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Verfahren zur Zugkraftregelung bei langgestrecktem Gut
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regelung der Zugkraft
beim Auf- oder Abwickeln langgestreckten Gutes, dessen Trommel durch einen elektrischen
Antriebsmotor bewegt wird, wobei mittels einer Uberwachungseinrichtung die Zugkraft
in der gewünschten Weise beeinflußt wird.
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Bei der Verarbeitung von langgestrecktem Gut, z.B. im Rahmen der Kabelherstellung
oder bei der Verarbeitung von Garnen oder Fäden tritt vielfach das Problem auf,
daß ein bestimmter Grenz-Zugkraftwert nicht nennenswert über- oder unterschritten
werden darf. Es ist bekannt, die Uberwachung des Faden- oder Bandzuges mit mechanischen
Kraftfühlern durchzuführen, bei denen die auf eine Feder ausgeübte Kraft als Maß
für den jeweiligen Zugkraftwert benutzt wird. Eine Bandzugregelung dieser Art ist
im Zusammenhang mit einem Zentralspinner z.B.
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in -der DE-OS 20 29 473 beschrieben. Dabei betätigen die Kraftfühler
entsprechende mechanische Bremsbeläge, wodurch eine definierte Abzugskraft eingestellt
werden kann.
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Die Verwendung mechanischer Kraftfühler versagt vor allem dann, wenn
der Betrieb der Ablauf- oder Auflaufspule den Einbau derartiger Meßfühler nicht
duldet oder erschwert. Dies kann z.B. dann der Fall sein, wenn mit definiert zu
bremsenden Ablaufspulen in Spinnen gearbeitet wird, wobei die auf den mitrotierenden
Kraftfühler wirkende Fliehkraft die Funktion desselben stören
könnten.
Auch bei ruhenden Ablauf- oder Wickeleinrichtungen im Rahmen der Verarbeitung langgestreckten
Gutes kann es zu Schwierigkeiten dann kommen, wenn für den Aufbau der Kraftfühler
nicht mehr ausreichend Platz zur Verfügung steht. Oft führt die Regelung der Abzugskraft
über Kraftfühler mit geringem Speichervermögen auch zu schwer zu dämpfenden Schwingungen
und ist deswegen vielfach unerwünscht. Ein weiterer Nachteil mechanischer Kraftfühler
besteht im übrigen darin, daß durch sie an dem strangförmigen Gut unnötige Biegeverformungen
erzeugt werden, die meist stärker als alle sonst beim Verfahren auftretenden Biegungen
sind.
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Der vorliegenden Erfindung, welche sich auf ein Verfahren der eingangs
genannten Art bezieht, liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, auf dem
in einfacher Weise schnell und zuverlässig eine wirksame Regelung der Zugkraft ohne
eine mechanische Zugkraftmessung durchgeführt werden kann. Gemäß der Erfindung wird
dies dadurch erreicht, daß fortlaufend beim Aufwickeln kurzzeitig die Antriebsspannung
des Antriebsmotors so verkleinert oder beim Abwickeln so vergrößert wird, daß die
Zugkraft am langgestreckten Gut vernachlässigbar klein wird, daß der in diesem Zustand
fließende Ankerstrom des Antriebsmotors als Ankerstrom-Grundwert gemessen und gespeichert
wird und daß ausgehend von dem gemessenen Ankerstrom-Grundwert der tatsächlich flie-Sende
Ankerstrom beim Aufwickeln so vergrößert oder beim Abwickeln so verkleinert wird,
daß die gewünschte Zugspannung erreicht wird.
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Der Ankerstrom-Grundwert des Antriebsmotors bestimmt die Leistungsaufnahme,
welche für den zugfreien Lauf des langgestreckten Gutes benötigt wird. In diese
Größe geht die Reibung etwaiger Aufwickel- oder Abwickeltrommeln oder -Spulen mit
ein, sowie alle Verluste, welche
im Motor selbst und durch Getriebe
oder ähnliche Hilfseinrichtungen benötigt werden. Auch wenn sich diese Grundgrößen
des Systems durch Temperaturänderung, durch Abnutzung oder durch einen sich ändernden
Spulendurchmesser oder Trommeldurchmesser beim Ab- oder Aufwickeln ändern, kann
durch eine fortlaufende kurzzeitige Änderung der Antriebsspannung stets von neuem
der Ankerstrom-Grundwert bestimmt und ausgehend von diesem ggf.
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geänderten neuen Ankerstrom-Grundwert dann der Jeweils fließende tatsächliche
Ankerstrom so geändert werden, daß die gewünschte Zugspannung auch unter den veränderten
Rahmenbedingungen wieder erreicht bzw. beibehalten wird.
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Der Regelbereich des gesamten Verfahrens wird somit durch Abfrage-Impulse
bestimmt, wobei die Pulsperiode innerhalb der die Bestimmung des Ankerstrom-Grundwertes
erfolgt jeweils nur so lang sein darf, daß die Qualität des fertigen Produkts durch
die Schwankungen der Zugkraft nicht in unerwünschter Weise beeinflußt wird.
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Dies ist z.B. beim Antrieb der Spule für eine Haltewendel aus Garn
dann der Fall, wenn der Ankerstrom-Grundwert die zwei Umdrehungen z.B. eines Spinners
entsprechende Zeit nicht überschreitet. Wird der Antriebsmotor für das Aufwickeln
des langgestreckten Gutes auf eine Kabeltrommel verwendet, so sollte die Änderung
der Antriebspannung so erfolgen, daß der Ankerstrom-Grundwert nur innerhalb einer
Zeit auftritt, die zwischen einer halben und einer ganzen Umdrehung der Kabeltrommel
liegt, so daß die resultierende Wickelkraft auf der Trommel kaum Schwankungen unterliegt.
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Da die Längendifferenz des zu behandelnden Gutes bei Wegfall jeglichen
echten Speichers zwischen den Zuständen lose" (d.h. beim Fließen nur des Ankerstrom-Grundwertes)
und "feston äußerst gering und weitgehend nur
durch die elastische
Verformung des langgestreckten Gutes bestimmt ist, läßt sich der Wechsel zwischen
diesen beiden Zuständen je nach Gut und jeweiligen sonstigen Verhältnissen zwischen
wenigen Millisekunden und etwa einer Sekunde durchführen. Durch die Reibung im Wickelpaket
wird sich dabei in diesem eine mittlere, vom Reibungskoeffizienten unabhängige Wickelkraft
einstellen.
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In vielen Fällen sind bei der Verarbeitung langgestreckten Gutes mehrere
Antriebsmotoren vorhanden. Beispielsweise kann ein erster Antriebsmotor verwendet
werden, um die Vorratsspu.le eines Spinners zu treiben, bei der ein faden- oder
bandförmiges Gut abgezogen wird. Der Antrieb der Spule dient dazu, die Abzugskraft
zu stabilisieren, was besonder.^ dann von Bedeutung ist, wenn ein empfindliches
Gut besponnen werden soll und übergroße elastische Verformungen vermieden werden
sollen.
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Darüber hinaus ist ein weiterer Antriebsmotor vorgesehen, der das
langgestreckte, von der Vorratsspule abgezogene Gut weiterverarbeitet. Beispielsweise
kann es sich um einen Spinnermotor handeln, der das von der Vorratsspule kommende
Gut auf eine entsprechende längsbewegte Kabelseele aufwickelt. Die Geschwindigkeit,
mit der dieser weitere Antriebsmotor arbeitet, beeinflußt zusammen mit dem Antriebsmoment
des Antriebsmotors der Spule die Abzugskraft für das strangförmige Gut. Der Grundgedanke
der Erfindung läßt sich auch für derartige Anwendungsfälle in vorteilhafter Weise
heranziehen.
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Die Erfindung betrifft demnach weiterhin ein Verfahren zur Regelung
der Zugkraft beim Abwickeln langgestreckten Gutes, dessen Vorratsspule durch einen
elektrischen Spulen-Antriebsmotor bewegt wird, wobei mittels einer Überwachungseinrichtung
die Zugkraft in der gewünschten Weise beeinflußt und das langgestreckte Gut in einem
zweiten
Verarbeitungsschritt unter Zugspannung stehend mittels eines weiteren Antriebsmotors
weiterverarbeitet wird.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird hier die Einstellung
bzw. Einhaltung einer gewünschten Zugkraft dadurch erreicht, daß fortlaufend kurzzeitig
die Antriebsspannung des Spulen-Antriebsmotors so vergrößert wird, daß die Zugkraft
am langgestreckten Gut vernachlässigbar klein wird, daß der in diesem Zustand flieBende
Ankerstrom des weiteren Antriebsmotors als Ankerstrom-Grundwert gemessen und gespeichert
wird und daß ausgehend von dem gemessenen Ankerstrom-Grundwert der tatsächlich fließende
Ankerstrom des weiteren Antriebsmotors so vergrößert wird, daß sich die gewUnschte
Zugspannung am langgestreckten Gut einstellt.
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Somit wird im vorstehenden Fall der Strom des Antriebs z.B. eines
Spinners über einem wiederholt gemessenen Grundwert, der etwa dem freien Lauf des
Vorratsspulenantriebs entspricht, aufgebaut. Der Spannungspuls des Spulenantriebsmotors
beschleunigt den Antriebsmotor der Vorratsspule soweit, daß das von ihr abzuziehende
langgestreckte Gut kurzzeitig zugentlastet abläuft, wodurch auch der Spinner-Antriebsmotor
entlastet wird, weil an dem langgestreckten Gut keine Zugspannung mehr anliegt.
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Dieser weitere Motor reagiert somit mit einer geringfügigen Drehzahlerhöhung
und einem Abklingen des Ankerstroms auf einen kleineren Wert. Der kleinere Wert
wird als Ankerstrom-Grundwert gespeichert. Ausgehend davon wird aufgrund der bekannten
Rahmenbedingungen des Jeweiligen Maschinensystems ein entsprechend abweichender
größerer Wert des Ankerstroms in der Uberwachungseinrichtung bestimmt, dessen Größe
die gewünschte Zugspannung ergibt. Die Einstellung des neuen, die Soll-Zugspannung
ergebenden Wertes kann mit Hilfe der Wieder-
absenkung der Spulenantriebsspannung
über mehrere Meß-Abtastfolgen überwacht werden. Die Spannung des Spulen-Antriebsmotors
wird solange abgesenkt, bis der vorgegebene obere Stromwert des Spinner-Antriebsmotors
erreicht ist. Diese Lösung hat ebenfalls den Vorteil, daß veränderliche Reibungsmomente
z.B. des Motors oder eines Getriebes unwirksam gemacht werden. Es wird bei Jedem
Puls der Zustand des Ankerstroms des Spinnermotors abgetastet, der gerade dem Leerlauf
des Spulenantriebs entspricht.
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Voraussetzung ist allgemein, daß die Veränderungen der Antriebsdrehzahl
jeweils nur so langsam erfolgen, daß zwischen zwei aufeinanderfolgenden Pulsen nur
geringe Änderungen des mittleren Ankerstroms auftreten. Die höchstmögliche Pulsfolge
und damit die höchstmögliche Beschleunigung und Verzögerung der Antriebe hängt von
dem Trägheitsmoment der Vorratsspule, des Getriebes und des Motors derselben ab,
weniger von deren Verlusten.
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Es ist sehr leicht möglich, im vorliegenden Fall 10 bis 20 mal je
Sekunde den Zustand der gesamten Antriebseinrichtung abzutasten und den Spulen-Antriebsmotor
entsprechend zu pulsen.
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Bei sich änderndem Paketdurchmesser ist es zweckmäßig, die Drehzahl
mit in die Rechnung der korrigierten Spannung des Spulenmotors einzubeziehen.
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Sonstige Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprechen wiedergegeben.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen Figur 1 im Blockschaltbild den Aufbau einer Regelschaltung für die Durchführung
der Erfindung in Anwendung auf einen Aufwickel- bzw. Abwickelvorgang,
Fig.
2 das Flußdiagramm der Anordnung nach Fig. 1, Fig. 3 als weiteres Ausführungsbeispiel
für die Durchführung der Erfindung das Blockschaltbild einer Anordnung, bei der
ein Spulen-Antriebsmotor und zusätzlich ein weiterer Antriebsmotor vorgesehen sind,
Fig. 4 das Flußdiagramm der Anordnung nach Fig. 3 und Fig. 5 einen Pulsplan für
die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Das Blockschaltbild nach Figur 1 ist für Anwendungsfälle vorgesehen,
bei denen ein strangförmiges Gut mit vorgegebener Zugkraft auf z.B. eine Trommel
aufgewickelt werden soll. Derartige Betriebsfälle treten beispielsweise in der Kabelfertigung
auf, wo das fertig verseilte und ummantelte Kabel auf eine Kabeltrommel aufgewickelt
wird. Neben derartigen Aufwickeltrommeln kann die Schaltungsanordnung nach Fig.
1 auch für das Abwickeln von strangförmigem Gut verwendet werden, wenn dieses mit
einer entsprechenden gleichbleibenden bzw.
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definierten Zugkraft von einer Vorratstrommel abgezogen werden soll.
Derartige Betriebsfälle können beispielsweise dann auftreten, wenn entweder der
Raum fUr das Anbringen von Kraftfühlern fehlt oder diese bei querrotierenden Maschinen
mit um die Maschinenachse laufen müssen und damit Fliehkräften ausgesetzt sind,
die fehlerfreies Arbeiten erschweren. Beim Ubergang vom Auf- zum Abwickler kehren
sich die Vorzeichen von U um.
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Für den Antrieb der Aufwickel- oder Abwickeltrommel ist ein Antriebsmotor
AM1 vorgesehen, dem ein Drehzahlmesser DM1 zugeordnet ist. Zwischen dem Anschluß
für die Motorspannung U und dem Antriebsmotor AM1 sind zwei
Stellglieder
SG11 und SG12 vorgesehen, wobei das Stellglied SG11 so ausgelegt ist, daß es die
Motorspannung um einen Wert -AUx verkleinert, während das Stellglied SG12 einen
Aufbau zeigt, der eine Erhöhung der Motorspannung um +OUy ermöglicht. Hierzu ist
ein Einfluß auf die Stromquelle (2- oder 4-Quadranten-Thyristor-Regler) zu nehmen.
Weiterhin ist ein Strommesser SM1 vorgesehen, der den zum Antriebsmotor AM1 fließenden
Ankerstrom Ja mißt. Dieser-Meßwert wird zu einer Uberwachungseinrichtung UE1 übertragen,
die einen Rechner enthält und auch die verschiedenen Steuervorgänge veranlaß wie
z.B. die Erhöhung bzw. Erniedrigung der Motorspannung um die Werte + AU. Weiterhin
wird zu der Überwachungseinrichtung Oel auch die vom Drehzahlmesser DM1 gelieferte
Drehzahlinformation n und dn/dt übertragen.
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Das Flußdiagramm nach Fig. 2 zeigt den Ablauf der verschiedenen Vorgänge
während der Regelung der Zugkraft mittels des Antriebsmotors AM1. Dabei wird im
folgenden zunächst der Fall behandelt, daß der Antriebsmotor AM1 eine Aufwickeltrommel
antreibt, so daß eine Vergrößerung der Motorspannung bzw. des Ankerstroms eine größere
Zugkraft und eine Verkleinerung der Motorspannung bzw. des Ankerstroms eine Verringerung
der Zugkraft zur Folge hat. Nach dem Start wird zunächst die Änderung der Drehzahl
n durch den Drehzahlmesser DM1 bestimmt, also der Wert dn/dt. Dieser Wert der Anderung
der Drehzahl des Antriebsmotors AM1 wird zusammen mit n selbst zu der Überwachungseinrichtung
UE1 übertragen.
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Durch ihn wird die Abfragehäufigkeit festgelegt. Ist n konstant, können
die Abfrageabstände sehr groß werden.
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Die Abfragehäufigkeit wird errechnet und automatisch angepaßt. Weiterhin
werden die Werte von -U errechnet, wobei Änderungen der Spannung um t U der Drehzahl
proportional sind.
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Beim nächsten Arbeitsschritt wird die Spannung U um den Wert + hU
erhöht. Dieser Wert ist wieder n proportional sowie J-Jo umgekehrt proportional.
Dieses Verfahren wird solange wiederholt, bis das aufzuwickelnde Gut mit der geänderten
Zugkraft beaufschlagt wird.
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Im Betriebszustand mit Jo(Leerlauf) deckt die Antriebsleistung des
Motors AM1 nur noch die verschiedenen Reibungsverluste bzw. Widerstandsmomente ab.
In diesem Betriebszustand d.h. bei zugfreiem langgestreckten Gut während des Auftrommelvorganges
wird der Ankerstrom-Grundwert Jo gemessen. Dieser Ankerstrom-Grundwert Jo stellt
die Ausgangsbasis für die Einstellung einer vorbestimmten Zugkraft mittels des Antriebsmotors
AM1 dar.
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Der Ankerstrom-Grundwert Jo wird nämlich Jetzt durch Vergrößerung
der am Antriebsmotor AM1 anliegenden Spannung (z.B. über das Stellglied SG12 mit
einer Erhöhung um + AUy um einen aus n und J-Jo errechneten Wert vergrößer, worauf
der Antriebsmotor AM mit dem gewünschten Antriebsmoment reagiert (die Drehzahländerung
ist vernachlässigbar). Je größer der tatsächlich eingestellte Ankerstrom Ja gegenüber
dem Ankerstrom-Grundwert Jo erhöht ist, desto stärker wirkt der Antriebsmotor AM1
beim Aufwickelvorgang und desto größer wird die Zugkraft, welche auf das aufzutrommelnde
langgestreckte Gut ausgeübt wird.
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Da sich im Laufe der Zeit die Betriebsbedingungen beim Aufwickelvorgang
erheblich ändern können (z.B. durch Temperaturänderung oder Geschwindigkeitsänderung
muß der vorstehend beschriebene Abfragevorgang immer wieder in Abhängigkeit von
huber einer Grundhäufigkeit wiederholt werden. Es wird also in Abständen die Motorspannung
Ua so stark abgesenkt, daß das strangförmige Gut gerade noch zugfrei läuft. Es wird
fortlaufend der Jeweilige Ankerstrom-Grundwert Jol, Jo2, Jo3 usw. bestimmt und ausgehend
vom Jeweiligen Ankerstrom-Grund-
wert durch Erhöhen der am Antriebsmotor
AM1 anliegenden Spannung ein entsprechend größerer Ankerstrom Jal, Ja2, Ja3 usw.
eingestellt, der gerade so groß ist, daß die gewünschte Zugspannung am langgestreckten
Gut eingestellt wird. Das Flußdiagramm nach Fig. 2 wird somit in periodischen Abständen
immer wieder durchlaufen, wobei die einzelnen Schritte eine fortlaufende Anpassung
der Zugkraft an die Jeweils zeitabhängig sich ändernden Betriebsbedingungen ermöglicht.
Dabei muß in bekannter Weise durch Vergleich von n und der Liniengeschwindigkeit
(in Abhängigkeit vom Füllgrad der Trommel) das gewünschte J-Jo korrigiert werden.
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Wenn der Antriebsmotor AM1 nicht, wie vorstehend beschrieben, für
das Aufwickeln des langgestreckten Gutes, sondern für das Abwickeln z.B. von einer
durch AM1 angetriebenen Vorratstrommel benutzt werden soll, dann bleibt die grundsätzliche
Arbeitsweise an sich unverändert. Es wird lediglich so vorgegangen, daß in diesem
Fall die Motorspannung U am Antriebsmotor MAI so stark erhöht wird, daß das langgestreckte
Gut gerade zugfrei von der Vorratstrommel abläuft. Der Antriebsmotor AM1 muß also
in diesem Fall schneller laufen, d.h. es wird z.B. über das Stellglied SG2 eine
Erhöhung der Antriebsspannung am Antriebsmotor AM1vorgenommen. In dem Augenblick,
in dem der zugfreie Ablauf von der Vorratstrommel erreicht ist, wird wiederum der
Ankerstrom-Grundwert Jo bestimmt und in die Überwachungseinrichtung UE1 eingegeben.
Um einen definierten Zug zu erhalten, wird die am Antriebsmotor AM1 wirksame Spannung
Ua soweit erniedrigt, daß der Antriebsmotor AMlentsprechend langsam läuft und dadurch
eine Art Bremskraft auf das abzuziehende strangförmige Gut ausübt.
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Bei dem Blockschaltbild nach Fig. 3 ist ein anderer Anwendungsfall
vorausgesetzt. Hier ist ein Antriebsmotor AM2 vorgesehen, der eine Vorratsspule
(z.B.Kops)
antreiben oder bremsen soll, von der ein langgestrecktes
Gut, (z.B. ein Garn oder Band) mit einer vorgegebenen Zugkraft abgezogen werden
soll. Der Antrieb dieser Vorratsspule hat den Zweck, die Zugkraft auf einem definierten
niedrigen Wert bei Beschleunigung des Systems zu halten, um eipe zu große Zugbeanspruchung
des langgestreckten Gutes zu vermeiden. Zwischen der Anschlußklemme für die Motorspannung
des Motors AM2 und dem Motor selbst sind zwei Stellglieder SG21 und SG22 vorgesehen,
welche es ermöglichen, die an der Anschlußklemme beim Antriebsmotor AM2 anliegende
Spannung U2 um einen Wert + Ux (durch SG21) zu erhöhen oder um den Wert -tT,ly (durch
SG22) zu erniedrigen.
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Die Steuerbefehle hierfür kommen von einer Uberwachungseinrichtung
UE2, die u.a. einen Rechner enthält.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein weiterer Motor WM2 vorgesehen,
der als Antriebseinrichtung für einen weiteren Verfahrensvorgang dient. Dieser Antriebsmotor
WM2 kann beispielsweise ein Spinnermotor sein, der das vom Antriebsmotor AM2 (Vorratsspule)
herkommende Garn auf ein entsprechendes Trägermaterial, z.B.
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eine Kabelseele fortlaufend aufträgt. Anstelle eines Spinnermotors
kann für den weiteren Motor WM2 auch der Antriebsmotor für einen Bandwickler oder
dergleichen vorgesehen sein. Die Drehzahl n1 und der Wert dnl/dt des weiteren Motors
WM2 WN2enmittels eines Drehzahlmessers DM2 bestimmt und zu der Uberwachungseinrichtung
UE2 übertragen. In die Zuführungsleitung zu dem weiteren Motor WM2 ist ein Strommesser
SM11 eingeschaltet, dessen Strom-Meßwert ebenfalls zur Uberwachungseinrichtung UE2
übertragen wird. Die zugehörigen Steuerbefehle werden ebenfalls von der Überwachungseinrichtung
UE2 ausgegeben.
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Die einzelnen Verfahrensschritte, mit denen die Regelung auf eine
bestimmte festgelegte Zugkraft erfolgt,
werden an Hand des Flußdiagramms
nach Figur 4 erläutert. In einem ersten Schritt wird huber den Drehzahl messer DM2
die Änderung der Drehzahl in Abhängigkeit von der Zeit bestimmt, d.h. dn1/dt ermittelt.
Als weiteres wird der Wert A Ux vorgegeben, mit dem z.B. die Spannung am Antriebsmotor
AM2 erhöht werden kann. Diese Erhöhung bUx ist etwa proportional der gemessenen
Drehzahl n des weiteren Motors WM2, um die Empfindlichkeit des Verfahrens der Drehzahl
anzupassen.
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Nunmehr erfolgt die eigentliche Durchführung des Regelvorganges, welcher
dadurch eingeleitet wird, daß die Spannung U2 für den Antriebsmotor AM2 um einen
Wert + AUx mittels des Stellgliedes SG21 erhöht wird. Dies bedeutet eine (die Drehzahlerhöhung
ist minimal) Verringerung der Zugspannung, weil die Abwicklung von der Vorratsspule
geringfügig schneller erfolgt. Nach Entlastung durch die Spule läuft der Antriebsmotor
AM2 gerade so schnell, daß der Abzug des langgestreckten Gutes von der vom Motor
AM2 angetriebenen Vorratsspule ohne Zugkraft (zugkraftfrei) erfolgt. Der in diesem
Zustand gemessene Ankerstrom-Grundwert Jol des weiteren Antriebsmotors WM2 wird
bestimmt und an die Uberwachungseinrichtung UE2 gegeben. Der Ankerstrom-Grundwert
Jol für den weiteren Motor WM2 ist dadurch bestimmt, wie groß die Reibungs- und
sonstigen Kräfte sind, die vom weiteren Motor WM2 dann aufgebracht werden müssen,
wenn der Abzug des langgestreckten Gutes von der Vorratsspule beim Antriebsmotor
AM2 gerade ohne Zugkraft erfolgt.
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Um Jetzt eine definierte Zugkraft beim Abzug des langgestreckten Gutes
von der Vorratsspule beim Antriebsmotor AM2 zu erreichen, wird die Spannung für
den Antriebsmotor AM2 mittels des Stellgliedes SG22 um den Wert - bUy verringert.
Diese verringerte Spannung am Antriebsmotor AM2 bewirkt, daß dieser Motor als Bremse
beim
Ablaufen des langgestreckten Gutes von der Vorratsspule wirkt. Je stärker die Spannung
Ua gegenüber U2 erniedrigt wird, d.h. Je größer dUy ist, desto stärker bremst der
Antriebsmotor AM2 und desto größer wird die Zugkraft auf das von der Vorratsspule
ablaufende langgestreckte Gut. Mit dem Wert - bUy läßt sich somit die gewünschte
Zugkraft beim Antriebsmotor AM2 genau einstellen. Der gesamte bU-Puls hat eine Dauer,
während der ein Losewerden des Garns um mehr als eine Windung auf der Spule nicht
möglich ist. Es muß ach nicht der Endzustand beim Ansteuern von Jo abgewartet werden.
Eine e-Funktion definiert nach 1 bis 2 Zeitkonstanten ihren Endwert hinreichend
deutlich. Der nU-Impuls kann also sehr kurz werden.
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Die vorstehend beschriebenen Abtast- und Regelvorgänge werden fortlaufend
wiederholt, d.h. das Flußdiagramm nach Fig. 4 wird immer wieder durchlaufen und
so eine fortlaufende Anpassung der Zugspannung bei dem langgestreckten Gut zu erhalten.
Damit können auch zeitlich auftretende Änderungen z.B. infolge erhöhter Reibung
bei den einzelnen Maschinenteilen fortlaufend mit ausgeregelt werden und die Zugkraft
auf das jeweilige langgestreckte Gut kann genau auf einentkonstanten Wert gehalten
werden. Infolge des wiederholten Durchlaufes des Flußdiagramms nach Fig. 4 wird
insgesamt ein pulsartiger Betrieb für die Antriebsmotoren AM2 und WM2 erhalten,
wobei die Dauer der einzelnen Impulse so zu wählen ist, daß das erhaltene Endprodukt
nicht in unzulässiger Weise mit Schwankungen in den mechanischen Eigenschaften des
aufgebrachten langgestreckten Gutes behaftet ist. Die Durchmesser-Korrektur des
Stroms erfolgt unabhängig vom geschilderten Vorgang durch Vergleich von nl und n2,
die von DM2 und DM22 gemessen werden.
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In Figur 5 ist ein Impulsplan für das Beispiel nach Fig. 3 und 4 dargestellt,
wobei auf der Abszisse die
Zeit und auf der Ordinate jeweils J,
U oder n-Werte aufgetragen sind. Die dick ausgezogene Linie gibt den Ankerstrom
für den Motor WM2 an, während die dünne ausgezogene Linie die Drehzahl des Motors
WM2 wiedergibt.
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Die Drehzahl n1 des Motors WM2 steigt zu Beginn von Null auf einen
bestimmten Maximalwert an. Dieser Maximalwert wird dann beibehalten und am Ende
sinkt die Drehzahl beim Abschalten der Anlage wieder auf Null ab.
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Während des Anfahr- und Bremsvorgangs treten die Impulse so häufig
auf, daß die Änderung von Jo erträglich wird.
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Im stationären Zustand kann der Abstand sehr vergrößert werden (z.B.
ein Abfrage-Impuls je Minute).
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Als gestrichelte Linie ist der Verlauf des Ankerstroms des Antriebsmotors
AM2 eingetragen. Auf der Abszisse ist angedeutet, in welchem Zeitbereich die VergröBerung
(+LUx) oder Verkleinerung (- Uy) der Motorspannung U2 des Antriebsmotors AM2 vorgenommen
wird. Bei einer Vergrößerung der an Spannung U2 um den Wert +dUx läuft der Antriebsmotor
AM2 geringfügig schneller und damit wird die Zugkraft auf das von der Vorratsspule
ablaufende langgestreckte Gut verringert. Dies hat zur Folge, daß der mit dicken
Linien angedeutete Ankerstrom des weiteren Motors WM2 (z.B. des Spinnermotors) absinkt,
weil die Zugkraft beim von der Spule kommenden strangförmigen Gut nicht mehr aufgebracht
werden muß.
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Der zugehörige Stromwert Jol des weiteren Motors WM2 entspricht dem
Ankerstrom-Grundwert, d.h. dem kleinsten Stromwert, der vom weiteren Motor WM2 aufgenommen
werden muß, um nur die Reibungsverluste usw. zu decken, jedoch ohne daß Zugspannungen
vom langgestreckten Gut her mit zu überwinden sind.
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Bei einer Erniedrigung der Antriebsspannung U2 des Antriebsmotors
AM2 um den Wert - AUy wird die Vorratsspule weniger angetrieben und dadurch steigt
die Zugspannung beim strangförmigen Gut an. Dies hat zur Folge,
daß
der Ankerstrom des weiteren Motors WM2 größer wird, weil neben den Reibungs- und
sonstigen Kräften zusätzlich die erhöhte Zugkraft an dem von der Vorratsspule kommenden
strangförmigen Gut mit überwunden werden muß.
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Durch eine entsprechende Erhöhung des Ankerstrom-Grundwertes Jol um
einen Wert ß J1 beim weiteren Motor WM2 kann erreicht werden, daß dieser Motor WM2
eine entsprechende Zugkraft auf das von der Vorratsspule (angetrieben durch AM2)
kommende strangförmige Gut ausübt. Die zweite Größe, die dabei eingeht, ist die
Größe der Motorspannung beim Antriebsmotor AM2. Wenn diese verringert wird, dann
steigt die Zugkraft an (- AUy), wenn sie erhöht wird (+6Ux), dann sinkt die Zugkraft.
Insgesamt läßt sich somit fortlaufend die gewünschte Zugkraft beim Abziehen des
langgestreckten strangförmigen Gutes von der durch den Motor AM2 angetriebenen Vorratsspule
einstellen, wenn in angepaßten Zeitabständen die Antriebsspannung Ua für den Antriebsmotor
AM2 gepulst, d.h. periodisch erhöht (+bUx) bzw.
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erniedrigt (- AUy) wird. Durch Verändern des Ankerstrom-Grundwertes
Jo7 beim weiteren Antriebsmotor WM2 um den Wert A J1 läßt sich erreichen, daß auch
der weitere Motor WM2 den entsprechenden Beitrag zur Einstellung einer gewünschten
Zugkraft leistet. Je größer A J1 ist, desto größer wird die Zugkraft für das von
der angetriebenen Vorratsspule kommende strangförmige Gut.
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5 Figuren 7 Patentansprüche
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