DE102020117904A1

DE102020117904A1 - Förderwerk zum Rückgewinnen eines Teils der Antriebsenergie

Info

Publication number: DE102020117904A1
Application number: DE102020117904.9A
Authority: DE
Inventors: Dirk Zenzen; Dirk Pelkmann
Original assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Current assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date: 2019-07-16
Filing date: 2020-07-07
Publication date: 2021-01-21
Also published as: CN112239908B; CN112239908A

Abstract

Förderwerk zum Rückgewinnen eines Teils der Antriebsenergie des Förderwerks, das zum Fördern und/oder Strecken eines synthetischen Faden ausgebildet ist, wobei das Förderwerk wenigstens eine erste Galette und eine zu der ersten Galette beabstandet zweite Galette aufweist, und jede Galette einen eigenen Antrieb aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Galette mit ihrem Antrieb antreibbar ist und die andere Galette zum Strom erzeugen generatorisch betreibbar ist und die eine Galette mit der anderen Galette über den synthetischen Faden aneinander koppelbar ist, so dass die angetriebene Galette die generatorisch betriebene Galette mittels des synthetischen Fadens antreibt und der Strom der generatorisch betriebenen Galette dem Antrieb der angetriebenen Galette zuführbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Förderwerk zum Rückgewinnen eines Teils der Antriebsenergie des Förderwerks, das zum Abziehen, Leiten und/oder Strecken eines synthetischen Fadens ausgebildet ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Rückgewinnen eines Teils der Antriebsenergie in dem Förderwerk.
Förderwerke, die zum Abziehen, Leiten und/oder Strecken eines synthetischen Fadens vorgesehen sind, weisen eine oder mehrere angetriebene Galetten auf. Die Galetten werden üblicherweise mit unterschiedlichen vorbestimmten Umdrehungsgeschwindigkeiten angetrieben, so dass ein um die Galetten angelegter synthetischer Faden um einen vorbestimmten Betrag gestreckt wird. Über die unterschiedlichen Umdrehungsgeschwindigkeiten der Galetten wird der synthetische Faden mit einer Zugkraft beaufschlagt, um den Faden bzw. die den Faden ausbildenden Filamente zu verstrecken, wie z. B. verstrecken eines vorverstreckten Fadens POY (Pre Oriented Yarn) in einen vollverstreckten Faden FDY (Fully Drawn Yarn).
Der synthetischer Faden kann ein Einzelnes oder eine Mehrzahl von Filamenten aufweisen. Weist der synthetische Faden eine Mehrzahl von Filamenten auf, wird er auch als synthetischer multifiler Faden bezeichnet.
Üblicherweise weist jede Galette einen eigenen Antrieb auf, wobei die Galetten zum Aufbringen der Zugkraft in den Fäden mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten gefahren werden.
Um die Zugkraft in dem Faden zu erzeugen, werden die jeweiligen Galetten jeweils mit einer unterschiedlichen Umdrehungsgeschwindigkeit über ihre eigenen Antriebe angetrieben, so dass ein über die jeweiligen Galetten geführter Faden von der Galette mit der höheren Umdrehungsgeschwindigkeit gezogen und verstreckt wird.
Der Antrieb der jeweiligen Galette ist bevorzugt ein elektrischer Antrieb, wobei je nach Umdrehungsgeschwindigkeit und Dauer des elektrischen Antreibens hohe Stromkosten entstehen können. Die Einsparung von Stromkosten erlaubt eine günstigere und umweltfreundlichere Produktion von synthetischen Fäden.
DE 10 2007 025 831 A1 beschreibt beispielsweise ein Verfahren zum energiesparenden Betreiben der Galetten von Fadenbehandlungsvorrichtungen.
Hierbei wird die kinetische Energie, die beim Verzögern des Galettenantriebs anfällt, in elektrische Energie umgewandelt. Die beim Verzögern bzw. Abbremsen gewonnene elektrische Energie wird einer Heizvorrichtung zum Beheizen des synthetischen Fadens zugeführt. Falls jedoch keine rückgewonnene elektrische Energie erforderlich ist oder verbraucht werden kann, muss die durch die Verzögerung erzeugte überschüssige thermische Energie abgekühlt werden.
Im schlimmsten Fall kann die durch die Verzögerungsenergie gewonnene Energie nicht in elektrische Energie umgewandelt werden, und die Bremswirkung wird nur in Wärmeenergie umgewandelt. Die überschüssige Wärmeenergie kann bei nicht korrekter Ableitung oder Abkühlung auf den synthetischen Faden strahlen und diesen schlimmstenfalls schädigen. Außerdem kann das Abkühlung über eine Klimaregelung ebenfalls Energie benötigen, was sich beides negativ auf die unmittelbare Umgebung und Umwelt auswirken kann. Außerdem mindert eine Nichtnutzung der Wärmeenergie den Wirkungsgrad des oben beschriebenen Galettenantriebs.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein Förderwerk bereitzustellen, das einen hohen Wirkungsgrad hat und umweltfreundlich ist und keine negativen Auswirkungen auf die Qualität des zu fördernden Fadens hat.
Diese Aufgabe wird durch ein Förderwerk mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst.
Nach einem Aspekt wird ein Förderwerk zum Rückgewinnen eines Teils der Antriebsenergie des Förderwerks, das zum Abziehen, Leiten und/oder Strecken eines synthetischen Faden ausgebildet ist, bereitgestellt, wobei das Förderwerk wenigstens eine erste Galette und eine zu der ersten Galette beabstandet zweite Galette aufweist, und jede Galette einen eigenen Antrieb aufweist, wobei die eine Galette mit ihrem Antrieb antreibbar ist und die andere Galette zum Strom erzeugen generatorisch betreibbar ist und die eine Galette mit der anderen Galette über den synthetischen Faden aneinander koppelbar ist, so dass die angetriebene Galette die generatorisch betriebene Galette mittels des synthetischen Fadens bewegt, wobei der Strom der generatorisch betriebenen Galette dem Antrieb der angetriebenen Galette zuführbar ist.
Dies hat den Vorteil, dass auf einfache Art und Weise die Galetten mit unterschiedlichen Umdrehgeschwindigkeiten betrieben werden können und zusätzlich durch den generatorischen Betrieb der einen Galette elektrischer Strom zurückgewonnen werden kann, der in den Stromkreislauf für den Antrieb der antreibenden Galette eingespeist werden kann. Außerdem wird der Wirkungsgrad des Förderwerks verbessert, da bis über 90% der eingespeisten Stromenergie für den Antrieb der antreibenden Galette zurückgewonnen werden können.
Unter einer Galette ist hierbei eine mit einem elektrischen Antrieb antreibbare Rolle oder Walze (Galettenmantel) zu verstehen, die bevorzugt bei Chemiefaser-Spinnmaschinen und/oder Streckzwirn- bzw. Streckspulmaschinen verwendbar ist. Eine Galette funktioniert üblicherweise als Fadenleit- oder Abzugsorgan, um den synthetischen Faden eine konstante Abzugsgeschwindigkeit zu geben. Für das Verstrecken ist wenigstens ein Galetten-Paar erforderlich, bei dem die als Abzugsorgan wirkende Galette eine größere Umdrehungsgeschwindigkeit aufweist, als die als Streckorgan wirkende Galette, deren Umdrehungsgeschwindigkeit kleiner ist, als die Umdrehungsgeschwindigkeit der als Abzugsorgan wirkenden Galette.
Unter einem synthetischen Faden ist hierbei jeder synthetischer Faden zu verstehen, der wenigstens ein Filament ausweist, das eine Länge und einen Durchmesser aufweist, die ein Abziehen, Leiten und/oder Strecken des Fadens mittels Galetten erlauben. Bei einem synthetischen Faden handelt es sich üblicherweise um Textilfasern, wie POY oder FDY oder Industriefasern IDY (Industrial Yarn) für Industrieprodukte, wie Reifen, Sicherheitsgurte, Geotextilfaser, usw. und die jeweils aus der Chemieherstellung stammen.
Unter einem synthetischen Faden ist hierbei auch jeder Faden zu verstehen, der aus einer Kunststoffschmelze, wie beispielsweise PET, Polyamid, Polyester oder dergleichen herstellbar ist.
Nach einem Ausführungsbeispiel des Förderwerkes weisen die erste Galette und die zweite Galette einen Galettenmantel auf, um den herum der synthetische Faden herumwickelbar ist, und die erste Galette und die zweite Galette weisen jeweils einen elektrischen Antrieb auf, wobei wenigsten ein Antrieb in zwei unterschiedliche erste und zweite Zustände steuerbar ist, wobei der erste Zustand ein antreibender Zustand ist, in dem der Antrieb die Galette antreibt und der zweite Zustand ein generatorischer Zustand ist, in dem die kinetische Energie der über den synthetischen Faden bewegten Galette in elektrischen Strom umwandelbar ist.
Der Galettenmantel umgibt die Galette vollständig, so dass ein abzuziehender, zu leitender und/oder zu streckender Faden über den Galettenmantel abgezogen, geleitet bzw. gestreckt werden kann. Wenigstens ein Antrieb kann einen Asynchronmotor, einen Synchronmotor und/oder einen Elektromotor aufweisen, der zum Antreiben der Galette geeignet ist, so dass der zugehörige Galettenmantel der Galette mit der vorbestimmten Umdrehungszahl bewegbar ist. Wenigstens ein Antrieb kann zusätzlich zwischen einen antreibenden Zustand und einem generatorischen Zustand gesteuert werden. Unter einen antreibenden Zustand der Galette bzw. des Antriebs der Galette ist hierbei zu verstehen, dass zum Bewegen der Galette über den Antrieb Energie in der Form von elektrischem Strom zugeführt werden muss. Unter einen generatorischen Zustand der Galette bzw. des Antriebs der Galette ist hierbei zu verstehen, dass der mit der Galette gekoppelte Antrieb, die kinetische Bewegungsenergie, hier die Umdrehung des Galettenmantel, in elektrischen Strom umwandelt.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel des Förderwerkes ist der Antrieb wenigstens einer Galette mit einem Umrichter verbunden, mittels dem der Antrieb wenigstens einer Galette in den ersten oder den zweiten Zustand steuerbar ist.
Bei dem Umrichter handelt es sich bevorzugt um einen Umrichter der Wechselspannung wenigstens in der Amplitude bevorzugt sowohl in der Frequenz als auch in der Amplitude wechseln kann.
Mittels des Umrichters ist es möglich, den Antrieb von einem antreibenden Betriebs-Zustand, bei der der Strom zum Antreiben der Galette dem Antrieb zugeführt wird, in den generatorischen Betriebs-Zustand zu wechseln, so dass die kinetische Umdrehungsenergie der angetriebenen Galette über die Fadenkopplung an dem generatorisch gesteuerten Antrieb übertragen und in elektrischen Strom umgewandelt werden kann.
Nach einem anderen Ausführungsbeispiel des Förderwerks wirkt der synthetische Faden als Riemenlaufband und weist Abschnitte auf, die als Lasttrum und Leertrum wirken und/oder der synthetische Faden weist mindestens ein Filament und/oder eine Mehrzahl von Filamenten auf. Das Lasttrum soll hierbei den Abschnitt des synthetischen Fadens definieren, welcher gezogen wird und stramm ist. Als Leertrum wird der lose, nicht gezogene und durchhängende Abschnitt des Fadens bezeichnet.
Je nach Herstellungsverfahren des synthetischen Fadens kann der synthetische Faden ein einzelnes Filament oder eine Mehrzahl von Filamenten aufweisen.
Nach einem anderen Ausführungsbeispiel des Förderwerks ist die erste Galette und die zweite Galette mit unterschiedlichen Umdrehungszahlen betreibbar und/oder der zugehörige Galettenmantel der jeweiligen Galetten hat einen gleichen Radius hat oder einen unterschiedlichen Radius.
Unter einer Umdrehungszahl ist hierbei die Umdrehung des Galettenmantels mit einer vorbestimmten Umdrehungsgeschwindigkeit bzw. die Rotation des Galettenmantel um die Drehachse der Galette über eine bestimmte Zeiteinheit zu verstehen.
Die unterschiedliche Radiusgröße des Galettenmantels der ersten und zweiten Galette bietet ein besseres Übersetzungsverhältnis, so dass die kinetische Bewegungsenergie besser umgewandelt werden kann.
Beides bildet den Vorteil, dass der Faden besser gestreckt wird und dass der in dem generatorischen Betriebs-Zustand gesteuerte Antrieb, bevorzugt ein Elektromotor, die kinetische Energie in elektrischen Strom umwandeln kann, wodurch das Förderwerk mit einem höheren Wirkungsgrad betrieben werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es außerdem, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem es möglich ist, das Förderwerk mit mindestens einer ersten und zweiten Galette auf effiziente und umweltfreundliche Art und Weise zu betreiben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren nach Anspruch 6 gelöst.
Nach einem Aspekt wird ein Verfahren zum Rückgewinnen eines Teils der Antriebsenergie in einem Förderwerk nach einem der vorherigen Ausführungsbeispiele bereitgestellt, wobei die erste und die zweite Galette mittels eines synthetischen Fadens mittels Umwickeln des synthetischen Fadens um den jeweiligen Galettenmantel der ersten und der zweiten Galette miteinander gekoppelt werden, wobei der Antrieb der einen Galette in einen antreibenden Zustand zum Antreiben der Galette mit einer vorbestimmten Umdrehungszahl gesteuert wird und der Antrieb der anderen Galette in einen generatorischen Zustand gesteuert wird, in dem sich der Antrieb zum Energierückgewinnen befindet, und über den synthetischen Faden bewegt wird.
Unter einem antreibenden Zustand und/oder einem antreibenden Betriebs-Zustand ist der motorisch angetriebene Zustand der Galette mittels des Antriebs zu verstehen. Unter einem generatorischen Zustand und/oder einem generatorischen Betriebs-Zustand ist der Zustand des Antriebs der Galette zu verstehen, in dem der Elektromotor als Generator wirkt und elektrischen Strom erzeugt, d.h. generatorisch gesteuert wird.
Nach einer Weiterbildung des Verfahrens wird der synthetischen Faden unter Berücksichtigung der Zugfestigkeit desselben derart oft um die erste Galette und die zweite Galette gewickelt wird, so dass die Galette im antreibenden Zustand die Galette im generatorischen Zustand mittels des synthetischen Fadens bewegt und der Antrieb der Galette im generatorischen Zustand sich in einen Energie-Rückgewinnungs-Zustand befindet und eine andere Umdrehungszahl als die Galette im antreibenden Zustand aufweist.
Dies bietet den Vorteil, dass die Galetten unterschiedliche Umdrehungsgeschwindigkeiten aufweisen, so dass der Faden gestreckt wird und gleichzeitig elektrische Energie zurückgewonnen werden kann.
Unter einem Energie-Rückgewinnungs-Zustand ist hierbei der generatorischer Zustand des Antriebs zu verstehen, der es erlaubt die kinetische Energie der passiv bewegten Galette in elektrischen Strom umzuwandeln und zu recyceln. Unter passiv bewegt ist hierbei die Bewegung der ersten Galette mittels der synthetischen Fadenkopplung an der zweiten Galette und über den Antrieb der zweiten Galette im antreibenden Zustand zu verstehen.
Nach einer Weiterbildung des Verfahrens werden die Antriebe der ersten Galette und der zweiten Galette über einen gemeinsamen elektrischen Zwischenkreis miteinander verbunden.
Nach einer Weiterbildung des Verfahrens weist die generatorisch betriebene Galette eine kleinere Umdrehung auf, als die motorisch angetriebene Galette.
Mit Umdrehungszahl ist hierbei auch die Umdrehungsgeschwindigkeit des um die Antriebwelle rotierenden Galettenmantels verstehen.
Nach einer Weiterbildung des Verfahrens wird die Energie, die von der im generatorischen Zustand befindlichen Galette gewonnen wird, in den Antrieb der im antreibenden Zustand befindlichen Galette über den gemeinsamen Zwischenkreis eingespeist, und/oder der Antrieb wird in einen antreibenden Zustand zum Antreiben der Galette stromabwärts in Fadenführrichtung mit einer vorbestimmten Umdrehung gesteuert und der Antrieb der anderen Galette stromaufwärts in Fadenführrichtung wird in einen generatorischen Zustand gesteuert.
Ein Ausführungsbeispiel des Förderwerkes und des Verfahrens zum Rückgewinnen eines Teils der Antriebsenergie wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
Es stellen dar:

1 eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Förderwerkes zum Rückgewinnen eines Teils der Antriebsenergie mit einer ersten und zweiten Galette zum Abziehen, Strecken und/oder Leiten eines synthetischen Fadens mit den zugehörigen Fadenführungsrichtungen,
2 eine schematische Ansicht eines elektrischen Schaltplanes für das in 1 gezeigte Förderwerk,
3 eine Draufsicht auf das in 1 gezeigte Förderwerk mit einer ersten und einer zweiten Galette mit dem um den jeweiligen Galettenmantel gewickelten synthetischen Faden, und
4 ein schematische Blockdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Rückgewinnen eines Teils der Antriebsenergie.

In 1 ist eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Förderwerks 10 mit einer ersten Galette 11 und einer zweiten Galette 12 dargestellt. Die Galetten 11, 12 bilden ein Galetten-Paar zum Abziehen, Verstrecken und oder Leiten eines synthetischen Fadens 2. Die erste Galette 11 kann eine Fadenleitgalette sein und die zweite Galette 12 kann eine Fadenabzugsgalette sein.
Die erste Galette 11 weist einen vorbestimmten Radius R1 und einen Galettenmantel 111 auf und die zweite Galette 12 weist einen Radius R2 und einen zweiten Galettenmantel 112 auf.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Galetten 11 und 12 einen identischen Radius R1 = R2 auf.
Jede Galette 11, 12 weist jeweils einen zylindrischen Galettenmantel 111, 112 mit dem Radius R1 bzw. R2 auf, der um die zugehörige Antriebs- bzw. Rotationswelle W1, W2 rotierbar und über einen elektrischen Antrieb 21, 20 antreibbar ist.
In einem nicht gezeigtem Ausführungsbeispiel ist der Radius R1 der ersten Galette 11 kleiner als der Radius R2 der zweiten Galette 12, damit eine andere Übersetzung für die Rückgewinnung der kinetischen Energie der ersten Galette 11 bereitgestellt werden kann. Mit unterschiedlichen Radien kann ein anders Übersetzungsverhältnis zwischen der ersten und der zweiten Galette 11, 12 erzielt werden.
In 1 ist die erste Galette 11 in einen generatorischen Betriebs-Zustand G geschaltet bzw. gesteuert, wobei die kinetische Umdrehungsenergie des Galettenmantels 111 über den elektrischen Antrieb 21 der ersten Galette 11 in elektrischen Strom umgewandelt wird, wobei die erste Galette 11 mit der zweiten Galette 12 mittels des synthetischen Fadens 2 drehbar gekoppelt ist. D.h. der Antrieb 21 der ersten Galette 11 wird in dem generatorischen Zustand G gesteuert, in dem ein zugehöriger Umrichter 31 entsprechend gesteuert wird. Der generatorische Zustand G ist mit dem Drehpfeil G angezeigt.
Nach dem Ausführungsbeispiel des Förderwerkes in 1 weist die erste Galette 11 und die zweite Galette 12 jeweils einen elektrischen Antrieb 21, 20 auf, wobei wenigstens ein Antrieb in zwei unterschiedliche Betriebs-Zustände gesteuert werden kann.
Mit unterschiedlichen Betriebs-Zuständen ist hierbei ein generatorische Betriebs-Zustand G bzw. ein antreibende Betriebszustand A des Antriebs 20 der ersten Galette 11 gemeint. Im generatorischen Betriebs-Zustand G des Antriebs 20 wird die kinetische Bewegungsenergie der ersten Galette 11 in elektrischen Strom umgewandelt.
Die zweite Galette 12 wird in einem antreibenden Betriebs-Zustand A gesteuert, wobei dem Antrieb 20 der zweiten Galette 12 elektrischer Strom geführt wird, so dass der Galettenmantel 112 der zweiten Galette 12 mit einer vorbestimmten Umfangsgeschwindigkeit bzw. Umdrehungszahl U2 angetrieben wird. Der antreibende Zustand A ist mit dem Drehpfeil A angezeigt.
Ferner ist in 1 ein synthetischer Faden 2 dargestellt, der mehrfach um die erste Galette 11 und die zweite Galette 12 gewickelt ist, wobei die Pfeile F1, F2, F3 und F5 jeweils die Fadenführrichtung des synthetischen Fadens 2 anzeigen. Der synthetische Faden 2 weist bevorzugt eine Mehrzahl von Filamenten auf. Die Mehrzahl von Filamenten wird in Form eines Kabels um die jeweilige Galette 11, 12 herumgeführt bzw. gewickelt, so dass über das Kabel die erste Galette 11 mit der zweiten Galette 12 gekoppelt ist. Hierdurch kann die mittels eines Antriebs 20 angetriebene zweite Galette 12 die erste Galette 11 antreiben.
In 3 ist die Wickelführung des synthetischen Fadens 2 in einer Draufsicht um die jeweilige Galette 11, 12 bzw. Galettenmantel 111, 112 gezeigt.
Wie aus 1 und 3 ersichtlich, ist der Faden 12 mehrfach um die erste und die zweite Galette 11, 12 herum gewickelt und weist unterschiedlich beanspruchte Fadenabschnitte 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 und 2.5 auf. Der Fadenabschnitt 2.1 ist hier ein noch unbehandelter, umgesteckter Fadenabschnitt. Der Fadenabschnitt 2.5 ist ein gestreckter Fadenabschnitt.
Der synthetische Faden wirkt nach dem Anlegen und Herumwickeln um die erste und die zweite Galette 11, 12 ähnlich einem Riemenlaufband. Der synthetische Faden 2 weist Abschnitte auf, die als Lasttrum und Leertrum wirken. Das Lasttrum soll hierbei den Abschnitt des synthetischen Fadens definieren, welcher gezogen wird und stramm ist, also die Abschnitte 2.2, 2.4. Als Leertrum wird der lose, nicht gezogene und durchhängende Abschnitt des Fadens bezeichnet, also der Abschnitt 2.3.
Wie aus 3 ersichtlich sind die Galetten 11 und 12 durch die mehrfache Umwicklung des synthetischen Fadens 2 aneinander gekoppelt, so dass die antreibende, zweite Galette 12 die generatorisch geschaltete bzw. gesteuerte erste Galette 11 mitbewegt, wobei sich eine unterschiedliche Umdrehungszahl zwischen der ersten Galette 11 und der zweiten Galette 12 ergibt, wobei bevorzugt die zweite Galette, 12 die in einem antreibenden Zustand A ist und eine höhere Umdrehungszahl als die generatorisch gesteuerte Galette 11 aufweist.
Durch die unterschiedliche Umdrehungszahl der ersten Galette 11 und der zweiten Galette 12 wird vorteilhafter Weise der Faden 2 gestreckt und gleichzeitig kinetische Energie der ersten Galette 11 in elektrischen Strom umgewandelt, der über einen Zwischenschaltkreis 160 einem Antrieb 20 der zweiten antreibenden Galette 12 zugeführt werden kann.
2 zeigt ein schematisches Schaltbild 600 mit dem Zwischenschaltkreis 160, das bei der ersten Galette 11 und zweiten Galette 12 nach 1 und 3 anwendbar ist.
Wie aus dem Schaltbild 600 ersichtlich, weist die erste Galette 11 einen ersten Antrieb 21 auf, der, angezeigt durch die wegzeigenden Dreiecke, in einem generatorischen Zustand G gesteuert ist, während der Antrieb 20 der zweiten Galette 12 in einem antreibenden Zustand A gesteuert ist, was schematisch mit den aufeinander zu gerichteten Dreiecken angezeigt ist.
Der Antrieb 21 und der Antrieb 20 ist jeweils über elektrische Leitungen 40, 42 mit einem ersten Umrichter 31 bzw. einem zweiten Umrichter 32 elektrisch verbunden und über eine zusätzliche elektrische Leitung 60 gekoppelt, so dass der Zwischenschaltkreis 160 ausgebildet wird. Jedem Antrieb 21, 20 ist ein eigener Umrichter 31, 32 zugeordnet.
Optional können Blockkondensatoren 100 als Zwischenspeicher zum Zwischenspeichern elektrischen Stroms vorgesehen sein. Die in 2 schematisch gezeigten Blockkondensatoren 100 können auch durch andere elektrische Zwischenspeicher ersetzt werden oder auch wenigstens teilweise weggelassen werden.
Die elektrischen Leitungen 40 und 42 sind mit einer Stromversorgung, die nicht dargestellt ist, bevorzugt einer Wechselstromversorgung, elektrisch gekoppelt.
Die Steuerung der ersten zweiten und dritten Umrichter 30, 31, 32 und die Steuerung der ersten und zweiten Antriebe 21, 20 und der Stromversorgung erfolgt über die Steuerleitungen 51 bis 55, die mit einer CPU (Central Processing Unit) 50 gekoppelt sind und Steuersignale bildet und erzeugt um die Umrichter 30, 31, 32 und Antriebe 20, 21 zu steuern. Die Signal-Kopplung und Steuerung kann kabelgebunden über eine LAN- und/oder drahtlos über W-LAN-Signalsteuerung erfolgen.
In 4 ist ein schematische Blockdiagramm dargestellt, mit dem die einzelnen Verfahrensschritte des Verfahrens zum Rückgewinnen eines Teils der Antriebsenergie in dem Förderwerk aus dem Galetten-Paar mit der ersten Galette 10 und der zweiten Galette 20 der 1 bis 3 angezeigt sind.
Im einem ersten Verfahrensschritt S500 wird die erste Galette 10 und die zweite Galette 20 mittels ihre jeweiligen Antriebe 21, 20 auf eine vorbestimmte Umdrehungszahl beschleunigt. Hierbei ist die Umdrehungszahl U1 der ersten Galette 11 bereits kleiner als die Umdrehungszahl U2 der zweiten Galette 12. Es ist aber auch möglich das beim Anlegen des synthetischen Fadens 2, die erste Galette 11 und die zweite Galette 12 mit derselben Umdrehungszahl angetrieben werden. Der Antrieb 21 der ersten Galette 11 und der Antrieb 20 der zweiten Galette 12 sind jeweils in einem antreibenden Zustand A und werden mit einer vorbestimmten Umdrehungszahl U1, U2 betrieben.
Wenn die erste und die zweite Galette 11, 12 die jeweils vorbestimmte Umdrehungszahl U1, U2 erreicht haben wird in einem zweiten Verfahrensschritt S501 mittels einer Anlegepistole der synthetischen Fadens 2 um den jeweiligen Galettenmantel 111, 112 der ersten Galette 10 und der zweiten Galette 20 gewickelt, beispielsweise nach dem Wickelbild in 1 und 3, um über den synthetischen Faden den Antrieb 21 der ersten Galette 11 mit dem Antrieb 20 der zweiten Galette 12 miteinander zu koppeln. Beim Anlegen des synthetischen Fadens 2 sind beide Antriebe 21, 20 mittels des zugehörigen Umrichters 31, 31 und der CPU 50 in einem antreibenden Zustand A gesteuert und werden mit elektrischem Strom versorgt.
In einen dritten Verfahrensschritt S502 nach dem erfolgreichen Anlegen und Koppeln der ersten und der zweiten Galette 11, 12 mittels des synthetischen Fadens 2 bleibt der Antrieb 20 der zweiten Galette 12 in einen antreibenden Zustand A zum Antreiben der zweiten Galette 12 mit der vorbestimmten Umdrehungszahl, wobei die CPU 50 den Umrichter 31 und den ersten Antrieb 21 der ersten Galette 11 so steuert, dass der Anrieb 21 in einem generatorischen Zustand G gesteuert wird.
Der Antrieb 21 der ersten Galette 11 und der Antrieb 20 der zweiten Galette 12 sind nun jeweils in unterschiedlichen Betriebs-Zuständen.
Der erste Antrieb 21 der ersten Galette 11 ist in einem generatorischen Zustand G und wird mit einer vorbestimmten Umdrehungszahl U1 gesteuert wird, die kleiner als die Umdrehungszahl U2 der zweiten Galette 12 ist. Die Umdrehungszahl U1 der ersten Galette 11 kann hierbei 3000 Umdrehungen pro Minute betragen. Der zweite Antrieb 20 der zweiten Galette 12 ist in einem antreibenden Zustand A und wird mit einer vorbestimmten Umdrehungszahl U2 gesteuert, die größer als die Umdrehungszahl U1 der ersten Galette 11 ist. Die Umdrehungszahl U2 der zweiten Galette 12 kann hierbei 3050 Umdrehungen pro Minute betragen.
Das Verhältnis R der Umdrehungszahl U2 zu der Umdrehungszahl U1 kann nach Gleichung [1] $R = \frac{U_{2}}{U_{1}}$
in einem Bereich von R= 1,01 bis 1,1 liegen.
In einen vierten Verfahrensschritt S503 sind die Umrichter 31 und 32 so geschaltet, dass über den Zwischenschaltkreis 60 der von dem Antrieb 21 der ersten Galette 11 gewonnene elektrische Strom dem Antrieb 20 der zweiten Galette 12 zugeführt werden kann. Der Antrieb 21 der ersten Galette 11 wird zum Energierückgewinnen gesteuert und wird über den synthetischen Faden 2 bewegt und bekommt hierdurch kinetische Bewegungsenergie.
In einem fünften Verfahrensschritt S504 wird der elektrische Strom aus der kinetische Bewegungsenergie der ersten Galette 11 dem zweiten Antrieb 20 der zweiten Galette zugeführt, so dass ein Teil der dem zweiten Antrieb 20 zuerst zugeführten elektrischen Energie zurückgewonnen werden kann. Der zurückgewonnene Anteil kann mehr als 90% des Stromes entsprechen, der dem zweiten Antrieb zugeführt wurde.
Das Förderwerk und das Verfahren zum Rückgewinnen eines Teils der Antriebsenergie ist nicht auf die hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Es sind auch Weiterbildungen der hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele mit umfasst. So ist beispielsweise die Kopplung über den synthetischen Faden auch bei einer Mehrzahl von Galetten-Paaren oder bei drei oder fünf, etc. Galetten möglich. Wesentlich ist hierbei, dass wenigstens ein Antrieb der über den synthetischen Faden 2 gekoppelten Antriebe in einem generatorischen Zustand gesteuert wird und die hierdurch zurückgewonnenen Energie in den Antriebsstromkreis der anderen Galetten eingespeist wird.
Ferner kann jeder Umrichter 30, 31, 32 mit einem eigenen Stromnetz verbunden sein, mit jeder beliebigen Frequenz betrieben werden und kann einen eigenen Frequenzsteller aufweisen.
Außerdem kann die Kopplung der Galetten mit dem Faden über andere hier nicht dargestellte Wickelbilder erfolgen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007025831 A1 [0007]

Claims

Förderwerk zum Rückgewinnen eines Teils der Antriebsenergie des Förderwerks, das zum Abziehen, Leiten und/oder Strecken eines synthetischen Faden ausgebildet ist, wobei das Förderwerk wenigstens eine erste Galette und eine zu der ersten Galette beabstandet zweite Galette aufweist, und jede Galette einen eigenen Antrieb aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Galette mit ihrem Antrieb antreibbar ist und die andere Galette zum Strom erzeugen generatorisch betreibbar ist und die eine Galette mit der anderen Galette über den synthetischen Faden aneinander koppelbar ist, so dass die angetriebene Galette die generatorisch betriebene Galette mittels des synthetischen Fadens bewegt, wobei der Strom der generatorisch betriebenen Galette dem Antrieb der angetriebenen Galette zuführbar ist.
Förderwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Galette und die zweite Galette einen Galettenmantel aufweisen, um den herum der synthetische Faden herumwickelbar ist, und die erste Galette und die zweite Galette jeweils einen elektrischen Antrieb aufweisen, wobei wenigsten ein Antrieb in zwei unterschiedliche erste und zweite Zustände steuerbar ist, wobei der erste Zustand ein antreibender Zustand ist, in dem der Antrieb die Galette antreibt und der zweite Zustand ein generatorischer Zustand ist, in dem die kinetische Energie der über den synthetischen Faden bewegten Galette in elektrischen Strom umwandelbar ist.
Förderwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb wenigstens einer von der ersten und der zweiten Galette mit einem Umrichter verbunden ist, mittels dem der Antrieb wenigstens einer Galette in den ersten oder den zweiten Zustand steuerbar ist.
Förderwerk nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der synthetische Faden als Riemenlaufband wirkt, wobei Abschnitte des synthetischer Fadens als Lastrum und Leertrum wirken können und/oder der synthetische Faden mindestens ein Filament und/oder eine Mehrzahl von Filamenten aufweist.
Förderwerk einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Galette und die zweite Galette mit unterschiedlichen Umdrehungszahlen betreibbar sind und/oder der zugehörige Galettenmantel der jeweiligen Galetten einen gleichen Radius hat oder einen unterschiedlichen Radius hat.
Verfahren zum Rückgewinnen eines Teils der Antriebsenergie in einem Förderwerk nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 5, wobei die erste und die zweite Galette mittels eines synthetischen Fadens mittels Umwickeln des synthetischen Fadens um den jeweiligen Galettenmantel der ersten und der zweiten Galette miteinander gekoppelt werden, wobei der Antrieb der einen Galette in einen antreibenden Zustand zum Antreiben der Galette mit einer vorbestimmten Umdrehungszahl gesteuert wird und der Antrieb der anderen Galette in einen generatorischen Zustand gesteuert wird, in dem sich der Antrieb zum Energierückgewinnen befindet, und über den synthetischen Faden bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der synthetische Faden unter Berücksichtigung der Zugfestigkeit desselben derart oft um die erste Galette und die zweite Galette gewickelt wird, so dass die Galette im antreibenden Zustand die Galette im generatorischen Zustand mittels des synthetischen Fadens bewegt und der Antrieb der Galette im generatorischen Zustand sich in einen Energie-Rückgewinnungs-Zustand befindet und eine andere Umdrehungszahl als die Galette im antreibenden Zustand aufweist.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebe der erste Galette und der zweiten Galette über einen gemeinsamer Zwischenkreis miteinander verbunden werden.
Verfahren einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die generatorisch betriebene Galette eine kleinere Umdrehungszahl aufweist als die motorisch angetrieben Galette.
Verfahren einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Energie, die von der im generatorischen Zustand befindlichen Galette gewonnen wird, in den Antrieb der im antreibenden Zustand befindlichen Galette über den gemeinsamen Zwischenkreis eingespeist wird, und/oder der Antrieb in einen antreibenden Zustand zum Antreiben der Galette stromabwärts in Fadenführrichtung mit einer vorbestimmten Umdrehung gesteuert wird und der Antrieb der anderen Galette stromaufwärts in Fadenführrichtung in einen generatorischen Zustand gesteuert wird.