DE102015002133A1 - Method for driving a roll group and roll group - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Antreiben einer Walzengruppe mit mehreren Führungswalzen sowie eine Walzengruppe mit mehreren Führungswalzen zum Führen eines Faserkabels in einer Faserstraße. Die Führungswalzen werden durch mehrere Antriebe angetrieben, wobei die Antriebe zur Einhaltung eines vorbestimmten Drehmomentes oder einer vorbestimmten Drehzahl geregelt werden. Um bei einer Vielzahl von Führungswalzen keine überlagerten Regelungseffekte zu erhalten, werden die Führungswalzen erfindungsgemäß in mehrere Antriebsgruppen mit jeweils mehreren Führungswalzen aufgeteilt, wobei pro Antriebsgruppe nur ein Masterantrieb geregelt wird. Der regelbare Masterantrieb ist innerhalb der Antriebsgruppe mit den Nebenantrieben der Führungswalzen gekoppelt.The invention relates to a method for driving a roller group having a plurality of guide rollers and a roller group having a plurality of guide rollers for guiding a fiber cable in a fiber line. The guide rollers are driven by a plurality of drives, wherein the drives are controlled to maintain a predetermined torque or a predetermined speed. In order to obtain in a plurality of guide rollers no superimposed control effects, the guide rollers according to the invention are divided into several drive groups, each with a plurality of guide rollers, wherein only one master drive is controlled per drive group. The controllable master drive is coupled within the drive group with the auxiliary drives of the guide rollers.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Antreiben einer Walzengruppe mit mehreren Führungswalzen zum Führen eines Faserkabels in einer Faserstraße gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Walzengruppe mit mehreren Führungswalzen zum Führen eines Faserkabels in einer Faserstraße gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.The invention relates to a method for driving a roller group having a plurality of guide rollers for guiding a fiber cable in a fiber line according to the preamble of claim 1 and a roller group having a plurality of guide rollers for guiding a fiber cable in a fiber line according to the preamble of claim 7.
Zur Herstellung von Stapelfasern ist es bekannt, dass zunächst in einem ersten Prozessschritt eine Mehrzahl von synthetischen Filamentsträngen aus einer Polymerschmelze gesponnen und nach dem Kühlen zu einem Spinnkabel zusammengeführt werden. Das Spinnkabel wird am Ende des ersten Prozessschrittes zur Speicherung in einer Kanne abgelegt. In einem zweiten Prozessschritt werden mehrere Spinnkabel gleichzeitig aus mehreren Kannen abgezogen und zu einem gemeinsamen Faserkabel zusammengeführt. Das Faserkabel wird anschließend in einer sogenannten Faserstraße durch mehrere Behandlungseinrichtungen geführt, um am Ende der Faserstraße zu Stapelfasern geschnitten zu werden. Derartige Faserstraßen werden insbesondere zur Bearbeitung von sehr dicken Gesamttitern wie beispielsweise > 200.000 den. eingesetzt. Zur Behandlung des Faserkabels wie beispielsweise eine Verstrecken, Temperieren oder Fixieren werden dabei Walzengruppen eingesetzt, die mehrere angetriebene Walzen aufweisen, an deren Umfang das Faserkabel mit jeweils einer Teilumschlingung geführt ist. Zum Antreiben der Führungswalzen der Walzengruppe sind im Stand der Technik grundsätzlich zwei unterschiedliche Verfahren bekannt.For the production of staple fibers, it is known that initially in a first process step a plurality of synthetic filament strands are spun from a polymer melt and, after cooling, are combined to form a tow. The tow is deposited at the end of the first process step for storage in a jug. In a second process step several tows are withdrawn simultaneously from several cans and combined to form a common fiber cable. The fiber cable is then passed in a so-called fiber line through several treatment facilities to be cut into staple fibers at the end of the fiber line. Such fiber lines are especially for processing very thick total titers such as> 200,000 den. used. For the treatment of the fiber cable such as stretching, tempering or fixing roller groups are used which have a plurality of driven rollers, on the circumference of the fiber cable is guided, each with a Teilumschlingung. For driving the guide rollers of the roller group, basically two different methods are known in the prior art.
So ist beispielsweise aus der
Somit lässt sich jede Führungswalze mit vorgegebenen Parameter antreiben, um möglichst einen gleichmäßigen Krafteingriff in das Faserkabel zu erhalten. Das bekannte Verfahren und die bekannte Walzengruppe besitzt jedoch den großen Nachteil, dass ein erheblicher Regelungsaufwand erforderlich ist, um die Antriebe der Führungswalzen sicher zu stellen. Zudem sind gegenseitige Beeinflussungen der Regelkreise an den Antrieben kaum zu beherrschen, so dass eine sehr empfindliche Regeldynamik vorherrscht.Thus, each guide roller can be driven with predetermined parameters in order to obtain as even as possible a force intervention in the fiber cable. However, the known method and the known group of rollers has the great disadvantage that a considerable regulatory effort is required to ensure the drives of the guide rollers. In addition, mutual influences of the control circuits on the drives are hardly to control, so that a very sensitive control dynamics prevails.
In dem Stand der Technik sind jedoch auch Verfahren zum Antreiben einer Walzengruppe bekannt, bei welcher die Führungswalzen der Walzengruppe gemeinsam über einen regelbaren Antrieb angetrieben werden. So ist beispielsweise aus der
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Antreiben einer Walzengruppe mit mehreren Führungswalzen sowie eine Walzengruppe mit mehreren Führungswalzen der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, dass beim Aufbau einer Zugkraft in einem Faserkabel eine möglichst gleichmäßige Lastverteilung an den Führungswalzen vorherrscht.It is therefore an object of the invention to develop a method for driving a group of rollers with a plurality of guide rollers and a group of rollers with a plurality of guide rollers of the generic type such that prevails during the construction of a tensile force in a fiber cable as uniform as possible load distribution on the guide rollers.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein Verfahren dadurch gelöst, dass die Führungswalzen in mehreren Antriebsgruppen mit jeweils mehreren Führungswalzen und mit jeweils einem Masterantrieb aufgeteilt werden und bei welchem die nur die Masterantriebe der Antriebsgruppe geregelt werden.This object is achieved according to the invention for a method in that the guide rollers are divided into several drive groups each having a plurality of guide rollers and each with a master drive and in which only the master drives of the drive group are controlled.
Für die erfindungsgemäße Walzengruppe liegt die Lösung darin, dass die Führungswalzen in mehrere Antriebsgruppen mit jeweils mehreren Führungswalzen aufgeteilt sind und dass einer der Antriebe der Antriebsgruppe als ein regelbarer Masterantrieb und die anderen Antriebe als Nebenantriebe ausgebildet sind, wobei die Nebenantriebe mit dem Masterantrieb verbunden sind.For the roller group according to the invention, the solution is that the guide rollers are divided into several drive groups, each with a plurality of guide rollers and that one of the drives of the drive group are designed as a controllable master drive and the other drives as power take-offs, wherein the auxiliary drives are connected to the master drive.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.Advantageous developments of the invention are defined by the features and feature combinations of the respective subclaims.
Die Erfindung nutzt eine sogenannte Master-Slave-Konfiguration zum Antreiben der Führungswalzen bzw. zur Ausbildung des Antriebssystems für die Führungswalzen. Durch das Zusammenfassen mehrerer Führungswalzen in eine Antriebsgruppe lässt sich im Vergleich zu einer Einzelregelung ein besseres Regelverhalten erzielen. Aufgrund nur weniger Regelkreise bei einer Mehrzahl von Führungswalzen erhält man eine stabile Regeldynamik des gesamten Antriebssystems der Walzengruppe. Hierzu wird innerhalb der Antriebsgruppe der Führungswalzen nur dem Masterantrieb die vorbestimmten Drehmomente und/oder Drehzahlen aufgegeben. Die benachbarten Nebenantriebe der Führungswalzen der betreffenden Antriebsgruppe folgen dem Masterantrieb.The invention uses a so-called master-slave configuration for driving the guide rollers or for forming the drive system for the guide rollers. By combining several guide rollers in a drive group can be compared to a single control achieve better control performance. Due to only a few control circuits in a plurality of guide rollers to obtain a stable control dynamics of the entire drive system of the roller group. For this purpose, within the drive group of the guide rollers only the master drive, the predetermined torques and / or speeds abandoned. The adjacent auxiliary drives of the guide rollers of the relevant drive group follow the master drive.
Hierzu ist insbesondere die Verfahrensvariante bevorzugt ausgeführt, bei welcher die regelbaren Masterantriebe innerhalb der Antriebsgruppen zumindest jeweils eine der Führungswalzen einer der Antriebsgruppen direkt antreiben und das benachbarte Führungswalzen der betreffenden Antriebsgruppe mit oder ohne vorgegebener Geschwindigkeitsdifferenz angetrieben werden. So können die benachbarten Führungswalzen der Antriebsgruppe mit identischer Drehzahl oder je nach Führungseigenschaften und Behandlungsschritt am Faserkabel fest eingestellten Drehzahldifferenz angetrieben werden.For this purpose, in particular the method variant is preferably carried out, in which the controllable master drives within the drive groups at least one of the guide rollers of one of the drive groups directly drive and the adjacent guide rollers of the respective drive group are driven with or without a predetermined speed difference. Thus, the adjacent guide rollers of the drive group can be driven at the same speed or depending on leadership characteristics and treatment step on the fiber cable fixed speed difference.
Die Kopplung der Nebenantriebe der Führungswalzen an den Masterantrieb lässt sich vorteilhaft durch die Verfahrensvariante ausführen, bei welcher die benachbarten Führungswalzen der betreffenden Antriebsgruppe durch ein mit dem Masterantrieb verbundenen Getriebe angetrieben werden. Damit ist eine feste nicht veränderbare Drehzahlrelation zwischen den Führungswalzen der Antriebsgruppe definiert. So können alle Führungswalzen der Antriebsgruppe mit gleichen Umfangsgeschwindigkeiten angetrieben werden.The coupling of the auxiliary drives of the guide rollers to the master drive can be advantageously carried out by the method variant in which the adjacent guide rollers of the relevant drive group are driven by a transmission connected to the master drive. Thus, a fixed unchangeable speed relation between the guide rollers of the drive group is defined. Thus, all guide rollers of the drive group can be driven at the same peripheral speeds.
Es ist jedoch auch möglich, die benachbarten Führungswalzen der betreffenden Antriebsgruppe durch mehrerer mit dem Masterantrieb verbundenen Elektromotoren anzutreiben. Damit lassen sich auch innerhalb der Antriebsgruppe einzelne Drehzahldifferenzen realisieren.However, it is also possible to drive the adjacent guide rollers of the relevant drive group by a plurality of connected to the master drive electric motors. This allows individual speed differences to be realized within the drive group.
Um eine möglichst gleichmäßige Lastverteilung über alle Führungswalzen der Walzengruppen zu erhalten, wird die Verfahrensvariante bevorzugt ausgeführt, bei welcher den Masterantrieben jeweils ein Solldrehmoment und/oder eine Solldrehzahl aufgegeben wird und bei welchem zumindest ein Ist-Drehmoment und/oder eine Ist-Drehzahl an einem Elektromotor des Masterantriebes auf das Soll-Drehmoment und/oder der Soll-Drehzahl geregelt wird. So können die Elektromotoren der Masterantriebe, die jeweils eine der Führungswalzen einer der Antriebsgruppen direkt antreiben unter gleichen Lastbedingungen betrieben werden.In order to obtain the most uniform possible load distribution over all guide rollers of the roller groups, the method variant is preferably carried out in which the master drives each a target torque and / or a target speed is applied and in which at least one actual torque and / or an actual speed at a Electric motor of the master drive is controlled to the target torque and / or the target speed. Thus, the electric motors of the master drives, each driving one of the guide rollers of one of the drive groups directly under the same load conditions can be operated.
Für das Verstrecken ist die Verfahrensvariante besonders vorteilhaft, bei welcher die Soll-Drehmomente der Masterantriebe so gewählt werden, dass eine Zugkraft zur Führung des Faserkabels gleichmäßig durch die Führungswalzen der Antriebsgruppen erzeugt wird. Damit ist eine gleichmäßige Krafteinbringung in das Faserkabel möglich, so dass keine Beschädigung des Kabels durch zu eine zu hohe Reibung auf den Führungswalzen entstehen. Ein weiterer Vorteil ist dadurch gegeben, dass die Führungswalzen innerhalb der Walzengruppe aufgrund vorbestimmter Lastverteilung einen gleichmäßigen Oberflächenverschleiß aufweisen. Aufgrund der geregelten Masterantriebe ist zudem ein stabiler Faserlauf gewährleistet.For stretching the method variant is particularly advantageous in which the desired torques of the master drives are selected so that a tensile force for guiding the fiber cable is generated evenly by the guide rollers of the drive groups. Thus, a uniform force input into the fiber cable is possible, so that no damage to the cable caused by excessive friction on the guide rollers. Another advantage is given by the fact that the guide rollers within the roller group have a uniform surface wear due to predetermined load distribution. Due to the controlled master drives, a stable fiber flow is guaranteed.
Die erfindungsgemäße Walzengruppe zeichnet sich dadurch aus, dass insbesondere eine Vielzahl von Führungswalzen innerhalb einer Walzengruppe unter annähernd gleicher Last betrieben werden können. Je nach Anzahl der Führungswalzen können die Antriebsgruppen mindestens zwei oder mehr Führungswalzen umfassen.The roll group according to the invention is characterized in that in particular a plurality of guide rollers can be operated within a group of rollers under approximately the same load. Depending on the number of guide rollers, the drive groups may comprise at least two or more guide rollers.
Die Masterantriebe werden bevorzugt durch jeweils einen Elektromotor und eine mit dem Elektromotor gekoppelte Steuereinheit gebildet. Der Elektromotor des Masterantriebes wird dabei bevorzugt direkt zum Antrieb einer der Führungswalzen der Antriebsgruppe genutzt.The master drives are preferably formed by a respective electric motor and a control unit coupled to the electric motor. The electric motor of the master drive is preferably used directly to drive one of the guide rollers of the drive group.
Zur Einhaltung der vorgegebenen Parameter, insbesondere zur Einhaltung der Drehzahl sowie der Drehmomente weist die Steuereinheit gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Walzengruppe einen Drehmomentenkomparator und/oder einen Drehzahlkomperator auf, durch welchen ein Ist-Soll-Vergleich für eine Drehmomentenregelung und/oder für eine Drehzahlregelung ausführbar ist. So lässt sich der Elektromotor vorzugsweise als Asynchronmotor ausführen. Darüberhinaus ermöglicht die Drehmomentenregelung eine konstante Belastung der Antriebsgruppe, wobei die Verteilung der Last innerhalb der Antriebsgruppe durch die vorgegebene Relation zwischen dem Masterantrieb und den Nebenantrieben fest vorgegeben ist.To comply with the predetermined parameters, in particular to maintain the speed and the torques, the control unit according to an advantageous embodiment of the roller group according to the invention a torque comparator and / or a Drehzahlkomperator, by which an actual target comparison for a torque control and / or for a speed control is executable. Thus, the electric motor can be preferably run as an asynchronous motor. In addition, the torque control allows a constant load on the drive group, wherein the distribution of the load within the drive group is fixed by the predetermined relation between the master drive and the auxiliary drives.
Das Zusammenwirken zwischen den Masterantrieben und den Nebenantrieben innerhalb einer Antriebsgruppe lässt sich gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Walzengruppe durch ein Getriebe realisieren. So ist einer der Masterantriebe einer der Antriebsgruppen mit einem Getriebe gekoppelt, das mit benachbarten Führungswalzen der betreffenden Antriebsgruppe verbunden ist. So sind feste Drehzahlübertragungen und Momentenübertragungen innerhalb der Antriebsgruppe gewährleistet, so dass beispielsweise alle Führungswalzen der Antriebsgruppe mit identischer Umfangsgeschwindigkeit oder mit vorbestimmter Differenzgeschwindigkeit über den Masterantrieb angetrieben werden.The interaction between the master drives and the auxiliary drives within a drive group can be realized by a transmission according to an advantageous development of the roller group according to the invention. Thus, one of the master drives of one of the drive groups is coupled to a transmission which is connected to adjacent guide rollers of the relevant drive group. Thus, fixed speed transmissions and torque transmissions within the drive group are ensured, so that, for example, all guide rollers of the drive group are driven at identical peripheral speed or at a predetermined differential speed via the master drive.
Alternativ lassen sich die Nebenantriebe auch durch Einzelmotoren ausbilden, so dass eine der Masterantriebe einer der Antriebsgruppe mit mehreren Einzelmotoren gekoppelt ist, die mit benachbarten Führungswalzen der betreffenden Antriebsgruppe verbunden sind.Alternatively, the auxiliary drives can also be formed by individual motors, so that one of the master drives of one of the drive group is coupled to a plurality of individual motors, which are connected to adjacent guide rollers of the relevant drive group.
Die Steuerung der Einzelmotoren lässt sich dabei über einzelne Steuergeräte oder direkt über die Steuereinheit des Masterantriebes ausführen.The control of the individual motors can be carried out via individual control units or directly via the control unit of the master drive.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Antreiben einer Walzengruppe sowie die erfindungsgemäße Walzengruppe ist nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.The inventive method for driving a roller group and the Roller assembly according to the invention is described below with reference to some embodiments with reference to the accompanying drawings.
Es stellen dar:They show:
In den
Bei dem Ausführungsbeispiel werden eine Mehrzahl von Führungswalzen auskragend an einer Gestellwand
Wie aus den Darstellungen in
Innerhalb der Antriebsgruppe
Die Antriebsgruppen
Die Antriebsgruppe
Bei dem in
Um insbesondere eine gleichmäßige Lastverteilung an den Führungswalzen der Walzengruppe zu erhalten, ist die Vorgabe und Regelung der Drehmomente in den Masterantrieben besonders vorteilhaft. Hierzu ist in
Die Führungswalzen
Die Nebenantriebe
In diesem Ausführungsbeispiel werden die von der Steuereinheit
Die Antriebsgruppe
Den Masterantrieben
Parallel können die Solldrehzahlen den Masterantrieben
In der
Bei dem in
Die Antriebsgruppe
Die in den
Derartige Walzengruppen werden zum Verstrecken, Fixieren und Führen von Faserkabeln in einer Faserstraße eingesetzt. So können die Führungswalzen beheizte oder kalte Führungsmäntel aufweisen. Zum Verstrecken eines Faserkabels werden üblicherweise zwei Walzengruppen verwendet, die mit einer Differenzgeschwindigkeit betrieben werden. In der
Die benachbarte Walzengruppe
Die Antriebsgruppe
Den Masterantrieben
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Date | Code | Title | Description |
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