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Vorrichtung zur Schlupfregelung
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung des Schlupfes
zwischen der einer Wickelwalze vorgeschalteten Umlenk- oder Meßwalze und bahnförmigem
Wickelgut.
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In der Textilindustrie gibt es Anwendungsfälle, bei denen bahnf8rmiges
Wickelgut, zum Beispiel in Form einer Fadenschar, über eine Umlenk- oder Meßwalze
einer Wickelwalze zugeführt wird. Der UmlenE- oder Meßwalze kann eine Voreilung
gegeben werden, so daß zwischen ihr und dem transportierten Wickelgut ein Schlupf
entsteht. Der Frfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Schlupf eines Sollwert
folgen zu lassen, ihn insbesondere konstantzuhalten. Dabei soll der Schlupf insbesondere
auch negative Werte annehmen dürfen, d. h. die Transpertwalse darf auch dem transportierten
Gut nacheilen, also bremsend wirken. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
geL5st, daß die Umlenk- oder Meßwalze alt einer an eine Spannungsquelle geschalteten
elektrischen Induktionniaschtne der bunden ist, deren Drebhent nach Maßgabe des
geuUnschten Schlupfes steuerbar ist. Je nach der Zugkraft, alt der das Wickelgut
aus dem Lieferwerk abgezogen und der Wickelwalze zugeführt werden muß, arbeitet
die Induktionmaschine
als Generator oder als Motor. Gegebenenfalls
la'uft sie auch mit Leerlaufdrehzahl, ohne ein Drehmonent abzugeben.
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Is Normalbetrieb wird der Transport des Wickelgutes überwiegend von
der mit der Induktionsmaschine verbundenen Umlenk- oder MeSwalze übernommen, während
der Antrieb der Wickelwalze in bekannter Weise nach einer bestimmten Transportgeschwindigkeit
oder einer bestimmten Drehzahl gesteuert ist.
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Der Übergang vom Generator zum Motorbetrieb geschieht, falls erforderlich,
kontinuierlich Die Drehzahl-/Drehmomentkennlinie ist zum Beispiel durch Vorwiderstände,
wider stände ii Läuferstromkreis, 5 tel Itrans formatoren oder Umschaltung von Stern-
auf Dreieckschaltung variterbar.
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Zur Einstellung des Arbeitspunktes der Induktionsmaschine beziehungsweise
der Transportgelchwtndigkeit des Wickelgutes ist vorteilhaft ein stufenlos einstellbares,
zur Übertragung positiver und nagetiven Drehmoments sowie zum Aus- und Kinkuppeln
eingerichtetes Kupplungsgetriebe zwischen der Umlenk- oder Meßwalzeund der Induktionsmaschine
angeordnet. Die Transportgeschwindigkeit des Wickelgutes
kann vorteilhaft
am Kupplungsgetriebe anstellbar sein.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die erfindungsgefäße Vorrichtung
gekennzeichnet durch Mittel zum Messen der Umfangsgeschwindigkeit der Umlenk- oder
Meßwalze und der Transportgeschwindigkeit des Wickelgutes, zur Bildung der Differenz
der dabei gemessenen Werte und zur Steuerung des von der Induktionsmaschine auf
die Umlenk- oder MeDwalse oder umgekehrt ausgeübten Drehmomentes in der Weise, daß
die Meßwerte der Geschwindigkeitsdifferenz einem Sollwert folgen. Ein Mittel zum
Messen der Umfangsgeschwindigkeit der Umlenk- oder Meßwalze ist zus Beispiel ein
Tachogenerator. Die Transportgeschwindigkeit des Wickelgutes kann zum Beispiel dadurch
gemassen verden, daß eine federnd gegen die Wickelwalze gelegte Andrückwalze, die
lediglich durch Friktion angetrieben wird, ebenfalls einen Tachogenerator erhalt.
Ein Mittel mir Differenzbildung besteht zum Beispiel in einer Vorrichtung zum Vergleich
der beiden Tachospannungen.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung der neuen Vorrichtung ist gekennzeichnet
durch Mittel zur selbsttfttgen Steuerung des Antriebs der Wickelwalze oder des Übersetzungsverhältnisses
des Kupplungsgetriebes nach der Regelabweichung der Geschwindigkeitsdifferenz. Das
Übersetzungsverhältnis
kann nu Beispiel dadurch selbsttätig geändert
werden daß eine der Regelabweichung entsprechende elektrische Größe über eine Wirkverbindung
auf des Kupplungsgetriebe einwirkt. In ähnlicher Weise kann aber auch eine Wirkverbindung
zur Regeleinrichtung des Antriebs der Wickelwalze vorhanden sein, so daß entsprechend
der Regelabweichung in die Antrieberegelung eingegriffen wird.
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Beim Bremsen oder starken Verögern des Rotorantriebes kann die Zugkraft
des bahuförmig zugeführten Wickelgutes nachlasgen. Dahar ist in weiterer Ausgestaltung
der Erfindung das Kupplungsgetriebe zu Beginn des Bremsens oder starken Verzögerns
des Antriebes der Wickelwalze auskupßpelbar. Die ausgekuppelte Umlenk- oder Meßwalze
kann zusätzlich gebremst werden.
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Auch boje Anfahren könnte die Zugkraft des zahnförmig zugeftihrten
Wickelgutes unzulässig klein werden, sofern die Induktionsmaschine zu stark voreilt.
Daher ist vorteilhaft die Anfahr-Zeitkonstante der Induktionsmaschine grös-1er als
die Anfahr-Zeitkonstante des Antriebes der Wickelwalze. Die Anfahr-Zeitkonstante
der Induktionsmaschine kann zum Beispiel durch eine der Induktionsmaschine zugeordnete
besondere Schwungmasse, zum Beispiel ein Schwungrad, und/oder Mittel der Hochlaufsteuerung
vergfößert werden.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß entweder völlig unabhängig von der Regelung des Antriebs der Wickelwalze oder
durch Eingriff in diese Regelung wahlwelse ein kleiner Oder großer, positiver oder
negativer Schlupf zwischen Transportwalze und transportiertem Gut nach SoLlwerten
geregelt werden kann.
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Der Gegenstand der Erfindung ist anderen Vorrichtungen, die gegen
das bahnförmige Gut entweder nur einen positiven oder nur einen negativen Schlupf
aunehmen k5nnen, s gen ihrer universellen Verwendbarkeit überlegen.
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Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung
wird im folgenden Text näher beschrieben und erläutert.
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Die Zeichnang zeigt eine Wickelwalze 1, deren Wolle 2 durch ein Getriebe
3 antreibbar ist. Die Antriebswelle 4 eines Motors 5 hat Verbindung mtt dQx Getriebe
3. Bahnförmeg geführten Wickelgut 6, das aus einem nicht dargestellten Lieferwerk
abgezogem wird, umschlingt eine Ualenkwalze 7 und wird dann der Wickelwalze 1 zugeführt,
auf der sich bereits ein WlicezL 8 aufgewickelten Wickelgutes befindet. Bei dem
bahnförmigen Wickelgut 6 kann es sich zum Beispiel um eine der Wickelwalze einer
Zettelmaschine zugeführte Fedenschar handeln.
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Die Umlenkwalze 7 wird durch eine Welle 12 von einem Kupplungsgetriebe
13 aus angetrieben. Die Welle 14 einer Induktionsmaschine 15 hat Verbindung mit
dem Kuppungsgetriebe 13. Das Übersetzungsverhältnis des Kupplungsgetriebes 13 kann
an einem Einstellknopf 16 eingestellt werden. Die Induktionsmaschine 15 ist in diesem
Prall eine Asynchromaschine mit Kurzschlußläufer.
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Über Leitungen 17, 18, 19 und einen Schalter 20 ist die Induktionsmaschine
15 mit einem als Spannungsquelle dienenden Drehstromtransformator 21 verbunden.
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Von einem Regler 22 führt eine Wirkverbindung 24 zum Motor 5. AK Ende
der Welle 12 befindet sich ein Tachogenerator 25, Eine federbelastete Andrückwalze
26 liegt hinter der Auflauf linie des bahnförmig geführten Wickelgutes auf den Wickel
8 an und wird allein durch Friktion mit der Umfangsgeschwindigkeit dieses Wickels
angetrieben. Am Ende der Welle 27 der Andrückwalze 26 befindet sich ebenfalls ein
Tachogenerator 28. Vom Tachogenerator 25 führt eine Leitung 29 und vom Tachogenerator
28 eine Leitung 30 zu qina Vergleicher 31. Eine Steuerleitung 32 führt voi Vergleicher
31 zum Kupplungsgetriebe 13. An einem Einstellknopf 9 kann der Sollwert der Differenz
der Tachonspannungen u Lud tt der Sollwert des Schlupfes eingestellt werden. Die
Energiezufuhr zum Regler 22 geschieht durch eine
Leitung 33. Die
Wickelwalze 1 rotiert in Richtung des Pfeils 34. Am anderen Ende der durchgehenden
Welle 14 der Induktionsmaschine 15 befindet sich ein Schwungrad 10.
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Im vorliegenden Fall sei das Übersetzungsverhältnis des stufenlos
einstellbaren Kupplungsgetriebhes 13 mittels des Einstellknopfes 16 so gewählt,
daß bei der gednschten Transportgeschvindigkeit des Wickelgutes 6 die Induktionsmaschine
15 im Motorbetrieb arbeitet, das bahnfdrnige Wickelgut also unter Arbeitsaufwand
aus des nicht dargestellten Lieferwerk abzieht.
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Entsprechend der gewünschten Transportgeschwidigkeit ist das Übersetzungsverhältnis
des Getriebes 3 eingestellt, das zusasaen mit den Motor 5 den Antrieb der Wickelvalze
1 bildet. Der Regler 22 regelt den Antrieb nu Beispiel nach konstanter Aufwinkelgeschwindigkeit
Die Meßwerte der Tachogeneratoren 22 und 28 werden durch den Vergleicher 31 selbst
teig ständig miteinander verglichen. Tritt eine abweichung ton Sollwert auf, erfolgt
über die Steuerleitung 32 eins Einflußnahme auf das rsetzungsverhältnis des Kupplungsgetriebes
13 im Sinne einer Veränderung des von der Induktionsmaschine 15 auf die Transportwalze
7 ausgeübten Drehmoments.
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Beim Anfahren besteht die Möglichkeit, den Schalter 20 verspätet einzuschalten,
so daß die Induktionsmaschine 15 nicht schneller hochlaufen kann als der Motor 5.
Andererseits kann aber auch der Motor 5 und die Induktionsmaschine 15 zum gleichen
Zeitpunkt in Betrieb genommen werden. Das Schwungrad zur sorgt dann dafür, daß die
Hochlauf-Zeitkonstante der Induktionsmaschine 15 größer ist als die Hochlauf-Zeitkonstante
des Antriebes 3, 5 der Wickelul:e 1. Eine Inbetriebnahme zum gleichen Zeitpunkt
kann durch nicht dargestellte bekannte Mittel, zum Beispiel einen konbinierten Einschalter,
erfolgen.
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Zu Beginn des Bremsens oder starken Verzögerns des Antriebes wirkt
der Regler 22 über eine Steuerleitung 11 auf das Kupplungsgetriebe t3 ein und bewirkt
das Auskuppeln des Getriebes, d. h. das Trennen der wirkverbindung zwischen den
Wellen 12 und 14. gleich kann der Regler 22 über eine nicht dargestellte Steuerleitung
such auf das Getriebe 3 einwirken und hier ein Trennen der Wirkverbindung zwischen
den Wellen 2 und 4 veranlassen. Zugleich oder auschließend können die rotierenden
Teile separat gebremst werden. Das selbsttätige Auskuppeln des Supplungsgetriebes
13 ermöglicht vorteilhaft ein schnelles, an
die üblicherweise möglichst
kurze Bremszeit der Wickelwalze 1 angepaßtes Bremsen der mit wenig Masse behafteten
Umlenkwalze 7, unabhängig von der Abschalt- und Breiszeit der Induktionsmaschine
15. Die Umlenkwalze 7 kann unter Berücksichtigung des Schlupfes auch zugleich als
Meßwalze dienen. Zu diesem Zweck kann sie mit einem in Längeneinheiten geeichten
Umdrehungszähler verbunden werden.
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L e e r s e i t e