DE102012009190B4

DE102012009190B4 - Anlage mit einer anzutreibenden Welle und Verfahren zum Betreiben einer Anlage

Info

Publication number: DE102012009190B4
Application number: DE102012009190.7A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Wegner
Original assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Current assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority date: 2012-05-10
Filing date: 2012-05-10
Publication date: 2020-03-19
Anticipated expiration: 2032-05-11
Also published as: CN104271479A; EP2847114B1; CN104271479B; WO2013167226A1; EP2847114A1; DE102012009190A1

Abstract

Anlage mit einer anzutreibenden Welle (1),wobei zumindest ein erster und ein zweiter Getriebemotor (41, 42) antreiben,wobei ein durch eine Zugkraft (F) bewirktes Drehmoment auf die Welle (1) wirkt, wobei die Zugkraft (F) von einer Vorrichtung erzeugt ist,wobei das vom ersten Getriebemotor (41) erzeugte Drehmoment entgegen dem durch die Zugkraft (F) bewirkten Drehmoment wirkt und das das vom zweiten Getriebemotor (42) erzeugte Drehmoment in Richtung dem durch die Zugkraft (F) bewirkten Drehmoment wirkt,wobei eine Wickelrolle (2) drehfest mit der Welle (1) verbunden ist,wobei die Zugkraft (F) an der Wickelrolle (2) herrscht,- wobei ein Sensor zur Erfassung des Radius der Wickelrolle (2) vorgesehen ist- oder wobei der Radius der Wickelrolle (2) aus der erfassten Drehzahl der Welle (1) und der erfassten Umfangsgeschwindigkeit der Wickelrolle (2) beziehungsweise aus der Geschwindigkeit des abgewickelten oder aufgewickelten Wickelguts bestimmt wird, wobei in der Anlage ein Sensor (S) zur Bestimmung der Zugkraft (F) angeordnet ist,wobei der erfasste Istwert der Zugkraft (F) einem Regler des den ersten Getriebemotor (41) speisenden Umrichters (21) zugeführt wird,wobei dem Regler des den ersten Getriebemotor (41) speisenden Umrichters (21) ein Sollwert für die Zugkraft (F) zugeführt wird,wobei die Regelabweichung mittels Multiplikation mit dem Radius der Wickelrolle (2) in einen Drehmomentenwert (M1_Soll) umgerechnet wird, auf den das vom ersten Getriebemotor (41) erzeugte Drehmoment hingeregelt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage mit einer anzutreibenden Welle und ein Verfahren zum Betreiben einer Anlage.
Es ist allgemein bekannt, dass in Anlagen Antriebe eine Welle antreiben.
Aus der DE 41 41 897 A1 ist ein Verfahren zur Verringerung von Schwingungen bei Laststößen bei Antrieben mit schwingungsfähiger mechanischer Anordnung als nächstliegender Stand der Technik bekannt.
Aus der EP 0 576 108 A2 ist ein Antriebskonzept für elektromotorische Drehantriebe bekannt.
Aus der DE 26 19 236 C3 ist eine Wickemaschine bekannt.
Aus der EP 0 593 946 A2 ist eine Vorrichtung zum Aufwickeln einer Bahn bekannt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anlage mit einer anzutreibenden Welle weiterzubilden, wobei das Antreiben verbesserbar sein soll.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Anlage mit einer anzutreibenden Welle nach den in Anspruch 1 und bei dem Verfahren nach den in Anspruch 11 angegebenen Merkmalen gelöst.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei der Anlage, dass
die Anlage mit einer anzutreibenden Welle vorgesehen ist,
wobei zumindest ein erster und ein zweiter Getriebemotor die Welle antreiben,
wobei ein durch eine Zugkraft bewirktes Drehmoment auf die Welle wirkt, wobei die Zugkraft von einer Vorrichtung erzeugt ist,
wobei das vom ersten Getriebemotor erzeugte Drehmoment entgegen dem durch die Zugkraft bewirkten Drehmoment wirkt und das das vom zweiten Getriebemotor erzeugte Drehmoment in Richtung dem durch die Zugkraft bewirkten Drehmoment wirkt.
Von Vorteil ist dabei, dass ein hoher Stellbereich, also ein weiterer Bereich von stellbarem Drehmoment, der die Welle antreibenden Vorrichtung, also der beiden Getriebemotoren, erreichbar ist. Somit ist mittels des zweiten Getriebemotors auch das bei Nicht-Bestromung erzeugte Drehmoment des ersten Getriebemotors kompensierbar. Auf diese Weise wird der Stellbereich erweiterbar bis nahezu Null.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Abtriebswelle des ersten und die Abtriebswelle des zweiten Getriebemotors mit der Welle drehfest verbunden,
insbesondere wobei die beiden Abtriebswellen jeweils als Hohlwellen ausgeführt sind und jeweils auf die Welle aufgesteckt sind. Von Vorteil ist dabei, dass die beiden Abtriebswellen hintereinander, also in Richtung der Wellenachse, auf der Vollwelle anordenbar sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der erste und der zweite Getriebemotor jeweils ein von einem Elektromotor motorisch oder generatorisch antreibbares Getriebe auf, wobei jeder Elektromotor jeweils von einem jeweiligen Umrichter gespeist wird. Von Vorteil ist dabei, dass zwar das Getriebe bei Nichtbestromung ein durch Lagerverluste, Getriebeölplantschverluste und weitere Reibungsverluste, insbesondere der Verzahnungen, bewirktes Drehmoment erzeugt, dass aber der zweite Getriebemotor dieses Drehmoment zu kompensieren vermag. Außerdem vermag der zweite Getriebemotor auch die drehzahlabhängige Eigenhemmung des ersten Getriebemotors zu kompensieren.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist mittels des ersten Getriebemotors ein mindestens viermal oder mindestens zehnmal größeres Drehmoment erzeugbar als mittels des zweiten Getriebemotors
und/oder
im Wesentlichen der erste Getriebemotor definiert die obere Stellgrenze des von den Getriebemotoren erzeugbaren, in die Welle einleitbaren Drehmoments. Von Vorteil ist dabei, dass der zweite Getriebemotor nur eine kleine Baugröße aufweisen muss und somit kostengünstig ist. Zwar sind zwei Getriebemotoren auf der Welle angeordnet, jedoch ist nur der erste zur Erzeugung des eigentlichen Antriebsmoments verwendet. Der zweite dient nur der Kompensation der Verlustmomente des Getriebes des ersten Getriebemotors.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung gleicht das vom zweiten Getriebemotor erzeugte und an die Welle geleitete Drehmoment betragsmäßig im Wesentlichen demjenigen Drehmomentbetrag, welcher vom Getriebe des ersten Getriebemotors erzeugt wird, wenn der erste Getriebemotor unbestromt ist. Von Vorteil ist dabei, dass für das wesentliche Antriebsmoment nur der erste Getriebemotor notwendig ist und der zweite nur für die Kompensation erforderlich ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist in der Anlage ein Sensor zur Bestimmung der Zugkraft angeordnet, wobei der erfasste Istwert der Zugkraft einem Regler des den ersten Getriebemotor speisenden Umrichters zugeführt wird. Von Vorteil ist dabei, dass der zweite Getriebemotor als Entlastungsmaschine betreibbar ist. Hierbei wird von dem zweiten Getriebemotor auf einen gemäß einer Kennlinie M(n) bestimmten Drehmomentwert, der der Ist-Drehzahl zugeordnet ist, hingeregelt. Der erste Getriebemotor wird auf die Soll-Zugkraft hin geregelt.
Erfindungsgemäß wird dem Regler des den ersten Getriebemotor speisenden Umrichters ein Sollwert für die Zugkraft zugeführt. Von Vorteil ist dabei, dass auf einen Sollwert an Zugkraft hinregelbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird dem Regler des den zweiten Getriebemotor speisenden Umrichters ein Drehzahl Istwert zugeführt, aus welchem gemäß einer Kennlinie ein zu erreichender Momentensollwert bestimmt wird. Die Kennlinie beschreibt dabei die drehzahlabhängige Eigenhemmung des ersten Antriebs oder kompensiert sie über. Von Vorteil ist dabei, dass die Verluste des Getriebes des ersten Getriebemotors kompensiert oder überkompensiert werden und somit ein erweiterter Stellbereich der Antriebsanordnung erreichbar ist.
Wichtige Merkmale bei dem Verfahren zum Betreiben einer Anlage sind, dass ein Radius einer Wickelrolle bestimmt wird und eine Zugkraft bestimmt wird, wobei die Drehzahl der Wickelrolle bestimmt wird,
wobei die Regelabweichung der erfassten Zugkraft zu einem vorgegebenen Sollwert an Zugkraft bestimmt wird und mittels des bestimmten Radius in einen Drehmomentwert umgerechnet wird, auf den das von einem ersten Getriebemotor erzeugte Drehmoment hingeregelt wird,
der zweite Getriebemotor ein Drehmoment erzeugt, welches auf einen Drehmomentsollwert hingeregelt wird, der als Funktion der erfassten Drehzahl der wickelrolle und/oder der Welle gemäß einer Kennlinie bestimmt wird, insbesondere wobei die Kennlinie die drehzahlabhängige Eigenhemmung des Getriebes des ersten Getriebemotors beschreibt oder überkompensierend beschreibt.
Von Vorteil ist dabei, dass der zweite Antrieb die Eigenhemmung des ersten Antriebs kompensierbar macht oder überkompensierbar macht. Somit ist der Stellbereich des ersten Antriebs vergrößert und die Regeleigenschaften verbessert. Ist der erste Antrieb leistungsschwächer wird somit ein sehr großer Stellbereich realisierbar.
Wenn der erste Antrieb leistungsschwächer als der zweite Antrieb ausgewählt wird, ist infolge der verfeinerten Stromauflösung des leistungsschwächeren Antriebs eine verfeinerte und somit verbesserte Regelbarkeit innerhalb des Stellbereichs erreichbar. Dabei ist dann allerdings der feine Stellbereich nur vom leistungsschwächeren Antrieb bestimmt.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:

In der 1 ist eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Anlage gezeigt.
In der 2 ist ein Funktionsschema der Umrichter der Antriebe, also eines ersten und eines zweiten Getriebemotors, gezeigt.
In der 3 ist die Vergrößerung des Drehmoment-Stellbereichs durch das Hinzufügen eines zweiten Getriebemotors zur Antriebsanordnung gezeigt.
In der 4 ist die schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Anlage in Schrägansicht gezeigt, wobei die Sensorrolle zur Bestimmung der Zugkraft F nicht dargestellt ist.

Wie in der 1 dargestellt, ist auf einer Welle 1 eine Wickelrolle 2 drehfest verbunden, auf der ein Wickelgut, beispielsweise Papier oder Stoff, aufwickelbar ist.
Dabei wird das Wickelgut mit einer Kraft F, also einem Istwert an Kraft abgewickelt, wobei eine nicht dargestellte Vorrichtung diese Zugkraft F bewirkt.
Mittels einer Umlenkrolle ist ein Sensor S vorsehbar, der den Istwert F_ist der Zugkraft F erfasst.
Zur Regelung der Zugkraft auf einen Sollwert F_Soll hin ist die Welle 1 mit einem ersten Getriebemotor verbunden, wobei der Getriebemotor der Zugkraft F entgegenwirkt. Hierzu erzeugt der Getriebemotor ein Drehmoment M, welches zwischen einem maximalen Wert und einem minimalen Wert liegt. Der maximale Wert M_max des Drehmoments M ist durch die Baugröße und Konstruktion des Getriebemotors bestimmt. Der minimale Wert M_min des Drehmoments M ist derjenige Wert, welcher bei unbestromtem Motor auftritt. Hierbei wird das Getriebe von der Wickelrolle 2 angetrieben und der Motor wirkt nur mittels seines Trägheitsmoments, wenn keine Überkompensation durch den zweiten Getriebemotor stattfindet.
Das an der Wickelrolle wirkende Drehmoment M ist vom Radius, also vom halben Durchmesser, der Wickelrolle 2 abhängig. Dabei gilt M = F x R.
Erfindungsgemäß ist die Welle 1 der Wickelrolle 2, wie auch in 4 gezeigt, nicht nur mit der Abtriebswelle des ersten Getriebemotors 41, sondern auch mit der Abtriebswelle eines zweiten Getriebemotors 42 verbunden. Somit wirken beide von den Getriebemotoren (41, 42) erzeugten Drehmomente auf die Welle 1 der Wickelrolle 2.
Auf diese Weise ist es ermöglicht, dass der zweite Getriebemotor 42 entgegen dem bei unbestromtem ersten Getriebemotor 41 von dessen Getriebe erzeugten Drehmoment M_min, also der Eigenhemmung des ersten Getriebemotors 41, wirkt. Somit wirkt der zweite Getriebemotor 42 mit seinem von ihm erzeugten Drehmoment auf die Zugkraft erhöhend. Das vom ersten Getriebemotor 41 erzeugte Drehmoment wirkt erniedrigend auf die Zugkraft F, da es ihr entgegenwirkt. Denn die Kraft F ist von der nicht dargestellten Vorrichtung verursacht. Das vom zweiten Getriebemotor 42 erzeugte Drehmoment wirkt erhöhend auf die Welle, insbesondere Zugkraft F, da es in Richtung der von der nicht dargestellten Vorrichtung erzeugten Kraftrichtung wirkt. Die Summe der von den beiden Getriebemotoren (41, 42) erzeugten Kräften und der von der nicht dargestellten Vorrichtung erzeugten Kraft ist im stationären Betrieb Null.
Die Baugröße des zweiten Getriebemotors 42 ist kleiner ausführbar als die Baugröße des ersten Getriebemotors, da der zweite Getriebemotor nur den Betrag M_min des ersten Getriebemotors aufbringen muss. Der Stellbereich des gesamten Antriebs wird somit vom Umrichter des ersten Getriebemotors 41 durchfahren. Der zweite Getriebemotor 42 kompensiert nur die Eigenhemmung.
Auf diese Weise ist der Stellbereich des ersten Getriebemotors 41, der nur zwischen M_min und M_max vorhanden wäre, mittels des zweiten Getriebemotors erweiterbar. Hierbei wird als untere Stellgrenze sogar fast ein verschwindendes Drehmoment ermöglicht.
Als Motor ist vorzugsweise ein Synchronmotor oder ein Asynchronmotor eingesetzt und als Getriebe ein Getriebe mit einer Stirnradgetriebestufe, mit einer Planetengetriebestufe oder mit einer nicht selbsthemmenden Winkelgetriebestufe.
Wie in 2 gezeigt, wird der vom Sensor bestimmte Istwert F_ist der Zugkraft dem Umrichter 21 des ersten Getriebemotors 41 zugeführt, welcher einen Regler aufweist, dem dieser Istwert F_ist zugeführt wird. Außerdem wird dem Regler auch ein Sollwert F_Soll zugeführt, welcher dem gewünschten Zugkraftbetrag entspricht. Die Regelabweichung wird einem linearen Regler zugeführt und mittels Multiplikation mit dem von einem Sensor erfassten oder durch ein anderes Verfahren bestimmten Radius der Wickelrolle 2 in einem Drehmomentenwert M1_Soll umgerechnet, auf den der erste Umrichter 21 hinregelt.
Der Umrichter 22, welcher den zweiten Getriebemotor 42 speist, erhält den Istwert n_ist der Drehzahl der Welle und bestimmt gemäß einer Kennlinie M(n) einen Drehmomentsollwert M2_Soll, der somit eine Funktion von der Drehzahl n ist. Die Kennline M(n) beschreibt die drehzahlabhängige Eigenhemmung des Getriebes des ersten Getriebemotors. Dabei ist die Eigenhemmung verursacht durch die Ölplantschverluste, Rollreibungen der Wälzkörper der Lager und die Reibungsverluste, insbesondere der im Eingriff stehenden Verzahnungen.
Der erste Umrichter 21 speist den Elektromotor des ersten Getriebemotors 41 und der zweite Umrichter 22 speist den Elektromotor des zweiten Getriebemotors 42.
Der Regler des ersten Umrichters 21 erhält als Sollwert den Sollwert F_Soll der Zugkraft, welcher an der Wickelrolle 2 herrschen soll. Aus der Regelabweichung, also Abweichung des Istwertes F_ist vom Sollwert F_Soll wird ein Stellwert bestimmt, wobei der Regler im einfachsten Fall ein linearer Regler, wie PID-Regler, ist. Alternativ ist aber auch ein einfacher Proportionalregler oder ein PI-Regler verwendbar. Wie in 2 gezeigt, ist der Stellwert ein Drehmomentwert, der mittels der genannten Multiplikation mit dem Radius der Wickelrolle 2 vom ersten Umrichter 21 gespeisten Elektromotor mit Getriebe erzeugt wird. Der Stellbereich liegt dabei zwischen M_min und M_max.
Der Regler des zweiten Umrichters 22 erhält als Istwert die an der Welle erfasste Drehzahl, aus welcher mittels der drehzahlabhängigen Eigenhemmungs-Kennlinie M(n) der Drehmomentensollwert M2_Soll gebildet wird, auf den das Drehmoment des zweiten Getriebemotors hingeregelt wird. Der zweite Getriebemotor 42 kompensiert somit die Eigenhemmung des ersten Getriebemotors 41.
Somit wird der Sollwert F_Soll an Zugkraft erreicht, welcher an der Wickelrolle 2 herrschen soll.
Abhängig von dem Radius R der Wickelrolle 2 entspricht das Drehmoment M einer Zugkraft $F = M \times R .$
Vorzugsweise ist das maximale von den Antrieben erzeugbare Drehmoment M_max und das minimale, von den Antrieben erzeugbare Drehmoment M_min.
Die untere, von den Getriebemotoren erzeugbaren Drehmoment-Stellgrenze M0 ist nahezu Null, da der zweite Getriebemotor die Eigenhemmung, also das vom Getriebe des ersten Getriebemotors bei unbestromtem erstem Getriebemotor erzeugte Drehmoment, kompensiert, wobei die Drehzahl durch die Welle 1 vorgegebenen ist und die Eigenhemmung entsprechend drehzahlabhängig ist.
Wie in 4 gezeigt wird vom ersten Getriebemotor 41 das Drehmoment M1 und vom zweiten Getriebemotor 42 das Drehmoment M2 in die Welle 1 eingeleitet. Die von den Getriebemotoren gegen die Zugkräfte erzeugte Gegenkraft F ist mittels eines Pfeils angedeutet und greift am Radius R der Wickelrolle 2 an.
5 zeigt die drehzahlabhängige Eigenhemmung, also das drehzahlabhängige Drehmoment M(n), welches bei Nichtbestromen des ersten Getriebemotors auftritt und als Kennlinie M(n) dem zweiten Getriebemotor zur Kompensation mindestens vorgegeben wird. Eine Überkompensation ist allerdings auch ausführbar. Vorteilig ist bei der Überkompensation, dass nicht der komplizierte drehzahlabhängige Verlauf als Kennlinie vorgegeben werden muss sondern ein einfacherer Verlauf, beispielsweise ein konstanter Verlauf. Durch die Kompensation oder Überkompensation wird als Stellbereich des gesamten Antriebs, welcher den ersten und den zweiten Getriebemotor umfasst, der Bereich 52 alleine wirksam; also wird der Bereich 53 unwirksam als Stellbereich, da er kompensiert ist.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist die Anlage ein Abwickler oder ein Aufwickler. Der Stellbereich der beiden Getriebemotoren, also (R_max × F_max) / (R_min × F_min), ist mittels der Erfindung größer als 30, wobei R_max der maximale Radius der Wickelrolle, wobei R_min der minimale Radius der Wickelrolle, wobei F_max die maximal auftretende Zugkraft ist und F_min die minimal auftretende Zugkraft ist.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen werden die Regler der beiden Umrichter vertauscht, wodurch der Umrichter des leistungsstärkeren ersten Getriebemotors die Istdrehzahl n_ist zugeführt bekommt und gemäß einer Kennlinie M(n) den Drehmomentsollwert M_Soll bestimmt und mittels des Getriebemotors auf die Welle leitet. Der Regler des Umrichters des zweiten Getriebemotors bekommt die Istkraft F_ist und den bestimmten oder erfassten Radius der Wickelrolle 2 zugeführt, so dass er aus dem Vergleich mit der Sollkraft F_Soll einen Stellwert ermittelt und somit den zweiten Regler derart betreibt, dass die Istkraft auf die Sollkraft hin geregelt wird.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird der Radius der Wickelrolle nicht durch einen Sensor direkt erfasst, sondern mittels der erfassten Abwickel- oder Aufwickel-Geschwindigkeit des Wickelgutes und der erfassten Drehzahl der Welle bestimmt, indem der Quotient der Geschwindigkeiten gebildet wird.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist zwischen Welle und Wickelrolle ein Getriebe angeordnet, so dass die Drehzahlen sich um einen Faktor unterscheiden.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen sind die Regler der Umrichter nicht in den Umrichtern (21, 22) angeordnet, sondern in einer übergeordneten Steuerung, die mittels eines Datenbusses mit den Umrichtern (21, 22) verbunden ist.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird in einem zuerst vorausgehenden Verfahrensschritt, beispielsweise bei Inbetriebnahme, die Kennlinie der Eigenhemmung eines der beiden Getriebemotoren bestimmt, indem dieser unbestromt bei mehreren Drehzahlen betrieben wird, vorzugsweise bei entkoppelter oder leerer Wickelrolle, und das am anderen Getriebemotor auftretende Drehmoment zur Überwindung der Eigenhemmung des zuerst genannten Getriebemotors bestimmt wird. Um Messfehler unschädlich zu machen und/oder die Überkompensation zu erreichen wird dann ein Sicherheitszuschlag auf das bei jeder Drehzahl bestimmte Drehmoment addiert und diese so ermittelten Drehzahl-Drehmomentwertepaare als diskret dargestellte Kennlinie hinterlegt. Zwischenwerte sind durch Interpolation, insbesondere lineare Interpolation, einfach bestimmbar.
Bezugszeichenliste

1: Welle
2: Wickelrolle
21: erster Umrichter
22: zweiter Umrichter
41: erster Getriebemotor
42: zweiter Getriebemotor
52: Bereich
53: Bereich
S: Sensor
F: Zugkraft, welche zum Abwickeln der Wickelrolle wirksam ist
F_Soll: Sollwert der Zugkraft
F_ist: Istwert der Zugkraft
F_Soll,: Offset Offsetwert des unbestromten ersten Getriebemotors
R: Radius der Wickelroll, abhängig von der aufgewickelten Menge
M: Drehmoment
M1: vom ersten Getriebemotor erzeugtes Drehmoment
M2: vom zweiten Getriebemotor erzeugtes Drehmoment
M_max: Maximalwert des von den Antrieben erzeugbaren Drehmoments
M_min: Minimalwert des von dem ersten Getriebemotor erzeugbaren Drehmoments
M0: untere, von den Getriebemotoren erzeugbaren Drehmoment-Stellgrenze
M1_Soll: Drehmomentenwert
M2_Soll: Drehmomentsollwert

Claims

Anlage mit einer anzutreibenden Welle (1), wobei zumindest ein erster und ein zweiter Getriebemotor (41, 42) antreiben, wobei ein durch eine Zugkraft (F) bewirktes Drehmoment auf die Welle (1) wirkt, wobei die Zugkraft (F) von einer Vorrichtung erzeugt ist, wobei das vom ersten Getriebemotor (41) erzeugte Drehmoment entgegen dem durch die Zugkraft (F) bewirkten Drehmoment wirkt und das das vom zweiten Getriebemotor (42) erzeugte Drehmoment in Richtung dem durch die Zugkraft (F) bewirkten Drehmoment wirkt, wobei eine Wickelrolle (2) drehfest mit der Welle (1) verbunden ist, wobei die Zugkraft (F) an der Wickelrolle (2) herrscht, - wobei ein Sensor zur Erfassung des Radius der Wickelrolle (2) vorgesehen ist - oder wobei der Radius der Wickelrolle (2) aus der erfassten Drehzahl der Welle (1) und der erfassten Umfangsgeschwindigkeit der Wickelrolle (2) beziehungsweise aus der Geschwindigkeit des abgewickelten oder aufgewickelten Wickelguts bestimmt wird, wobei in der Anlage ein Sensor (S) zur Bestimmung der Zugkraft (F) angeordnet ist, wobei der erfasste Istwert der Zugkraft (F) einem Regler des den ersten Getriebemotor (41) speisenden Umrichters (21) zugeführt wird, wobei dem Regler des den ersten Getriebemotor (41) speisenden Umrichters (21) ein Sollwert für die Zugkraft (F) zugeführt wird, wobei die Regelabweichung mittels Multiplikation mit dem Radius der Wickelrolle (2) in einen Drehmomentenwert (M1_Soll) umgerechnet wird, auf den das vom ersten Getriebemotor (41) erzeugte Drehmoment hingeregelt wird.
Anlage nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle des ersten und die Abtriebswelle des zweiten Getriebemotors (42) mit der Welle (1) drehfest verbunden sind, insbesondere wobei die beiden Abtriebswellen jeweils als Hohlwellen ausgeführt sind und jeweils auf die Welle (1) aufgesteckt sind.
Anlage nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Getriebemotor (41, 42) jeweils ein von einem Elektromotor motorisch oder generatorisch antreibbares Getriebe aufweist, wobei jeder Elektromotor jeweils von einem jeweiligen Umrichter (21, 22) gespeist wird.
Anlage nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des ersten Getriebemotors (41) ein mindestens viermal oder mindestens zehnmal größeres Drehmoment erzeugbar ist als mittels des zweiten Getriebemotors (42) und/oder dass im Wesentlichen der erste Getriebemotor (41) die obere Stellgrenze des von den Getriebemotoren (41, 42) erzeugbaren, in die Welle (1) einleitbaren Drehmoments definiert.
Anlage nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das vom zweiten Getriebemotor (42) erzeugte und an die Welle (1) geleitete Drehmoment betragsmäßig im Wesentlichen demjenigen Drehmomentbetrag gleicht, welcher vom Getriebe des ersten Getriebemotors (41) erzeugt wird, wenn der erste Getriebemotor (41) unbestromt ist, und/oder dass der zweite Getriebemotor (42) ein Drehmoment erzeugt, welches auf einen Drehmomentsollwert hingeregelt wird, der als Funktion der erfassten Drehzahl der Wickelrolle (2) und/oder der Welle (1) gemäß einer Kennlinie bestimmt wird, insbesondere wobei die Kennlinie die drehzahlabhängige Eigenhemmung des Getriebes des ersten Getriebemotors (41) beschreibt oder überkompensierend beschreibt.
Anlage nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Regler des den zweiten Getriebemotor (42) speisenden Umrichters (22) ein Sollwert zugeführt wird, welcher dem von dem Getriebe des ersten Getriebemotors (41) erzeugten Drehmoment bei unbestromtem erstem Getriebemotor (41) entspricht.
Anlage nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Getriebemotor (42) ein derartiges Drehmoment erzeugt, dass die Eigenhemmung des ersten Getriebemotors (41) überwunden wird, insbesondere wobei der zweite Getriebemotor (42) ein zum vom ersten Getriebemotor (41) erzeugtes entgegengesetzt wirkendes Drehmoment erzeugt.
Anlage nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler für den ersten Umrichter (21) und der Regler für den zweiten Umrichter (22) vertauscht werden.
Anlage nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage ein Abwickler oder ein Aufwickler ist und/oder dass auf der Welle (1) eine Wickelrolle (2) angeordnet ist.
Anlage nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellbereich der beiden Getriebemotoren (41, 42), also (R_max × F_max) / (R_min × F_min), größer ist als 30, wobei R_max der maximale Radius der Wickelrolle (2), wobei R_min der minimale Radius der Wickelrolle (2), wobei F_max die maximal auftretende Zugkraft (F) ist und F_min die minimal auftretende Zugkraft (F) ist.
Verfahren zum Betreiben einer Anlage nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei ein Radius einer Wickelrolle (2) bestimmt wird und eine Zugkraft (F) bestimmt wird, wobei die Drehzahl der Wickelrolle (2) bestimmt wird, wobei die Regelabweichung der erfassten Zugkraft (F) zu einem vorgegebenen Sollwert an Zugkraft (F) bestimmt wird und mittels des bestimmten Radius in einen Drehmomentwert umgerechnet wird, auf den das von einem ersten Getriebemotor (41) erzeugte Drehmoment hingeregelt wird, wobei der zweite Getriebemotor (42) ein Drehmoment erzeugt, welches auf einen Drehmomentsollwert hingeregelt wird, der als Funktion der erfassten Drehzahl der Wickelrolle (2) und/oder der Welle (1) gemäß einer Kennlinie bestimmt wird, insbesondere wobei die Kennlinie die drehzahlabhängige Eigenhemmung des Getriebes des ersten Getriebemotors (41) beschreibt oder überkompensierend beschreibt.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in einem vorausgehenden Verfahrensschritt die Kennlinie bestimmt wird, in dem der erste Getriebemotor (41) unbestromt betrieben wird und das am zweiten Getriebemotor (42) auftretende Drehmoment zur Überwindung der Eigenhemmung des ersten Getriebemotors (41) bestimmt wird, insbesondere wobei ein Sicherheitszuschlag berücksichtigt wird zur Bestimmung der Kennlinie aus den erfassten Werten.