alle Wechselmomente über die Hauptantriebswelle oder zumindest über
Abschnitte derselben übertragen. Die folglichen Torsionen verursachen auf die
Gesamtkonstruktion übertragende Schwingungen, die zu Beeinträchtigungen der
Webqualität führen können, sowie einen hohen Stromverbrauch des Antriebsystems als
auch eine hohe Ausfallhäufigkeit der Gesamtmaschine zur Folge haben.
Ferner ist die formschlüssige Verbindung zwischen Webmaschine und Fachbildemaschine
verschleiss- und verlustbehaftet.
Auch für die Auslegung des Antriebs gestalten sich die vorgenannten Lösungen ungünstig,
weil die formschlüssige Verbindung zwischen der Webmaschine und der
Fachbildemaschine immer deren gleichzeitigen Start erfordert. So wird zur Vermeidung
von Anlaufstellen im Gewebe eine sehr hohe Startdynamik erforderlich, die, bezogen auf
ihre Momentenentwicklung, extrem trägheitsarme Motoren (Antriebe) erfordert. Solche
Antriebe haben dann in den meisten Fällen ein für den Dauerbetrieb unzureichendes
thermisches Moment (Nennmoment), so dass sie fremdgekühlt werden müssen, zumeist
mit Öl oder Wasser.
Ein weiterer Nachteil ist, dass die in den bekannten Lösungen vorgesehenen
Verstellmechanismen für das Schaltzahnrad bzw. für die Hauptantriebswelle zusätzlich
Verschleisskomponenten sind, die außerdem einen zusätzlichen Wartungsaufwand
bedeuten.
Aus der EP 0 893 525 A1 ist bereits eine Antriebsanordnung für eine Webmaschine
bekannt, welche Antriebsanordnung eine Webmaschine mit einem Antriebsmotor als
Hauptmotor oder Nebenmotor, eine Fachbildemaschine mit einem Antriebsmotor
entsprechend als Nebenmotor oder Hauptmotor und eine Steuereinrichtung umfasst.
Die Steuereinrichtung ist ausgelegt, einer Regelstrategie zu folgen, um den Nebenantrieb
bezüglich dem Hauptantrieb mit synchroner bzw. vor- oder nacheilender Winkelposition
zu betreiben. Die EP 0 893 525 A1 offenbart nicht, wie bei einer solchen
Antriebsanordnung Schwankungen des Massenträgheitsmoments der Fachbilde- und
Webmaschine, bezogen auf die Hauptwelle der Webmaschine und die Antriebswelle der
Fachbildemaschine, weitestgehend kompensiert werden können.
Aus der DE 44 36 424 A1 ist ferner ein Verfahren zum Antreiben einer Webmaschine
bekannt, wonach die Webmaschinenhauptwelle mit Hilfe wenigstens eines koaxial mit der
Hauptwelle verbundenen elektromotorischen Antriebs gedreht wird.
Der elektromotorische Antrieb ist an ein Stromnetz angeschlossen und steht mit einer
Steuereinheit in Wirkverbindung.
Der Antrieb wird von der Steuereinheit, vorzugsweise durch sinusförmige Steuersignale,
die in der Steuereinheit erzeugt werden, betätigt, und zwar derart, dass die Hauptwelle
während einer entsprechenden Umdrehung von dem elektromotorischen Antrieb mit
veränderlicher Dreh- oder Winkelgeschwindigkeit beschleunigt oder verzögert gedreht
wird.
Der elektromotorische Antrieb ist dabei ein Gleichstromantrieb, der so betätigt wird, dass
dieser zeitweise als Gleichstrommotor und zeitweise als Gleichstromgenerator arbeitet.
Im Falle, dass der Antrieb als Gleichstrommotor arbeitet, wird er mit Energie aus dem
Stromverteilungsnetz gespeist und im Falle, dass der Antrieb als Gleichstromgenerator
arbeitet, wird die von dem Antrieb erzeugte elektrische Energie in das
Stromversorgungsnetz zurückgespeist.
Dadurch, dass gemäß vorbekanntem Stand der Technik die Webmaschine und die
Fachbildemaschine beim Start im wesentlichen synchron betrieben werden, muss eine
relativ hohe Gesamtantriebsenergie in der Startphase aus dem Stromnetz zur Verfügung
gestellt werden.
Dieser Umstand hat sowohl Gültigkeit für Webmaschinen, die mit wenigstens einem
Hauptantriebsmotor ausgerüstet sind und wobei der Antrieb für die Fachbildemaschine von
der Hauptantriebswelle der Webmaschine abgeleitet ist, als auch Gültigkeit für
Webmaschinen, die mit der Antriebsanordnung nach der EP 0 893 525 A1 versehen sind.
Eine erste Aufgabe der Erfindung ist es, in einer Antriebsanordnung, welche den separaten
Betrieb von Webmaschine und Fachbildemaschine gestattet, die Schwankungen des
Massenträgheitsmomentes sowohl von der Web- als auch von der Fachbildemaschine,
bezogen auf die Antriebswelle der jeweiligen Maschine, weitestgehend zu kompensieren.
Eine zweite Aufgabe der Erfindung ist es, unter Einbeziehung der Lösung zur ersten
Aufgabe, die Startphase von Web- und Fachbildemaschine so zu gestalten, dass die aus
dem Versorgungsnetz entnommene Energie sowie auch die zu installierende
Antriebsleistung möglichst klein gehalten wird.
In den nachfolgenden Ausführungen wird der Begriff "laufender Betrieb" verwendet. Er
bezeichnet den Betrieb einer Maschine bzw. eines Maschinensystems ab abgeschlossenem
Hochlauf bis hin zur Einleitung des Wiederstillsetzens. Erfolgt der laufende Betrieb von
Web- und/oder Fachbildemaschine mit Gewebe, so handelt es sich um Webbetrieb; der
Begriff "Webbetrieb" ist also durch den Begriff "laufender Betrieb" umschlossen.
Erfindungsgemäß wird die erste Teilaufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1
gelöst. Dabei ist die Antriebswelle der Fachbildemaschine mit zusätzlichen auf diese
Antriebswelle wirkenden Schwungmassen versehen, welche im einfachsten Fall als mit der
Antriebswelle verbundene rotationssymmetrische Körper homogener Dichte ausgeführt
sind, so dass sie die Schwankungen des Massenträgheitsmoments der Fachbildemaschine,
bezogen auf die Antriebswelle, weitestgehend kompensieren, d. h. den Quotienten aus
maximalem und minimalem Augenblickswert des Massenträgheitsmomentes stark
verkleinern. Diese zusätzlichen auf die Antriebswelle wirkenden Schwungmassen
bewirken gemäß dem Drehimpulserhaltungssatz eine weitaus geringere natürliche
Drehzahlpendelung an der Antriebswelle der Fachbildemaschine. Dadurch verringern sich
dementsprechend im laufenden Betrieb die notwendigen positiven und negativen
Beschleunigungsmomente für die Drehzahl- bzw. Lageregelung der Fachbildemaschine,
womit sich wiederum das notwendige thermische Bemessungsmoment (Nennmoment) des
Antriebsmotors als auch die Stromaufnahme des Antriebs aus dem speisenden Netz
verringern.
Zusätzlich entlastend für den Antriebsmotor wirkt im laufenden Betrieb, dass es mit der
Aufhebung der Lagesynchronität zwischen Fachbildemaschine und Webmaschine
außerhalb der kritischen Maschinenwinkelbereiche möglich ist, die natürliche Pendelung
an der Antriebswelle der Fachbildemaschine entsprechend Drehimpulserhaltungssatz
zuzulassen. So werden die Lastmomente an der Antriebswelle nur durch die Kettfäden,
durch die reibungsbedingten Verluste sowie durch die Regelung auf die geforderte
Betriebsdrehzahl für den anschließenden kritischen Maschinenwinkelbereich gebildet.
Grundlage der Lösung der zweiten Aufgabe ist, dass die bereits genannte
Aufhebung der Lagesynchronität zwischen Fachbilde- und Webmaschine eine
Entkopplung beider Hochlaufverhalten nach DE-Patentanmeldung 100 53 079 insofern
gestattet, dass zunächst die Fachbildemaschine gestartet und vergleichsweise langsam auf
Betriebsdrehzahl beschleunigt wird, um mit der später startenden, vergleichsweise schnell
beschleunigten Webmaschine rechtzeitig vor deren erstem Blattanschlag drehzahl- und
lagemäßig in den für den laufenden Betrieb, insbesondere Webbetrieb, zulässigen
Toleranzen zusammengeführt zu werden.
Entsprechend umgekehrt ist auch ein gegenüber der Webmaschine langsameres
Wiederabbremsen der Fachbildemaschine auf Stillstand möglich. Siehe hierzu ebenfalls
DE-Patentanmeldung 100 53 079.
So können die erforderlichen Beschleunigungs- und Bremsmomente für den Antrieb der
Fachbildemaschine reduziert werden; deswegen und aufgrund der vorgenannten
Freiheitsgrade in der Bewegung im laufenden Betrieb muß das Verhalten des
Antriebsmotors der Fachbildemaschine nicht dynamisch optimiert werden, sondern kann
verbrauchsoptimiert ausgelegt sein.
Von der Fachbildemaschine entlastet, kann andererseits-zusätzlich begünstigt durch den
so leichter werdenden Aufbau entsprechender Getriebestufen der Webmaschine - der
Antrieb an der Hauptantriebswelle der Webmaschine nunmehr kleiner ausgeführt werden.
Das insbesondere für den Startvorgang erforderliche Beschleunigungsmoment verringert
sich.
Erfindungsgemäß ist hier aber vorgesehen, die Hauptantriebswelle mit zusätzlichen,
auf sie wirkenden Schwungmassen zu versehen, welche im einfachsten Fall als
rotationssymmetrische Körper homogener Dichte ausgeführt sind, so dass sie die
Schwankungen des Massenträgheitsmomentes der Webmaschine, bezogen auf die
Hauptantriebswelle, weitestgehend kompensieren, d. h. den Quotienten aus maximalem und
minimalem Augenblickswert des Massenträgheitsmomentes stark verkleinern. Zwar
erhöhen diese Zusatzmassen wiederum das erforderliche Beschleunigungsmoment, haben
aber die gleichen positiven Wirkungen auf die Antriebsauslegung wie bei der
Fachbildemaschine. Darüber hinaus reduziert die Aufteilung der Zusatzmassen auf beide
Seiten der Webmaschinenhauptantriebswelle das Auftreten der durch die Torsion der
Hauptantriebswelle verursachten Schwingungen und der mit ihnen verbundenen oben
genannten Nachteile.
Erfolgt die Wirkung von Zusatzmassen, vorzugsweise ausgebildet als
rotationssymmetrische, gleichmäßig masseverteilte Körper homogener Dichte, auf die
Hauptantriebswelle der Webmaschine bzw. die Antriebswelle der Fachbildemaschine über
Ausgleichsgetriebe, so ist, bezogen auf die entsprechende Welle, außer der teilweisen auch
die vollständige Kompensation der Schwankungen des Massenträgheitsmomentes möglich.
Die Auslegung eines solchen Ausgleichsgetriebes, auch verbunden mit der gezielten
Reduzierung der Maschinenschwingungen, erfolgt nach mathematischen Regeln, die
bekanntermaßen in der Fachliteratur ausführlich dokumentiert sind.
Zur Lösung der zweiten Aufgabe ist darüber hinaus erfindungsgemäß vorgesehen, den
gegenüber der Webmaschine vorgezogenen Start der Fachbildemaschine so zu gestalten,
dass der nachfolgende Start der Webmaschine einerseits durch den Antrieb der
Fachbildemaschine und andererseits durch die der Fachbildemaschine mitgeteilte
kinetische Energie unterstützt wird. Im Übrigen wird die zweite Teilaufgabe
erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 23 gelöst.
Dabei ist ein für den Stillstandsbetrieb geeigneter Antrieb der Fachbildemaschine derart
zugeordnet, dass sein Stator oder sein Rotor formschlüssig und vorzugsweise koaxial oder
über Getriebe mit der Hauptantriebswelle der Webmaschine verbunden ist, während
umgekehrt sein Rotor bzw. Stator formschlüssig und vorzugsweise koaxial oder über
Getriebe mit der Antriebswelle der Fachbildemaschine verbunden ist. Weiterhin ist eine
Möglichkeit der Festbremsung bzw. Arretierung der Hauptantriebswelle der Webmaschine
derart gegeben, dass die Antriebswelle der Fachbildemaschine frei beweglich bleibt. Für
den zuerst erfolgenden Hochlauf der Fachbildemaschine wird der oben beschriebene
Antrieb bestromt, während gleichzeitig die Hauptantriebswelle der Webmaschine
festgebremst bleibt. So dient die Kraftwirkung zwischen Stator und Rotor des Antriebes,
d. h. das Drehmoment, dem Hochlauf der Fachbildemaschine. Die Fachbildemaschine wird
dabei vorzugsweise bis auf eine Drehzahl oberhalb jener zum Webbetrieb erforderlichen
Drehzahl beschleunigt, da ihr für den anschließenden Start der Webmaschine ein Teil ihrer
kinetischen Energie wieder entzogen wird. Zum Start der Webmaschine wird die
Festbremsung bzw. Arretierung ihrer Hauptantriebswelle gelöst; gleichzeitig wird der
Antrieb der Fachbildemaschine so bestromt, dass - im Falle von Drehstrommotoren - das
momentenbildende Drehfeld je nach Motorentyp entweder eine, von der Drehzahl der
Fachbildemaschine ausgehend, schnell abnehmende oder von vornherein auf sehr kleine
Werte bzw. 0 Hz gesetzte Frequenz besitzt. Hierbei ist zu beachten, dass die Frequenz des
Drehfeldes sich über die Drehzahldifferenz zwischen Stator und Rotor definiert. D. h. das
Drehfeld ist im Falle einer Synchronisation bei einer Frequenz 0 Hz bestrebt, die Drehzahl
frequenz zwischen Stator und Rotor auf 0 rads-1 zu reduzieren bzw. auf 0 rads-1 zu halten.
So wird die Webmaschine mit einem Drehmoment beaufschlagt, welches bestrebt ist, es
auf die Fachbildemaschine drehzahlmäßig aufzusynchronisieren. Daneben kann jedoch ein
weiterer, der Webmaschine direkt zugeordneter Antrieb vorhanden sein, der den Hochlauf
der Webmaschine unterstützt und hierzu entsprechend steuerungstechnisch mit dem
Antrieb der Fachbildemaschine abgestimmt ist. Im laufenden (Web-)Betrieb kompensiert
dieser Antrieb vorrangig die Verluste (durch Reibung, Vortuch usw.) des (Web-)Prozesses
durch entsprechende Energiezufuhr, während der Antrieb der Fachbildemaschine vorrangig
als berührungslose Kupplung zwischen Webmaschine und Fachbildemaschine fungiert,
d. h. deren lagesynchronen Betrieb sicherstellt.
Der Bremsvorgang verläuft entsprechend umgekehrt zum Startvorgang.
Grundsätzlich können auch Nicht-Drehstrommotore verwendet werden, deren
Momentensteuerung bzw. -regelung hierzu auf die zuvor beschriebenen Abläufe
abgestimmt werden.
Aus der Verringerung der Spitzenmomente, d. h. der Vergleichsmäßigung des
Lastverhaltens sowie der Verringerung der notwendigen Beschleunigungs- und
Bremsmomente, ergeben sich die genannten Vorteile nicht nur für die Antriebsmotore von
Web- und Fachildemaschine, sondern auch bei der Dimensionierung des Stellgliedes bzw.
Umrichters des jeweiligen Antriebs.
Gewebe mit stark wechselnder Bindung je Rapport können kettfadenabhängig von
Zyklus zu Zyklus stark unterschiedliche Lastmomente verursachen (ein Zyklus ist hierbei
eine volle Drehung der Webmaschinenhauptwelle von Webblattanschlag zu
Webblattanschlag).
Um den Momentenbedarf auch über den gesamten Rapport zu vergleichmäßigen, wird eine
Drehzahldifferenz zwischen Zyklen unterschiedlicher Bindung zugelassen. Die
Webmaschine muss dabei - zwecks Synchronität zur Fachbildemaschine im kritischen
Maschinenwinkelbereich - dieser Drehzahlschwankung sinngemäß folgen, wodurch
Unterschiede in der kinetischen Energie des Webblattes im kritischen
Maschinenwinkelbereich möglich sind.
Der Forderung nach gleichbleibender Qualität des Schussanschlages durch das Webblatt
kommt die an sich bekannte Trennung der Antriebe für Fachbildemaschine und
Webmaschine nach, indem die genannten Unterschiede in der kinetischen Energie des
Webblattes durch eine entsprechende, maschinenwinkelbezogene Verschiebung des
Fachschlusses kompensiert werden.
Die Verschiebung des Fachschlusses zur Beeinflussung des Schussanschlages lässt sich
vorteilhaft auch für Gewebe nutzen, die, zumeist schussfadenbedingt, wechselnde
Betriebsdrehzahlen erfordern.
Bei der erfindungsgemäßen Ausführung gemäß Anspruch 23 lässt sich die Verschiebung
des Fachschlusses dadurch erreichen, dass zwischen Stator und Rotor des Antriebes der
Fachbildemaschine durch entsprechende Bestromung ein Drehmoment erzielt wird, dass
keine synchronisierende, d. h. kuppelnde sondern eine abstoßende Wirkung zur Bildung
einer Differenzgeschwindigkeit besitzt. Auch das kurzzeitige Abschalten (Strom = 0)
dieses Antriebes kann für die Winkelverschiebung zwischen Web- und Fachbildemaschine
angewandt werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, den Antrieb für die
Webmaschine auf beide Maschinensseiten aufzuteilen oder gegebenenfalls segmentiert,
über die Gesamtlänge der Hauptantriebswelle verteilt, anzuordnen. In beiden Fällen kann
durch die Möglichkeit der differenzierten Ansteuerung der Teilantriebe einer insbesondere
wechselnden Verdrehung der Hauptantriebswelle und den damit verbundenen
Schwingungen aktiv entgegengewirkt werden.
Ferner besteht die Möglichkeit, die Zwischenkreise der Stellglieder/Umrichter der
Fachbildemaschine und der Webmaschine zu verbinden. So kann die Rückspeiseenergie
des einen Antriebs als Nutzenergie für den jeweils anderen Antrieb genutzt werden. Dies
bietet auch Vorteile für die Netzbelastung während des Webmaschinenstarts.
Die Optimierung der gegenseitigen Energieversorgung von Fachbildemaschine und
Webmaschine wird dabei durch entsprechende Gestaltung der Freiheitsgrade der
Bewegung im unkritischen Maschinenwinkelbereich sowie durch entsprechende
Gestaltung des Massenträgheitsmomentverlaufes von Webmaschine und
Fachbildemaschine zueinander und durch demgemäße Auslegung der oben genannten
Zusatzmassen herbeigeführt. Diese Maßnahmen machen zur Minimierung und
Vergleichmäßigung der Leistungsaufnahme aus dem speisenden Netz auch dann Sinn,
wenn oben genannter gemeinsamer Zwischenkreis nicht vorgesehen wird.
Insgesamt ergeben sich aus antriebstechnischer Sicht folgende Vorteile:
- - geringere Stromaufnahme zum Betrieb der Gesamtmaschine (Webmaschine und Fachbildemaschine) gegenüber den vorbekannten Lösungen und
- - durch Reduzierung der thermischen Bemessungsmomente ergibt sich bei gleicher Nutzleistung weitaus eher die Möglichkeit zum Wegfall einer Zusatzkühlung für die Antriebsmotoren als für jenen bei den Lösungen nach dem Stand der Technik.
- - Durch die Zusatzmassen an Web- und Fachbildemaschine steigt die innere
kinetische Energie der Maschinen und damit die Unempfindlichkeit gegen
schwache bzw. schwankende elektrische Versorgungsnetze im laufenden Betrieb.
Insbesondere trifft dies auf die erfindungsgemäßen Ausführungen gemäß Anspruch
1 und 23 zu, da hier zudem die als Kupplung zwischen Web- und
Fachbildemaschine fungierenden Antriebe mit geringem Leistungsbedarf den
Synchronlauf von Web- und Fachbildemaschine aufrechterhalten, wobei im Falle
der Anordnung gemäß Anspruch 23 der Webmaschinenantrieb als speisender
Generator selbst bei totalem Netzausfall über einen Teil der kinetischen Energie
von Web- und Fachbildemaschine die notwendige Leistung für den als Kupplung
fungierenden Antrieb der Fachbildemaschine aufbringen kann.
Die Anordnungen gemäß Anspruch 1 oder 23 erlauben darüber hinaus auch in der Start- und damit in der Bremsphase eine höhere Unempfindlichkeit gegenüber schwachen bzw. schwankenden elektrischen Versorgungsnetzen, da für den kritischen Webmaschinenstart die kinetische Energie der Fachbildemaschine mit genutzt wird; so wird z. B. bei Unterspannung im Versorgungsnetz die Fachbildemaschine auf eine höhere Drehzahl beschleunigt, so dass sie mit ihrer höheren kinetischen Energie die geringere Energiebereitstellung durch das Versorgungsnetz kompensiert.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Antriebsanordnung in schematischer Darstellung für eine
Webmaschine mit drehfest auf deren Hauptantriebswelle angeordneten
Schwungmassen,
Fig. 2 eine Antriebsanordnung in schematischer Darstellung für eine
Fachbildemaschine mit drehfest auf deren Antriebswelle angeordneter
Schwungmasse,
Fig. 4 eine auf eine drehangetriebene Welle koppelbare Schwungmasse,
Fig. 5 eine Antriebsanordnung für Webmaschinen mit einem ersten und einem
zweiten Teilantrieb,
Fig. 6 eine von der Antriebsanordnung für Webmaschinen gemäß Fig. 5
verschiedene Anordnung,
Fig. 7 eine Antriebsanordnung für Web-/oder Fachbildemaschine, wobei die
Antriebswelle Bestandteil eines Linearmotors ist und
Fig. 8 eine Antriebsanordnung für Webmaschinen mit einem Antrieb und zwei
über zusätzliche Antriebe wirkende Schwungmassen.
In Fig. 1 wird die Hauptantriebswelle 1.8 einer Webmaschine von einem Antriebsmotor 1
bewegt, der aus Stator 1.2, Rotor 1.3 sowie der integrierten Bremse 1.1 besteht, wobei
letztere im Normalfall nur die Funktion einer Haltebremse für den Maschinenstillstand
erfüllt. Rotor und Hauptantriebswelle sind über die Kupplung 1.4 fest miteinander
gekuppelt. Auf der Hauptantriebswelle sind ferner die Zahnräder 1.6 und 1.9 fest montiert,
welche wiederum mit den Zahnrädern 1.7 bzw. 1.10 im Eingriff stehen. 1.6 und 1.7 sowie
1.9 und 1.10 repräsentieren so die linke bzw. die rechte Getriebeseite einer Webmaschine.
Ebenfalls fest montiert auf der Hauptantriebswelle 1.8 sind die zusätzlichen
Schwungmassen 1.5 und 1.11, welche vornehmlich der Kompensation der Schwankungen
des Massenträgheitsmoments der Webmaschine dienen.
Mit einem separaten Antriebsmotor 2 wird die Antriebswelle 2.8 einer symbolisch
dargestellten Fachbildemaschine betrieben. Dieser Antriebsmotor besteht aus Stator 2.2
und aus Rotor 2.3 sowie aus der integrierten Bremse 2.1, wobei letztere im Normalfall nur
die Funktion einer Haltebremse für den Maschinenstillstand erfüllt. Der Rotor 2.3 und die
Antriebswelle 2.8 sind über die Kupplung 2.4 fest miteinander gekuppelt. Auf der
Antriebswelle ist ferner das Zahnrad 2.6 fest montiert, welches wiederum mit dem Zahnrad
2.7 in Eingriff steht. 2.6 und 2.7 repräsentieren so das Getriebe der Fachbildemaschine.
Ebenfalls fest montiert auf der Antriebswelle 2.8 ist die zusätzliche Schwungmasse 2.5,
welche vornehmlich der Kompensation der Schwankungen des Massenträgheitsmoments
der Fachbildemaschine dient.
Das Symbol M bedeutet, dass die Bremsen 1.1 bzw. 2.1. ein Stillsetzen der jeweiligen
Maschine gegen "Masse", d. h. in Bezug auf Maschinenrahmen bzw. Erdboden, bewirken.
Zur besseren Veranschaulichung sind außer 1.1, 1.3, 1.4 und 1.8 alle Komponenten des
Ausführungsbeispiels im Schnitt dargestellt.
Fig. 4 zeigt eine Schwungmasse 4.4, die bezüglich der Welle 4.1 mittels einer aus den
Teilen 4.2 und 4.3 bestehenden berührungslosen Kupplung gekoppelt bzw. entkoppelt
werden kann. Anstelle der Kupplung kann auch ein für Stillstandsbetrieb geeigneter Motor
eingesetzt werden, wobei dann 4.2 der Stator und 4.3 der Rotor (= Prinzip des
Außenläufermotors) oder 4.3 der Stator und 4.2 der Rotor sein kann. Vorzugsweise unter
Verwendung eines Motors kann dabei unter Einsatz eines geeigneten Stellgliedes (z. B.
Umrichter) das zwischen 4.2 und 4.3 wirkende Drehmoment gesteuert bzw. geregelt
werden. Auf diese Weise kann die Torsion der Welle 4.1 reduziert und/oder
vergleichmäßigt werden, wodurch auch Schwingungen auf der Welle reduziert und ihre
Laufruhe verbessert werden. Weiterhin besteht bei Einsatz eines Motors auch die
Möglichkeit, den Hochlauf sowie das Stillsetzen (= Abbremsen bis zum Stillstand) einer
mit 4.1 formschlüssig verbundenen Arbeitsmaschine (Web- und/oder Fachbildemaschine)
vorzunehmen oder einen anderen Antrieb hierbei zu unterstützen. Für den Hochlauf wird
bei vorzugsweise festgebremster Arbeitsmaschine (und damit festgebremster Welle 4.1;
siehe Haltebremse 4.5) der aus 4.2 und 4.3 bestehende Motor 4 so bestromt, dass mittels
seines elektrisch erzeugten Drehmomentes eine Beschleunigung der Schwungmasse 4.4 auf
eine Zieldrehzahl ω41 erfolgt. Anschließend wird die Bremse 4.5 der Arbeitsmaschine
geöffnet und Motor 4 so bestromt, dass sein elektrisch erzeugtes Drehmoment eine
Reduzierung der Differenzdrehzahl zwischen Schwungmasse 4.4 und Welle 4.1 auf 0 rads-1
anstrebt. Hierbei findet ein Energieausgleich zwischen Schwungmasse und
Arbeitsmaschine statt, d. h. die Schwungmasse gibt Energie an die Arbeitsmaschine ab, so
dass schließlich Schwungmasse 4.4 und Welle 4.1 drehzahlsynchron mit ω42 rotieren -
wobei ohne weitere Maßnahmen ω42 < ω41 gilt. Motor 4 arbeitet jetzt als berührungslose
Kupplung. Das Stillsetzen erfolgt umgekehrt zum Hochlauf. D. h. zuerst wird Motor 4 so
bestromt, dass sein elektrisch erzeugtes Drehmoment eine Differenzdrehzahl zwischen 4.4
und 4.1 derart anstrebt, dass 4.1 durch die Wirkung dieses Drehmomentes bis auf Stillstand
heruntergebremst wird. Bei verlustarmen Arbeitsmaschinen wird dabei umgekehrt die
Drehzahl der Schwungmasse wieder erhöht. Man kann sinnbildlich auch sagen, dass beim
Hochlauf der Arbeitsmaschine die Schwungmasse 4.4 und die Welle 4.1 einander
"anziehen", während sie sich beim Stillsetzen der Arbeitsmaschine voneinder "abstoßen".
Wenn die Arbeitsmaschine auf Stillstand heruntergebremst ist, fällt die Haltebremse zum
Festbremsen der Arbeitsmaschine wieder ein. Nach dem Stillsetzen der Arbeitsmaschine
kann 4.4 natürlich auslaufen oder über Motor 4 mit entsprechend geringer
Rückspeiseleistung stillgesetzt werden.
Grundsätzlich besteht durch die Verwendung des Motors 4 als Kupplung mittels dieses
Motors und oben genanntem Stellglied auch die Möglichkeit, die von der Arbeitsmaschine
und der Schwungmasse beim Bremsen abgegebene Energie nicht über Bremswiderstände
in Verlustwärme umzusetzen, sondern sie in der Weise eines Generators, d. h. als
Nutzbremsung, in ein elektrisches Versorgungsnetz und/oder auf Kondensatoren und/oder
andere Energiespeicherarten zurückzuspeisen.
Bei der Auslegung der Bremse 4.5 ist noch zu beachten, dass sie zwar eine Haltebremse ist,
dabei aber ein so großes Haltemoment besitzen muß, dass sie den Stillstand der
Arbeitsmaschine gegen die während des Hochlaufes und Wiederstillsetz-Prozesses von 4.3
und 4.4 wirkenden Beschleunigungs- und Verzögerungsmomente gewährleistet.
Dem Symbol M kommt dieselbe Bedeutung zu wie in Fig. 1.
In Fig. 5 ist eine Anordnung dargestellt, die zunächst einen Webmaschinenantrieb 5,
bestehend aus dem Stator 5.1 und dem Rotor 5.2, umfaßt, welcher über die Kupplung 5.3
fest mit der Hauptantriebswelle 5.7 einer Webmaschine verbunden ist. Auf der
Hauptantriebswelle sind ferner die Zahnräder 5.5 und 5.8 fest montiert, welche wiederum
mit den Zahnrädern 5.6 bzw. 5.9 im Eingriff stehen. 5.5 und 5.6 bzw. 5.8 und 5.9
repräsentieren so die linke bzw. die rechte Getriebeseite der Webmaschine.
Ebenfalls fest montiert auf der Hauptantriebswelle 5,7 ist die zusätzliche Schwungmasse
5.4, welche vornehmlich der Kompensation der Schwankungen des
Massenträgheitsmoments der Webmaschine dient.
Weiterhin ist die Hauptantriebswelle über die Kupplung 5.10 fest mit einer Welle 5.11
verbunden, welche wiederum eine elektrisch als Rotor oder Stator eines Motors
fungierende Komponente 5.12 in fester Verbindung trägt. Entsprechend fungiert die
Komponente 5.13 dann als Stator oder Rotor, so dass 5.12 und 5.13 zusammen einen
Motor 5A ergeben. Dieser Motor ist für Stillstandsbetrieb geeignet und wird in Verbindung
mit einem entsprechenden Stellglied derart betrieben, dass das Drehmoment und/oder die
mechanische Winkelgeschwindigkeit zwischen Stator und Rotor gesteuert bzw. geregelt
werden können.
Auf der Komponente 5.13 sind die Schwungmasse 5.14 und ein Zahnrad 5.15 fest
montiert, wobei das Zahnrad 5.15 wiederum mit dem Zahnrad 5.16 im Eingriff steht. 5.15
und 5.16 bilden eine Getriebestufe der Fachbildemaschine; das Zahnrad 5.16 ist fest auf
der Antriebswelle 5.17 der Fachbildemaschine montiert.
Eine Bremse 5.18 erfüllt im Normalfall die Funktion einer Haltebremse für die Welle 5.11
und damit für 5.7 und 5.2; die Bremse 5.19 erfüllt im Normalfall die Funktion einer
Haltebremse für 5.17.
Dem Symbol M kommt dieselbe Bedeutung zu wie in Fig. 1.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Komponenten 5.11 und 5.12 konstruktiv und
funktional zu einer Komponente verschmelzen können, d. h. genau wie der Rotor 5.2 über
5.3 ist dann auch der Rotor bzw. Stator des mit 5.12 und 5.13 dargestellten Motors 5A über
5.10 direkt mit der Hauptantriebswelle 5.7 gekoppelt.
Beim Start der Anordnung gemäß Fig. 5 wird zunächst der aus 5.12 und 5.13 bestehende
Motor, welcher als Antrieb der Fachbildemaschine zugeordnet ist, bestromt, während die
Bremse 5.19 öffnet. Da Bremse 5.18 geschlossen bleibt, beginnt 5.13 um 5.12 zu rotieren,
wobei gleichzeitig mit 5.13 auch die Schwungscheibe 5.14 sowie Zahnrad 5.15 in Rotation
versetzt werden. Damit drehen sich auch Zahnrad 5.16 und die Antriebswelle 5.17 der
Fachbildemaschine. Über den aus 5.12 und 5.13 gebildeten Motor 5A wird so die
Fachbildemaschine auf eine Drehzahl ωFBM (sie sei bezogen auf Zahnrad 5.15)
beschleunigt, die vorzugsweise etwas oberhalb der später für Hauptantriebswelle 5.7
gewünschten Betriebsdrehzahl ωBetr liegt. Ist ωFBM erreicht, wird, während die Bremse 5.18
öffnet, der aus 5.12 und 5.13 bestehende Motor so bestromt, dass über das von ihm
elektrisch erzeugte Drehmoment eine Differenz-Winkelgeschwindigkeit von 0 rads-1
zwischen Rotor und Stator angestrebt wird. Im Falle eines Drehstrommotors heißt dies,
dass das momentenbildende Drehfeld je nach Motorentyp entweder eine, von der Drehzahl
der Fachbildemaschine ausgehend, schnell abnehmende oder von vornherein auf sehr
kleine Werte bzw. 0 Hz gesetzte Frequenz besitzt. Auf diese Weise erfährt die
Hauptantriebswelle 5.7 der Webmaschine ein Beschleunigungsmoment; die Webmaschine
läuft hoch, wobei dieser Hochlaufvorgang - entsprechend synchronisiert - vom aus 5.1 und
5.2 gebildeten Motor 5 unterstützt wird.
Da der aus 5.12 und 5.13 gebildete Motor eine Differenz-Winkelgeschwindigkeit von
0 rads-1 zwischen Rotor und Stator anstrebt und damit bestrebt ist, als berührungslose
Kupplung zwischen Web- und Fachbildemaschine zu wirken, erfolgt parallel zur
Beschleunigung der Webmaschine eine Drehzahlverringerung, d. h. eine Verzögerung der
Fachbildemaschine. Damit sich beide Maschinen bei der gewünschten Betriebsdrehzahl
ωBetr treffen, erfolgte die oben genannte vorzugsweise anfängliche Beschleunigung der
Fachbildemaschine auf eine Drehzahl ωFBM < ωBetr. Das Verhältnis von Beschleunigung
der Webmaschine und Verzögerung der Fachbildemaschine wird, maßgeblich durch das
Verhältnis der Massenträgheitsmomente der beiden Maschinen bestimmt; durch die Wahl
der zusätzlichen Schwungmassen läßt sich so der Hochlaufvorgang sowie das Verhältnis
ωFBM : ωBetr in weiten Grenzen beeinflussen. Kann oder soll ωFBM nicht größer sein als die
spätere Betriebsdrehzahl ωBetr, so muß ab Start der Webmaschine zur Kompensation der
oben beschriebenen Drehzahlverringerung der Fachbildemaschine dem Gesamtsystem
(Web- + Fachbildemaschine inkl. Antriebe und Zusatzmassen) eine entsprechende
zusätzliche Energie zugeführt werden. Dies ist erstens während des Startes der
Webmaschine durch Motor 5 und/oder Motor 5A, aber zweitens auch noch nach erfolgtem
Webmaschinenhochlauf durch Motor 5A möglich, wobei im zweiten Fall Motor 5 dann die
Hauptantriebswelle 5.7 der Webmaschine gegen das von 5A erzeugte Rückwirkmoment
auf Betriebsdrehzahl hält. Im zweiten Fall ist darüber hinaus zu beachten, dass die
Fachbildemaschine auch gegenüber der hochgelaufenen Webmaschine noch im
Maschinendrehwinkel soweit vorauseilen muß, dass erst mit Erreichen der
Betriebsdrehzahl auch durch die Fachbildemaschine beide Maschinendrehwinkel innerhalb
des geforderten Toleranzfensters zusammentreffen.
Indem der aus 5.12 und 5.13 gebildete Motor für eine befristete Zeit so bestromt wird, dass
über das elektrisch erzeugte Drehmoment eine Differenz-Winkelgeschwindigkeit von
0 rads-1 zwischen Rotor und Stator angestrebt wird, läßt sich im laufenden Betrieb, d. h.
auch im Webbetrieb, die über den jeweiligen Drehwinkel definierte Phasenlage zwischen
der Hauptantriebswelle der Webmaschine und der Antriebswelle der Fachbildemaschine in
beide Richtungen verstellen. Die Ansteuerung bzw. Regelung des Motors erfolgt dabei so,
dass mit Erreichen der gewünschten neuen Phasenlage auch zum Kupplungsbetrieb
zurückgekehrt worden ist. Während des Verstellvorganges ist - entsprechend synchronisiert
- auch der aus 5.1 und 5.2 gebildete Motor 5 zu steuern bzw. zu regeln.
Der Bremsvorgang erfolgt umgekehrt zum Startvorgang. D. h. zuerst wird die
Webmaschine durch entsprechende Bestromung der aus 5.1 und 5.2 bzw. 5.12 und 5.13
gebildeten Motore 5,5A auf Stillstand heruntergebremst; bei Erreichen des Stillstandes fällt
die Bremse 5.18 ein. Während des Bremsens der Webmaschine steigt - bei verlustarmen
Maschinen - die Drehzahl der Fachbildemaschine wieder an (in entsprechender
Umkehrug zum oben beschriebenen Startvorgang). Ab Stillstand der Webmaschine wird
dann die Fachbildemaschine, von dieser Drehzahl ausgehend, über den aus 5.12 und 5.13
gebildeten Motor heruntergebremst.
Die Motore und die ihnen zugeordneten Stellglieder müssen die von den Arbeitsmaschinen
abgegebene Energie entweder über Bremswiderstände in Verlustwärme umsetzen oder aber
generatorischen Betrieb, d. h. eine Nutzbremsung zulassen, d. h. vorzugsweise in ein
elektrisches Versorgungsnetz und/oder auf Kondensatoren und/oder andere
Energiespeicherarten zurückspeisen.
Bei der Auslegung der Bremse 5.18 ist noch zu beachten, dass sie zwar eine Haltebremse
ist, dabei aber ein so großes Haltemoment besitzen muß, dass sie den Stillstand der
Hauptantriebswelle 5.7 der Webmaschine und aller damit formschlüssig verbundenen
Komponenten gegen die während des Hochlaufes und des Wiederstillsetz-Prozesses der
Fachbildemaschine wirkenden Beschleunigungs- bzw. Verzögerungsmomente
gewährleistet.
Prinzipiell kann die Anordnung gemäß Fig. 5 aber auch so betrieben werden, dass die
Komponenten 5.12 und 5.13 von Motor 5A sich im laufenden Betrieb gegeneinander
drehen, d. h. 5A wirkt nicht als Kupplung, sondern die Winkelgeschwindigkeit zwischen
5.12 und 5.13 entspricht der Summe der Betriebsdrehzahlen von Web- und
Fachbildemaschine bzw. ihren getrieblich bedingten Vielfachen.
Fig. 6 zeigt eine Anordnung, die sich von der in Fig. 5 im wesentlichen dadurch
unterscheidet, dass der in Fig. 5 aus 5.12 und 5.13 gebildete Motor auf zwei Motore 6,6A
aufgeteilt ist. Der eine Motor 6, aus 6.2 und 6.3 gebildet, ist links vom linken Getriebe der
Webmaschine angeordnet. Dieses linke Getriebe wird hierbei durch das fest auf der
Hauptantriebswelle 6.7 der Webmaschine montierte Zahnrad 6.8 sowie das mit diesem
Zahnrad wiederum im Eingriff stehende Zahnrad 6.9 repräsentiert. Der andere Motor 6A,
gebildet aus 6.14 und 6.15, ist rechts vom rechten Getriebe der Webmaschine angeordnet.
Dieses rechte Getriebe wird hierbei durch das fest auf der Hauptantriebswelle 6.7 der
Webmaschine montierte Zahnrad 6.10 sowie das mit diesem Zahnrad wiederum im
Eingriff stehende Zahnrad 6.11 repräsentiert. Die Kopplung zwischen den Komponenten
6.3 bzw. 6.1 S der genannten Motore und der Hauptantriebswelle 6.7 erfolgt dadurch, dass
6.3 zunächst fest verbunden mit der Welle 6.1 ist und 6.15 fest verbunden mit Welle 6.13
ist, während 6.1 über Kupplung 6.6 und 6.13 über Kupplung 6.12 wiederum fest verbunden
mit 6.7 sind. Die unter Fig. 5 genannte mögliche Verschmelzung von 5.11 und 5.12 zu
einer Komponente ist ebenso zwischen 6.1 und 6.3 sowie zwischen 6.13 und 6.15 möglich.
Weiterhin kann die Hauptantriebswelle/Antriebswelle von Web- und/oder
Fachbildemaschine generell auch direkt als Rotor oder Stator genutzt werden; die
Kupplungen 6.6 und 6.12 würden dann entfallen, ebenso wie 1.4, 2.4, 5.3 und 5.10 in den
vorangegangenen Figuren dann entfallen können. Es erscheint aus Wartungsgründen aber
vorteilhaft, eine Demontage der elektrischen Antriebseinheiten von der Hauptantriebswelle
bzw. Antriebswelle der Web- bzw. Fachbildemaschine zuzulassen.
Die Schwungmasse 6.5 ist mit 6.2, die Schwungmasse 6.16 mit 6.14 fest verbunden.
Die Anordnung gemäß Fig. 6 ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Antrieb der
Fachbildemaschine von zwei Stellen aus erfolgen kann. Dabei erfolgt dieser Antrieb
vorteilhaft von links und von rechts auf die Antriebswelle 6.19. In Fig. 6 ist
dementsprechend das Zahnrad 6.4 fest verbunden mit 6.2 und steht wiederum im Eingriff
mit Zahnrad 6.20, welches seinerseits fest mit der Antriebswelle 6.19 der
Fachbildemaschine fest verbunden ist. Weiterhin ist Zahnrad 6.17 fest verbunden mit 6.14
und steht wiederum im Eingriff mit Zahnrad 6.21, welches seinerseits mit 6.19 fest
verbunden ist.
Der Hochlauf, die Betriebsführung und das Wiederstillsetzen der Fachbildemaschine
erfolgt so mit beidseitiger Momenteneinleitung bzw. -entnahme. Dazu müssen die linke
und die rechte Antriebseinheit entsprechend synchronisiert werden.
Zur Nachführung der Maschinenverluste und zur Unterstützung von Hochlauf und
Wiederstillsetzung der Webmaschine wird vorzugsweise wiederum ein Motor gemäß Fig.
5, bestehend aus S. 1 und 5.2, eingesetzt, der vorzugsweise über eine Kupplung mit 6.1 fest
verbunden ist und entsprechend synchronisiert mit den anderen anderen Antrieben
betrieben wird.
Dem Symbol M kommt dieselbe Bedeutung zu wie in Fig. 1.
In Fig. 7 ist eine Welle, vorzugsweise die Hauptantriebswelle/Antriebswelle einer Web-
oder Fachbildemaschine dargestellt. Mit dieser Welle 7.3 sind die Zahnräder 7.1 und 7.7
fest verbunden; 7.1 steht dabei seinerseits wiederum mit Zahnrad 7.2 im Eingriff; 7.7 steht
mit Zahnrad 7.8 in Eingriff. Weiterhin ist auf der Welle 7.3 die Komponente 7.5 fest
montiert, welche elektrisch als Ständer oder Läufer eines Linearmotors fungiert.
Entsprechend umgekehrt bildet 7.4 den elektrischen Läufer oder Ständer dieses
Linearmotors, wobei die Läuferfunktion für 7.4 bevorzugt ist. Die beidseitig neben 7.4
eingetragenen Pfeile 7.4 symbolisieren die Linearbewegung. Mit 7.4 fest verbunden ist ein
Rotationsteil 7.6, vorzugsweise ausgeführt als Reibrad. Vorzugsweise über Reibung ist 7.6
kraftschlüssig mit dem als Schwungmasse fungierenden Rotationsteil 7.9 verbunden,
welches dann vorzugsweise ebenfalls als Reibrad ausgeführt ist. Die Komponenten 7.6 und
7.9 bilden so ein stufenlos verstellbares Getriebe; durch die verstellbare Übersetzung von
7.6 auf 7.9 läßt sich entsprechend das seitens der Komponente 7.9 bezüglich 7.3 wirksame
Massenträgheitsmoment verstellen.
Eine solche Anordnung ist beim - oft gewebebedingten - Drehzahlwechsel im laufenden
Betrieb hilfreich, ebenso kann die Maschine zunächst gegen ein bezogen auf 7.3 kleines
wirksames Massenträgheitsmoment anfahren, während im laufenden Betrieb das
drehzahlbezogene Verhältnis Ü = ω76 : ω79 zwischen 7.6 und 7.9 verkleinert wird (d. h. 7.4
verändert mit 7.6 seine Lage in Richtung Rotationsachse von 7.9). Durch diese
Verkleinerung gewinnt das Massenträgheitsmoment von 7.9 gegenüber 7.3 an Größe, da es
bezogen auf 7.3 mit dem Faktor 1 : Ü2 = Ü-2 eingeht.
7.9 ist mit der Welle 7.10 fest verbunden 7.10 wiederum ist über ein - in beide Richtungen
- endlos drehbares Lager 7.11 mit der Welle 7.12 verbunden, welche wiederum mit Masse
verbunden ist (Erklärung zu Masse bzw. dem Symbol M s. unter der Erklärung zu Fig. 1).
Für das Wiederstillsetzen der Maschine wird Ü vorzugsweise minimiert. Die Maschine
reduziert so gemäß Drehimpulserhaltungssatz von sich aus ihre Geschwindigkeit, wodurch
eine Betriebsbremse deutlich entlastet wird, obwohl die von ihr aufzunehmende kinetische
Energie durch die Veränderung von Ü unverändert bleibt.
Eine weitere geeignete Maßnahme zur Unterstützung des Hochlaufes und
Wiederstillsetzens der jeweiligen Maschine besteht darin, dass zwischen 7.4 und 7.5 nicht
nur eine translatorische (= lineare), sondern zusätzlich eine rotatorische Bewegung möglich
ist. Diese rotatorische Bewegung wird vorzugsweise auf elektrischem Weg, d. h. durch
entsprechende Bestromung vorgenommen; 7.4 und 7.5 bilden dann - zusätzlich zur
Funktion des Linearantriebes - einen für den Stillstandsbetrieb und als Kupplung
geeigneten Antrieb wie 5.12 und 5.13 in Fig. 5. Für den Hochlauf wird dann bei
stillgesetzter Welle 7.3 zunächst 7.9 auf eine entsprechende Drehzahl beschleunigt, dann
die kinetische Energie von 7.9 für den Hochlauf der zu Welle 7.3 gehörenden Maschine
genutzt. Das Wiederstillsetzen dieser Maschine erfolgt entsprechend umgekehrt - oder
dadurch, dass durch Unterbrechung der entsprechenden Stromversorgung kein
Drehmoment zwischen 7.4 und 7.5 mehr wirkt, womit die Maschine und die
Schwungmasse 7.9 voneinander entkoppelt sind.
Die gebogenen Pfeile zeigen den Richtungszusammenhang zwischen ω76 : ω79; ändert ω76
die Richtung, so tut es ω79 gleichfalls.
Fig. 8 zeigt eine Anordnung, die vorzugsweise ebenfalls in der zuletzt für Fig. 5
beschriebenen Art betrieben werden kann. Sie besteht aus der Hauptantriebswelle 8.1 einer
Webmaschine, auf welcher die Zahnräder 8.2 und 8.4 fest montiert sind, welche wiederum
mit den Zahnrädern 8.3 und 8.5 in Eingriff stehen. 8.2 und 8.3 bzw. 8.4 und 8.5
repräsentieren so die linke bzw. die rechte Getriebeseite der Webmaschine. Weiterhin ist
8.1 über die Kupplung 8.6 fest mit der Welle 8.7 verbunden, welche wiederum zwei
funktional getrennt voneinander zu betrachtende Komponenten 8.8 und 8.11 in fester
Verbindung trägt. Die Komponente 8.8 fungiert elektrisch als Rotor oder Stator eines
Motors. Entsprechend fungiert die Komponente 8.9 dann als Stator oder Rotor, so dass 8.8
und 8.9 zusammen einen Motor 8B bilden. Die Komponente 8.9 ist ihrerseits fest mit der
Schwungmasse 8.10 verbunden.
Auch die Komponente 8.11 fungiert elektrisch als Rotor oder Stator eines Motors.
Entsprechend fungiert die Komponente 8.12 dann als Stator oder Rotor, so dass 8.11 und
8.12 zusammen einen Motor 8 bilden.
Fest verbunden mit 8.12 ist ferner die Komponente 8.16, welche elektrisch als Rotor oder
Stator eines Motors fungiert. Entsprechend fungiert die Komponente 8.17 dann als Stator
oder Rotor, so dass 8.16 und 8.17 zusammen einen Motor 8A bilden. Die Komponente
8.17 ist ihrerseits fest mit der Schwungmasse 8.18 verbunden.
Ferner mit 8.12 fest verbunden ist das Zahnrad 8.13, welches wiederum mit dem Zahnrad
8.14 im Eingriff steht. 8.13 und 8.14 bilden bzw. repräsentieren eine Getriebestufe der
Fachbildemaschine; das Zahnrad 8.14 ist fest auf der Antriebswelle 8.15 der
Fachbildemaschine montiert.
Eine Bremse 8.19 erfüllt im Normalfall die Funktion einer Haltebremse für die Welle 8.7
und damit für 8.1; die Bremse 8.20 erfüllt im Normalfall die Funktion einer Haltebremse
für 8.12 und damit für 8.13 bis 8.15.
Die Bremse 8.20 kann so ausgeführt sein, dass sie darüber hinaus auch als Haltebremse für
8.17 und damit für 8.18 fungiert.
Dem Symbol M kommt dieselbe Bedeutung zu wie in Fig. 1.
Es sei darauf hingewiesen, dass einerseits die Komponenten 8.8 mit 8.7 sowie andererseits
die Komponenten 8.11 und 8.7 konstruktiv und funktional so miteinander verschmelzen
können, dass der Rotor bzw. Stator des Motors 8B über 8.6 direkt mit der
Hauptantriebswelle 8.1 gekoppelt ist und andererseits direkt mit dem Rotor bzw. Stator des
Motors 8 gekoppelt ist bzw. mit diesem sogar eine fertigungstechnische Einheit bildet.
Für den Startvorgang der Anordnung gemäß Fig. 8 bieten sich mehrere Möglichkeiten an.
So können grundsätzlich, entsprechend des zu Fig. 4 erläuterten Prinzips, über Motor 8B
zuerst die Schwungmasse 8.10 und/oder über Motor 8A die Schwungmasse 8.18 auf
jeweils eine benötigte Drehzahl beschleunigt werden, um anschließend ihre kinetische
Energie zum Start der Webmaschine (im Fall von 8.10) bzw. zum Start der
Fachbildemaschine (im Fall von 8.18) zu nutzen.
Beschrieben sei der folgende Startvorgang: Es erfolgt zunächst ein gleichzeitiger Hochlauf
von 8.10 (über Motor 8B) einerseits und - mit Öffnung der Bremse 8.20 - der
Fachbildemaschine gemeinsam mit Schwungmasse 8.18 (über Motor 8) andererseits, d. h.
Motor 8A fungiert als berührungslose Kupplung. Die Drehrichtung von 8.10 ist
entgegengesetzt zu der von Fachbildemaschine und Schwungmasse 8.18. Nach erfolgtem
Hochlauf wird die Bremse 8.19 geöffnet und der Motor 8B so bestromt, dass er gemäß
Erläuterung zu Fig. 4 bestrebt ist, die Differenz der Drehzahlen zwischen 8.7 und 8.10 auf
0 rads-1 zu verringern. Auf diese Weise wird 8.7 und damit die Hauptantriebswelle der
Webmaschine beschleunigt. Unterstützt wird dieses Hochlaufen der Webmaschine durch
eine gleichzeitige Bestromung von Motor 8 derart, dass sein elektrisch erzeugtes
Drehmoment eine Drehung der Komponenten 8.11 und 8.12, und damit von Web- und
Fachbildemaschine gegeneinander verursacht. D. h. 8.11 und 8.12 "stoßen" sich
voneinander ab. Die jeweils für Web- und für Fachbildemaschine wirksamen
Beschleunigungen stehen (bei sonst verlust- und kräftefreiem System) im umgekehrten
Verhältnis zu ihren Massenträgheitsmomenten. Wirkt der Motor 8A als berührungslose
Kupplung, so addiert sich zum Eigen-Massenträgheitsmoment der Fachbildemaschine
jenes von 8.18. Im Ergebnis dessen wird die so träge Fachbildemaschine nur noch
geringfügig (auf Betriebsdrehzahl) nachbeschleunigt, während gleichzeitig ein schneller
Hochlauf der Webmaschine unterstützt wird.
Im laufenden Betrieb kompensiert der Motor 8 die Verlustenergien von Web- und
Fachbildemaschine durch ein elektrisch erzeugtes Drehmoment, das die gegensätzlichen
Bewegungen von Web- und Fachbildemaschine aufrechterhält. Um das Verhältnis der
Beschleunigungen von Web- und Fachbildemaschine - z. B. zur Verstellung der Phasenlage
der Maschinenwinkel von Web- und Fachbildemaschine zueinander oder bei
Bindungswechsel - variieren zu können, können erstens die elektrisch erzeugten
Drehmomente von Motor 8A und/oder 8B entsprechend gesteuert oder geregelt werden
oder kann zweitens einer der Motore (8A, 8B) stromlos geschaltet werden. So läßt sich im
ersten Fall durch die Erzeugung von Gegenkräften zu Motor 8 sowie im zweiten Fall durch
Änderung des wirksamen Massenträgheitsmomentes von Web- oder Fachbildemaschine
das Verhältnis der Beschleunigungen (von Web- zu Fachbildemaschine) variieren. Mit
Erreichen der gewünschten Phasenlage ist der zwischenzeitlich anders betriebene Motor
(8A und/oder 8B) zum Kupplungsbetrieb zurückgekehrt.
Da der Bremsvorgang grundsätzlich in Umkehrung des Startvorganges erfolgen kann, gibt
es auch hier mehrere Möglichkeiten. In Umkehrung des ausführlich beschriebenen Starts
wird zunächst die Webmaschine und daran anschließend die Fachbildemaschine
stillgesetzt. Es ist jedoch auch ein gleichzeitiges Stillsetzen möglich. Hierzu wird Motor 8
so bestromt, dass er mit dem von ihm erzeugten Drehmoment eine Differenzdrehzahl
zwischen 8.11 bzw. der Welle 8.1 der Webmaschine einerseits und 8.12 andererseits von
0 rads-1 anstrebt, d. h. 8.11 und 8.12 "ziehen" einander an. Gleichzeitig werden die Motore
8A und 8B so bestromt, dass sie mit ihrem jeweils erzeugten Drehmoment den
Bremsvorgang der Webmaschine (Motor 8B) bzw. der Fachbildemaschine (Motor 8A)
unterstützen. D. h. die Motore 8A und 8B wirken jetzt genauso wie Motor 5A in Fig. 5,
wenn dieser, zuvor im laufenden Betrieb als Kupplung wirkend, die Webmaschine
stillsetzt. So wie bei diesem Stillsetzen der Webmaschine in Fig. 5 bei verlustarmen
Maschinen ein Drehzahlanstieg der Fachbildemaschine erfolgt, so erhöht sich hier - bei
verlustarmen Maschinen - beim Stillsetzen der Webmaschine die Drehzahl von 8.10 und
beim Stillsetzen der Fachbildemaschine die Drehzahl von 8.18. Bei Stillstand der
Webmaschine fällt Bremse 8.19 ein, bei Stillstand der Fachbildemaschine fällt Bremse
8.20 ein. Nach dem Stillsetzen der Webmaschine bzw. der Fachbildemaschine können 8.10
bzw. 8.18 natürlich auslaufen oder über 8A bzw. 8B mit entsprechend geringer
Rückspeiseleistung langsam stillgesetzt werden.
Die Motore und die ihnen zugeordneten Stellglieder müssen die von den Arbeitsmaschinen
abgegebene Energie entweder über Bremswiderstände in Verlustwärme umsetzen oder aber
generatorischen Betrieb, d. h. eine Nutzbremsung zulassen, d. h. vorzugsweise in ein
elektrisches Versorgungsnetz und/oder auf Kondensatoren und/oder andere
Energiespeicherarten zurückspeisen.
Bei der Auslegung der Bremse 8.20 ist noch zu beachten, dass sie zwar eine Haltebremse
ist, dabei aber ein so großes Haltemoment besitzen muß, dass sie den Stillstand der
Komponente 8.12 und aller damit formschlüssig verbundenen Komponenten gegen die
während des Hochlaufes und des Wiederstillsetz-Prozesses von 8.17 und 8.18 wirkenden
Beschleunigungs- bzw. Verzögerungsmomente gewährleistet.
Bei der Auslegung der Bremse 8.19 ist noch zu beachten, dass sie zwar eine Haltebremse
ist, dabei aber ein so großes Haltemoment besitzen muß, dass sie den Stillstand der
Komponente 8.7 und aller damit formschlüssig verbundenen Komponenten gegen die
während des Hochlaufes und des Wiederstillsetz-Prozesses von 8.9 und 8.10 sowie, je nach
Betriebsweise, von 8.12 bis 8.16 bzw. von 8.12 bis 8.18 wirkenden Beschleunigungs- bzw.
Verzögerungsmomente gewährleistet.
Grundsätzlich sei darauf hingewiesen, dass die Zuordnung von Web- und
Fachbildemaschine zum Antriebssystem auch genau umgekehrt sein kann, d. h. 8.1 ist die
Antriebswelle der Fachbildemaschine, während 8.1 S die Hauptantriebswelle der
Webmaschine ist. Die Komponenten 8.2. bis 8.5 würden dann entsprechend mit 8.15 in
Verbindung stehen, während die getrieblichen Mittel der Fachbildemaschine mit 8.1 in
Verbindung stehen würden.
1
Antriebsmotor
1.1
Bremse
1.2
Stator
1.3
Rotor
1.4
Kupplung
1.5
Schwungmasse
1.6
Zahnrad
1.7
Zahnrad
1.8
Hauptantriebswelle
1.9
Zahnrad
1.10
Zahnrad
1.11
Schwungmasse
2
Antriebsmotor
2.1
Bremse
2.2
Stator
2.3
Rotor
2.4
Kupplung
2.5
Schwungmasse
2.6
Zahnrad
2.7
Zahnrad
2.8
Antriebswelle
3.1
Schwungmasse
3.2
Schwungmasse
3.3
Welle
4
Motor
4.1
Welle
4.2
Kupplungsteil
4.3
Kupplungsteil
4.4
Schwungmasse
5
Motor (Teilantrieb)
5
A Motor (Teilantrieb)
5.1
Stator
5.2
Stator
5.3
Kupplung
5.4
Schwungmasse
5.5
Zahnrad
5.6
Zahnrad
5.7
Hauptantriebswelle
5.8
Zahnrad
5.9
Zahnrad
5.10
Kupplung
5.11
Welle
5.12
Rotor/Stator
5.13
Stator/Rotor
5.14
Schwungmasse
5.15
Zahnrad
5.16
Zahnrad
5.17
Antriebswelle
5.18
Bremse
5.19
Bremse
6
Motor (Teilantrieb)
6
A Motor (Teilantrieb)
6.1
Welle
6.2
Stator
6.3
Rotor
6.4
Zahnrad
6.5
Schwungmasse
6.6
Kupplung
6.7
Hauptantriebswelle
6.8
Zahnrad
6.9
Zahnrad
6.10
Zahnrad
6.11
Zahnrad
6.12
Kupplung
6.13
Welle
6.14
Rotor
6.15
Stator
6.16
Schwungmasse,
6.17
Zahnrad
6.18
Bremse
6.19
Antriebswelle
6.20
Zahnrad
6.21
Zahnrad
7
Motor (Antrieb)
7.1
Zahnrad
7.2
Zahnrad
7.3
Welle
7.4
Läufer/Ständer Linearmotor
7.4
' Pfeil
7.5
Ständer/Läufer Linearmotor
7.6
Rotationsteil
7.7
Zahnrad
7.8
Zahnrad
7.9
Rotationsteil (Schwungmasse)
7.10
Welle
7.11
Lager
7.12
Welle
8
Motor (Teilantrieb)
8
A Motor (Teilantrieb)
8
B Motor (Teilantrieb)
8.1
Hauptantriebswell
8.2
Zahnrad
8.3
Zahnrad
8.4
Zahnrad
8.5
Zahnrad
8.6
Kupplung
8.7
Welle
8.8
Stator
8.9
Rotor
8.10
Schwungmasse
8.11
Stator
8.12
Rotor
8.13
Zahnrad
8.14
Zahnrad
8.15
Antriebswelle
8.16
Stator
8.17
Rotor
8.18
Schwungmasse
8.19
Bremse
8.20
Bremse
Claims (49)
1. Antriebsanordnung für eine Webmaschine und Fachbildemaschine mit Mitteln zur
Kompensation von Schwankungen des Massenträgheitmoments der Web- und
Fachbildemaschine, wonach
dass der Antrieb der Webmaschine aus mehreren auf die Hauptantriebswelle (5.7; 6.7; 8.1) wirkenden elektromotorischen Teilantrieben (5A; 6, 6A; 8, 8A, 8B) besteht,
dass der Antrieb der Fachbildemaschine wenigstens einer der auf die Hauptantriebswelle (5.7; 6.7; 8.1) wirkenden elektromotorischen Teilantriebe (5A; 6, 6A; 8, 8A, 8B) ist, der zumindest über die getrieblichen Mittel sowie im Fall von (8B) über den als berührungslose Kupplung wirkenden Antrieb (8) mit der Antriebswelle der Fachbildemaschine wirkverbunden ist,
dass die Mittel zum Bremsen vorzugsweise in die Teilantriebe integrierte erste Bremsmittel sind, die die Webmaschine und die Fachbildemaschine zum Stillstand bringen, dass ferner zweite Bremsmittel (1.1; 4.5; 5.18; 6.18; 8.19) der Hauptantriebswelle der Webmaschine zugeordnet sind, und
dass dritte Bremsmittel (2.1; 5.19; 6.22; 8.20) der Antriebswelle der Fachbildemaschine zugeordnet sind, und
dass alle elektromotorischen Teilantriebe (1; 2, 5, 5A; 6, 6A; 8, 8A, 8B) signalübertragend mit der Steuereinrichtung verbunden sind.
- a) die Webmaschine einen direkt oder unter Zwischenschaltung getrieblicher Mittel mit ihrer Hauptantriebswelle verbundenen elektromotorischen Antrieb besitzt, wonach
- b) die Fachbildemaschine einen direkt oder unter Zwischenschaltung getrieblicher Mittel mit ihrer Antriebswelle verbundenen elektromotorischen Antrieb besitzt, wonach
- c) wenigstens die Webmaschine Mittel zum Bremsen der Hauptantriebswelle besitzt, wonach
- d) eine Steuereinrichtung signalübertragend mit dem Web- und dem Fachbildemaschinenantrieb verbunden ist, wonach
- e) die Steuereinrichtung Regelmittel besitzt, um wahlweise den jeweils einen vorgenannten Antrieb in Abhängigkeit vom jeweils anderen vorgenannten Antrieb zu betreiben, dadurch gekennzeichnet,
dass der Antrieb der Webmaschine aus mehreren auf die Hauptantriebswelle (5.7; 6.7; 8.1) wirkenden elektromotorischen Teilantrieben (5A; 6, 6A; 8, 8A, 8B) besteht,
dass der Antrieb der Fachbildemaschine wenigstens einer der auf die Hauptantriebswelle (5.7; 6.7; 8.1) wirkenden elektromotorischen Teilantriebe (5A; 6, 6A; 8, 8A, 8B) ist, der zumindest über die getrieblichen Mittel sowie im Fall von (8B) über den als berührungslose Kupplung wirkenden Antrieb (8) mit der Antriebswelle der Fachbildemaschine wirkverbunden ist,
dass die Mittel zum Bremsen vorzugsweise in die Teilantriebe integrierte erste Bremsmittel sind, die die Webmaschine und die Fachbildemaschine zum Stillstand bringen, dass ferner zweite Bremsmittel (1.1; 4.5; 5.18; 6.18; 8.19) der Hauptantriebswelle der Webmaschine zugeordnet sind, und
dass dritte Bremsmittel (2.1; 5.19; 6.22; 8.20) der Antriebswelle der Fachbildemaschine zugeordnet sind, und
dass alle elektromotorischen Teilantriebe (1; 2, 5, 5A; 6, 6A; 8, 8A, 8B) signalübertragend mit der Steuereinrichtung verbunden sind.
2. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Teilschwungmasse (1.5; 1.11) jeweils endseitig der Hauptantriebswelle (1.8) der
Webmaschine und die Teilschwungmasse (2.5) endseitig des der Antriebswelle (2.8) der
Fachbildemaschine zugeordneten Teilantriebs (2) angeordnet ist.
3. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Teilschwungmassen (1.5, 1.11; 5.4, 5.14; 6.5, 6.16) als rotationssymmetrische Körper
homogener Dichte und gleichmäßig masseverteilt auf die Hauptantriebswelle (1.8; 5.7; 6.7)
wirksam sind.
4. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Teilschwungmassen (8.10; 8.18) als rotationssymmetrische Körper homogener Dichte und
ungleich masseverteilt auf die Hauptantriebswelle (8.1) wirksam sind.
5. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das
Massenträgheitsmoment wenigstens einer der der Hauptantriebswelle (5.7; 6.7; 8.1)
mitrotierend zugeordneten Teilschwungmasse (5.14; 6.5; 6.16; 8.10; 8.18) über die
getrieblichen Mittel (5.15, 5.16; 6.4, 6.20; 6.17, 6.21; 8.13, 8.14) auf die Antriebswelle
(5.17; 6.19; 8.15) der Fachbildemaschine übertragbar ist.
6. Antriebsanordnung nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, dass die getrieblichen
Mittel aus einem mit einer ersten rotierenden Komponente (5.13; 6.2; 6.14; 8.11) des
elektromotorischen Teilantriebs (5A, 6, 6A,8) verbundenen Zahnrad (5.15; 6.4; 6.17; 8.13)
und aus einem mit der Antriebswelle (5.17; 6.19; 8.15) der Fachbildemaschine drehfest
verbundenen Zahnrad (5.16; 6.20, 6.21; 8.14) besteht, wobei beide Zahnräder (5.15, 5.16;
6.4, 6.20; 6.17, 6.21; 8.13, 8.14) permanent im Eingriff stehen.
7. Antriebsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die getrieblichen
Mittel eine stufenlos oder gestuft veränderbare Übersetzung besitzen.
8. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die der
Hauptantriebswelle (1.8; 5.7; 6.7, 8.1) der Webmaschine und die der Antriebswelle
(2.8; 5.17; 6.19; 8.15) der Fachbildemaschine jeweils zugeordnete zweite oder dritte Bremse
(1.1; 2.1; 5.18; 5.19; 6.18; 6.22; 8.19; 8.20) eine maschinenfest angeordnete Haltebremse ist.
9. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten
Bremsmittel die elektromotorischen Teilantriebe selbst sind, die beim Bremsvorgang
generatorisch arbeiten.
10. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wirksam
werdenden Teilschwungmassen wenigstens beim Abbremsen von den Wellen
entkoppelbar sind.
11. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilantriebe
jederzeit gezielt steuer- und regelbare Relativbewegungen und gezielt steuer- und regelbare
Drehmomente zwischen der jeweiligen Schwungmasse und der zugeordneten Welle
realisieren.
12. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
mitrotierenden Schwungmassen über Mittel zur Änderung von Größe und/oder Verlauf
ihres Massenträgheitsmoments verfügen.
13. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das
Wirksamwerden wenigstens einer der mitrotierenden Schwungmassen auf die
Hauptantriebswelle der Webmaschine über Zwischenschaltung getrieblicher Mittel erfolgt.
14. Antriebsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die
getrieblichen Mittel wenigstens ein Ausgleichsgetriebe ausbilden.
15. Antriebsanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das
Ausgleichsgetriebe eine Übertragungsfunktion beinhaltet, welche die Kopplung zwischen
Hauptantriebswelle der Webmaschine und der Schwungmasse bewirkt, wobei die
Übertragungsfunktion bei periodischem Verlauf innerhalb dieses Verlaufs punkt- und/oder
intervallweise die Aufhebung der Kopplung zwischen Hauptantriebswelle und
Schwungmasse beinhaltet.
16. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnung
wenigstens einer der mitrotierenden Schwungmassen zur Antriebswelle der
Fachbildemaschine über Zwischenschaltung getrieblicher Mittel erfolg.
17. Antriebsanordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die
getrieblichen Mittel wenigstens ein Ausgleichsgetriebe ausbilden.
18. Antriebsanordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das
Ausgleichsgetriebe eine Übertragungsfunktion beinhaltet, welche die Kopplung zwischen
Antriebswelle der Fachbildemaschine und Schwungmasse bewirkt, wobei die
Übertragungsfunktion bei periodischem Verlauf innerhalb dieses Verlaufs punkt- und/oder
intervallweise die Aufhebung der Kopplung zwischen Hauptantriebswelle und
Schwungmasse beinhaltet.
19. Antriebsanordnung nach Anspruch 14 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass über
das wenigstens eine Ausgleichsgetriebe die mitrotierende(n) Schwungmasse(n) die
Schwankungen des Massenträgheitsmomentes bezüglich der Hauptantriebswelle der
Webmaschine bzw. bezüglich der Antriebswelle der Fachbildemaschine vollständig
kompensiert.
20. Antriebsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel
signalübertragend mit der Steuereinrichtung verbunden sind, wobei die Mittel
vorzugsweise innerhalb von Regelkreisen betrieben werden.
21. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Hauptantriebswelle der Webmaschine der Rotor oder Stator des wenigstens einen
Teilantriebes ist.
22. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Antriebswelle der Fachbildemaschine der Rotor oder Stator des Teilantriebes (5) ist.
23. Antriebsanordnung für eine eine Hauptantriebswelle aufweisende Webmaschine und
für eine eine Antriebswelle aufweisende Fachbildemaschine und mit Mitteln zur
Kompensation von Schwankungen des Massenträgheitsmoments der Web- und
Fachbildemaschine, gekennzeichnet durch zwei gegeneinander drehbare Komponenten
(5.12, 5.13; 6.2, 6.3; 6.14, 6.15; 8.8, 8.9; 8.11, 8.12; 8.16, 8.17), von denen die eine Komponente
(5.13; 6.2; 6.14; 8.12) direkt oder unter Zwischenschaltung getrieblicher Mittel
(5.15, 5.16; 6.4, 6.20; 6.17, 6.21; 8.13, 8.14) mit der Antriebswelle (5.17; 6.19; 8.15) der
Fachbildemaschine verbunden ist und die andere Komponente (5.12; 6.3; 6.15; 8.8, 8.11)
direkt oder unter Zwischenschaltung von Kupplungsmittel (5.10; 6.6; 6.12; 8.6) mit der
Hauptantriebswelle (5.7; 6.7; 8.1) der Webmaschine verbunden ist, wobei die eine
Komponente wechselweise der Stator und die jeweils andere Komponente wechselweise
der Rotor eines elektromotorischen Antriebs (5A; 6; 6A; 8, 8A, 8B) ist.
24. Antriebsanordnung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der aus den
beiden gegeneinander drehbaren Komponenten gebildete Anrieb die Funktion eines
Stillstandsmotors zwischen der Hauptantriebswelle der Webmaschine und der
Antriebswelle der Fachbildemaschine erfüllt.
25. Antriebsanordnung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der aus den
beiden gegeneinander drehbaren Komponenten gebildete Antrieb die Funktion einer
berührungslosen, vorzugsweise synchronen Kupplung zwischen der Hauptantriebswelle
der Webmaschine und der Antriebswelle Fachbildemaschine erfüllt.
26. Antriebsanordnung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der aus den
beiden gegeneinander drehbaren Komponenten gebildete Antrieb sowohl für den
motorischen als auch generatorischen Betrieb geeignet ist.
27. Antriebsanordnung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der aus den
beiden gegeneinander drehbaren Komponenten gebildete Antrieb im laufenden Betrieb
eine Verstellung der Phasenlage zwischen der Hauptantriebswelle der Webmaschine und
der Antriebswelle der Fachbildemaschine zulässt.
28. Antriebsanordnung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb im
Bremsbetrieb der Web- und Fachbildemaschine generatorisch betreibbar sind.
29. Antriebsanordnung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei
gegeneinander drehbaren Komponenten wenigstens einen an einem ersten freien Ende der
Hauptantriebswelle (5.7; 6.7) der Webmaschine angeordneten elektromotorischen
Teilantrieb (5A; 6; 6A) ausbilden.
30. Antriebsanordnung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich auf
ein zweites freies Ende der Hauptantriebswelle (5.7; 6.7) der Webmaschine ein weiterer
elektromotorischer Teilantrieb (5) koppelbar ist.
31. Antriebsanordnung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere
Teilantrieb (5) einen Stator (5.1) und einen Rotor (5.2) umfasst, wobei der Rotor (5.2) über
Kupplungsmittel (5.3) mit der Hauptantriebswelle (5.7; 6.7) verbunden ist.
32. Antriebsanordnung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die
Antriebswelle (5.17) der Fachbildemaschine über die getrieblichen Mittel (5.15; 5.16) mit
dem Teilantrieb (5A) der Webmaschine wirkverbunden ist.
33. Antriebsanordnung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die
Antriebswelle (6.19) der Fachbildemaschine über die getrieblichen Mittel (6.4; 6.20) mit
dem Teilantrieb (6) der Webmaschine wirkverbunden ist.
34. Antriebsanordnung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die
Antriebswelle (6.19) der Fachbildemaschine über die getrieblichen Mittel
(6.4; 6.20; 6.17; 6.21) mit den Teilantrieben (6, 6A) der Webmaschine wirkverbunden ist.
35. Antriebsanordnung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens
zwei erste und zwei zweite gegeneinander drehbare Komponenten mehrere an einem freien
Ende der Hauptantriebswelle (8.1) der Webmaschine angeordnete elektromotorische
Teilantriebe (8, 8A, 8B) ausbilden.
36. Antriebsanordnung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilantrieb
(8) aus einer mit der Welle (8.7) fest verbundenen Komponente (8.11) und aus einer
Komponente (8.12) besteht, dass der Teilantrieb (8A) aus einer mit der Komponente
(8.12) des Teilantriebs (8) fest verbundenen Komponente (8.17) besteht und dass der
Teilantrieb (8B) aus einem weiteren mit der Welle (8.7) fest verbundenen Komponente
(8.8) und aus einer eine zweite Schwungmasse (8.10) tragenden Komponente (8.9) besteht.
37. Antriebsanordnung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilantrieb
(8) über die getrieblichen Mittel (8.13, 8.14) mit der Antriebswelle (8.15) der
Fachbildemaschine wirkverbunden ist.
38. Antriebsanordnung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die
Komponenten (8.8, 8.9; 8.11, 8.12; 8.16, 8.17) wechselweise als Stator oder Rotor der
Teilantriebe (8, 8A, 8B) fungieren.
39. Antriebsanordnung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die
Hauptantriebswelle der Webmaschine der Rotor oder Stator des wenigstens einen
Teilantriebes ist.
40. Antriebsanordnung für eine ein erstes Ende und eine ein zweites Ende aufweisenden
Antriebswelle einer Webmaschine und/oder einer Fachbildemaschine und mit Mitteln zur
Kompensation von Schwankungen des Massenträgheitsmoments der Web- und/oder
Fachbildemaschine, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Enden der
Antriebswelle (7.3) wenigstens ein elektromotorischer Antrieb (7) mit der Antriebswelle
(7.3) wirkverbunden ist.
41. Antriebsanordnung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass der
elektromotorische Antrieb (7) aus zwei gegeneinander drehbaren Komponenten (7.4, 7.5)
besteht, von denen die eine Komponente (7.5) direkt mit der Antriebswelle (7.3) verbunden
ist und elektrisch der Stator oder Rotor des Antriebs (7) ist und die andere Komponente
(7.4), entsprechend umgekehrt, der Rotor oder Stator des Antriebs (7) ist.
42. Antriebsanordnung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Rotor
(7.4) ein Rotationsteil (7.6) fest verbunden ist, dass kraftschlüssig mit einer um eine
vertikale Achse (7.13) rotierend angeordneten Schwungmasse (7.9) verbunden ist.
43. Antriebsanordnung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass das
Rotationsteil (7.6) und die Schwungmasse (7.9) als Reibrad ausgebildet ist.
44. Antriebsanordnung nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibräder
ein stufenlos verstellbares Getriebe bilden.
45. Antriebsanordnung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass die
Komponenten (7.4, 7.5) zusammen einen Linearmotor bilden.
46. Antriebsanordnung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass die
Komponenten (7.4, 7.5) zusammen einen Rotationsmotor bilden.
47. Antriebsanordnung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den
Komponenten (7.4, 7.5) neben der linearen Bewegung (7.4') zusätzlich eine rotatorische
Bewegung erzeugt wird.
48. Antriebsanordnung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass die
Antriebswelle (7.3) die Hauptantriebswelle einer Webmaschine ist.
49. Antriebsanordnung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass die
Antriebswelle (7.3) die Antriebswelle einer Fachbildemaschine ist.
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