DE3919162A1 - Regeleinrichtung fuer eine wickelmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Regeln einer Wickelmaschine, die ein Erzeugnis unter Regelung der Zugspannung desselben aufwickelt, wie einer Schlicht- oder Kettbaummaschine, die Kettgarne unter Regelung der Zugkraft an diesen aufwickelt, und im einzelnen auf eine Einrichtung zum Regeln einer Wickelmaschine mit hervorragenden Schnell­ bremsungseigenschaften.

In einer Wickelmaschine, in der die Zugkraft bzw. Zugspan­ nung an dem zwischen einer Zuführwalze und einer Aufwickel­ spindel gespannten Erzeugnis durch gesondertes Antreiben der Zuführwalze und der Aufwickelspindel auf einen vorbestimmten Wert geregelt wird, wird die Laufgeschwindigkeit des Erzeug­ nisses durch Steuern der Drehzahl entweder eines Motors für den Antrieb der Zuführwalze oder eines Motors für den An­ trieb der Aufwickelspindel geregelt und zur Zugkraftregelung das Drehmoment durch Steuern der Drehzahl des anderen Motors geregelt, so daß das Erzeugnis mit einer vorbestimmten Wickelgeschwindigkeit unter einer vorbestimmten Zugbelastung aufgwickelt wird.

In einem solchen Fall ist es allgemein vorzuziehen, entweder die Zuführwalze, die ein größeres Trägheitsmoment als die Aufwickelspindel hat, oder die Aufwickelspindel, die ein größeres Trägheitsmoment als die Zuführwalze hat, mittels eines Drehzahlregelsystems zu steuern und die Aufwickelspin­ del bzw. die Zuführwalze mit dem kleineren Trägheitsmoment als die Zuführwalze bzw. die Aufwickelspindel mittels eines Drehmomentregelsystems zu steuern. Der Aufwickelvorgang wird auf zufriedenstellende Weise durch das Betreiben der erste­ ren mit einer vorbestimmten Drehzahl und der letzteren mit einem vorbestimmten Drehmoment geregelt.

In der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 53-12 611 ist eine Regeleinrichtung für eine derartige Wickelmaschine offenbart. Diese bekannte Regeleinrichtung hat ein Drehzahl­ regelsystem mit geschlossenem Regelkreis und ein Drehmoment­ regelsystem mit geschlossenem Regelkreis, das mit einem Zugkraftabweichungsdetektor versehen ist, der die Abweichung einer Ist-Zugkraft von einer Soll-Zugkraft erfaßt und die Abweichung verstärkt. In das Drehmomentregelsystem wird ein Differenziersignal eines Solldrehzahlsignals für das Dreh­ zahlregelsystem eingegeben, um die Zugkraftregeleigenschaf­ ten der Regeleinrichtung während Übergangswickelvorgängen wie während des Beschleunigens oder des Verlangsamens bzw. Bremsens der Wickelmaschine durch Erhöhen der Ansprechge­ schwindigkeit der Regeleinrichtung zu verbessern.

In dieser bekannten Regeleinrichtung wird auf einfache Weise zur Korrektur des Drehmomentregelsystems während des Be­ schleunigens oder Abbremsens der Wickelmaschine nur das Differenziersignal des Solldrehzahlsignals in das Drehmo­ mentregelsystem eingegeben; daher sind die Zugkraftregelei­ genschaften der Regeleinrichtung während eines Abbremsens für ein schnelles Anhalten der Wickelmaschine unzureichend.

Beispielsweise muß eine Schlichtmaschine, die eine Kette aus einer Vielzahl von Kettgarnen oder Fäden aufwickelt, selbst bei dem Reißen eines der Kettgarne oder Fäden angehalten und nach dem Anstückeln der Bruchenden wieder angelassen werden. Falls die Schlichtmaschine nicht schnell angehalten wird, wird das gerissene Kettgarn auf den Kettbaum bzw. die Spindel gewickelt, so daß das Ausbessern der Kette unmöglich wird. Infolgedessen muß die Schlichtmaschine bei einem Reißen des Kettgarns mit hoher Geschwindigkeit zu einem schnellen Anhalten verlangsamt werden, während die Kette unter einer vorbestimmten Zugspannung gehalten werden muß. Wenn jedoch das Zugkraftregelsystem weiter auf die vorste­ hend beschriebene Weise betrieben wird, bei der die An­ sprechgeschwindigkeit nicht ausreichend hoch ist, kann die Schlichtmaschine nicht in der erwünschten kurzen Zeit feh­ lerfrei angehalten werden.

Der Erfindung liegt infolgedessen die Aufgabe zugrunde, für eine Wickelmaschine eine Regeleinrichtung zu schaffen, die ein Abbremsen der Wickelmaschine zum Anhalten derselben in einer zufriedenstellend kurzen Zeit unter genauem Aufrecht­ erhalten einer vorbestimmten Zugspannung an dem Erzeugnis ermöglicht.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild der Regeleinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.

Fig. 2 ist ein Blockschaltbild eines wesentlichen Teils der Regeleinrichtung nach Fig. 1.

Fig. 3 ist eine grafische Darstellung für die Er­ läuterung der Funktion der Regeleinrichtung nach Fig. 1.

Fig. 4 ist ein Blockschaltbild einer Abwandlungs­ form einer Drehzahlverhältnissteuereinheit der Regeleinrich­ tung nach Fig. 1.

Fig. 5, 6 und 7 sind Blockschaltbilder von weiteren Abwandlungsformen der Drehzahlverhältnissteuereinheit der Regeleinrichtung nach Fig. 1.

Fig. 8 ist ein Blockschaltbild eines dem in Fig. 4 gezeigten wesentlichen Teil entsprechenden wesentlichen Teils der Regeleinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungs­ beispiel.

Fig. 9 ist ein Ablaufdiagramm eines Programms, das von dem in Fig. 8 gezeigten wesentlichen Teil der Regelein­ richtung auszuführen ist.

Fig. 10 und 11 sind Blockschaltbilder von wesentli­ chen Teilen der Regeleinrichtung gemäß einem dritten bzw. vierten Ausführungsbeispiel.

Fig. 12 ist ein Blockschaltbild der Regeleinrich­ tung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel.

Gemäß Fig. 1, die ein erstes Ausführungsbeispiel der Regel­ einrichtung für eine Wickelmaschine, nämlich in diesem Fall für eine Schlichtmaschine bzw. Kettenschlichtmaschine zeigt, enthält die Regeleinrichtung eine Drehzahlregeleinheit 10, eine Zugkraftregeleinheit 20 und eine Drehzahlverhältnis­ steuereinheit 30. Eine Kette S erstreckt sich längs einer Bahn mit einem Zickzackabschnitt, der durch mehrere Zuführ­ walzen R 1 gebildet ist, und einem geraden Abschnitt zwischen einer Spannrolle R 3 und einer Führungsrolle R 4. Die Kette wird von einem Kettbaum bzw. einer Aufwickelspindel R 2 auf­ genommen. Die Zuführwalzen R 1 sind zur synchronen Drehung gekoppelt. Die letzte Zuführwalze R 1 ist antriebsmäßig mit einem Zuführmotor M 1 verbunden. An den Zuführmotor M 1 ist direkt ein Drehzahlgeber TG 1 angeschlossen.

Die Aufwickelspindel R 2 ist antriebsmäßig mit einem Wickel­ motor M 2 verbunden. An den Wickelmotor M 2 ist ein Drehzahl­ geber TG 2 angeschlossen. Mit der Spannrolle R 3 ist eine Kraftmeßdose LC zum Messen einer Zugkraft F an der Kette S zwischen der letzten Zuführrolle R 1 und der Aufwickelspindel R 2 und zur Abgabe eines die Zugkraft F darstellenden Zug­ kraftsignals S _F verbunden.

Die Drehzahlregeleinheit 10 enthält eine Drehzahleinstell­ schaltung 11, einen Summierschaltungspunkt 12 und einen Steuerverstärker 13, die in Reihe geschaltet sind. An die Drehzahleinstellschaltung 11 sind Relais Ry 1, Ry 2 und Ry 3 angeschlossen, über die an die Drehzahleinstellschaltung 11 jeweils ein Langsamlauf-Befehlssignal S 1, ein Schnellauf- Befehlssignal S 2 bzw. ein Bremsbefehlssignal S 3 angelegt werden. Der Drehzahlgeber TG 1 führt dem Subtrahieranschluß des Summierschaltungspunkts 12 ein Zuführdrehzahlsignal Sm 1 zu. Der Ausgang des Steuerverstärkers 13 ist mit dem Zuführ­ motor M 1 verbunden.

Gemäß Fig. 2 enthält die Drehzahleinstellschaltung 11 eine Langsamlauf-Einstellvorrichtung STv 1 zum Einstellen einer erwünschten niedrigen Arbeitsgeschwindigkeit VL 1 für die Schlichtmaschine, nämlich einer niedrigen Soll-Ablaufge­ schwindigkeit der Kette S, eine Schnellauf-Einstellvorrich­ tung STv 2 zum Einstellen einer erwünschten hohen Arbeitsge­ schwindigkeit VL 2 für die Schlichtmaschine, nämlich einer hohen Soll-Ablaufgeschwindigkeit der Kette S, und einen Säge­ zahnsignalgenerator 11 a für das Einregeln einer Beschleuni­ gungsgeschwindigkeit α 1 und einer Abbremsungsgeschwindigkeit α 2 (Fig. 3). Gemäß Fig. 3 werden in der Drehzahleinstell­ schaltung 11 aufeinanderfolgend die Relais Ry 1, Ry 2 und Ry 3 geschlossen und geöffnet, um aufeinanderfolgend an den Säge­ zahlsignalgenerator 11 a die Ausgangssignale der Langsamlauf- Einstellvorrichtung STv 1 und der Schnellauf-Einstellvorrich­ tung STv 2 sowie das Nullpotential anzulegen. Infolgedessen gibt die Drehzahleinstellschaltung 11 Führungssignale ab, die die vorbestimmte Beschleunigungsgeschwindigkeit α 1, die vorbestimmte Abbremsungsgeschwindigkeit α 2, die vorbestimmte niedrige Soll-Arbeitsgeschwindigkeit VL 1 und die vorbestimm­ te hohe Soll-Arbeitsgeschwindigkeit VL 2 bestimmen.

Gemäß Fig. 1 enthält die Zugkraftregeleinheit 20 eine Zug­ krafteinstellvorrichtung STf, einen Summierschaltungspunkt 21, einen Steuerverstärker 22, einen Summierschaltungspunkt 23 und einen Steuerverstärker 24, die in dieser Aufeinander­ folge in Reihe geschaltet sin. Die Kraftmeßdose LC führt das Zugkraftsignal S _F dem Subtrahieranschluß des Summier­ schaltungspunkts 21 zu. Zwischen den Steuerverstärker 22 und den Summierschaltungspunkt 23 ist ein Umschaltrelais Ry 4 eingefügt. Der Ausgang des Steuerverstärkers 24 ist über einen Stromdetektor 24 a mit dem Wickelmotor M 2 verbunden. Der Ausgang des Stromdetektors 24 a ist mi dem Subtrahieran­ schluß des Summierschaltungspunkts 23 verbunden.

Gemäß Fig. 1 enthält die Drehzahlverhältnissteuereinheit 30 einen Drehzahlverhältnisdetektor 31, eine Drehzahlverhält­ niseinstelleinrichtung 32, einen Drehzahlverhältnisumsetzer 33, einen Summierschaltungspunkt 34 und einen Steuerverstär­ ker 35 mit einem Proportionalelement, einem Integrationsele­ ment oder einem Differenzierelement. Der Ausgang des Dreh­ zahlverhältnisumsetzers 33 ist über den Summierschaltungs­ punkt 34 mit dem Steuerverstärker 35 verbunden. Der Dreh­ zahlverhältnisdetektor 31 empfängt jeweils aus den Drehzahl­ gebern TG 1 und TG 2 das Zuführdrehzahlsignal Sm 1 bzw. ein Wickeldrehzahlsignal Sm 2. An einen Eigangsanschluß des Drehzahlverhältnisdetektors 31 sind die Relais Ry 1 und Ry 2 angeschlossen. Das Ausgangssignal des Drehzahlverhältnisde­ tektors 31 wird über die Drehzahlverhältniseinstelleinrich­ tung 32 an den Drehzahlverhältnisumsetzer 33 angelegt. An den Drehzahlverhältnisumsetzer 33 wird auch das Zuführdreh­ zahlsignal Sm 1 angelegt. Das Wickeldrehzahlsignal Sm 2 wird auch an den Subtrahieranschluß des Summierschaltungspunkts 34 angelegt. Der Ausgang des Steuerverstärkers 35 ist mit einem der Kontakte des Umschaltrelais Ry 4 verbunden.

Bei dem Anlaufen der Schlichtmaschine wird das Relais Ry 1 geschlossen, um an die Drehzahleinstellschaltung 11 das Langsamlauf-Befehlssignal S 1 anzulegen. Infolgedessen wird die Drehzahleinstellvorrichtung STv 1 gewählt, woraufhin dann gemäß der Darstellung in Fig. 3 das Ausgangssignal des Sägezahnsignalgenerators 11 a, nämlich ein Sollbetriebsge­ schwindigkeitssignal SVL mit der vorbestimmten Beschleuni­ gungsgeschwindigkeit α 1 bis zu der niedrigen Soll-Arbeitsge­ schwindigkeit VL 1 ansteigt, auf der die Arbeitsgeschwindig­ keit der Schlichtmaschine gehalten wird. Das heißt, der Zuführmo­ tor M 1 wird durch die Drehzahlregeleinheit 10 entsprechend dem Sollbetriebsgeschwindigkeitssignal SVL gesteuert, wo­ durch die Schlichtmaschine angelassen und beschleunigt wird, bis die Arbeitsgeschwindigkeit VL die niedrige Soll-Arbeits­ geschwindigkeit VL 1 erreicht. Darauffolgend wird das Relais Ry 2 geschlossen, um an die Drehzahleinstellschaltung 11 das Schnellauf-Befehlssignal S 2 anzulegen, so daß infolgedessen die Schlichtmaschine mit der vorbestimmten Beschleunigungs­ geschwindigkeit α 1 beschleunigt wird, bis die Arbeitsge­ schwindigkeit die hohe Soll-Arbeitsgeschwindigkeit VL 2 er­ reicht. Danach wird der Betrieb der Schlichtmaschine mit der hohen Soll-Arbeitsgeschwindigkeit fortgesetzt.

In der Zugkraftregeleinheit 20 bilden der Steuerverstärker 24, der Summierschaltungspunkt 23 und der Stromdetektor 24 a einen Unter-Stromregelkreis. Da das Umschaltrelais Ry 4 auf den Steuerverstärker 22 geschaltet ist, ist für die Zug­ kraftregelung ein eingeschlossener Regelkreis gebildet, um den Wickelmotor M 2 derart zu steuern, daß die mittels der Kraftmeßdose LC erfaßte Zugkraft F an der Kette S mit einer an der Zugkrafteinstellvorrichtung STf eingestellten Soll- Zugkraft Fo übereinstimmt. Infolgedessen wird auch dann, wenn sich die Arbeitsgeschwindigkeit VL gemäß der Darstel­ lung in Fig. 3 ändert, von der Zugkraftregeleinheit 20 das Drehmoment des Wickelmotors M 2 so geregelt, daß die Zugkraft F an der Kette S immer mit der Soll-Zugkraft Fo überein­ stimmt.

Während des stationären bzw. gleichbleibenden Betriebs der Schlichtmaschine, bei dem entweder das Relais Ry 1 oder das Relais Ry 2 geschlossen ist, wird von dem Drehzahlverhältnis­ detektor 31 der Drehzahlverhältnissteuereinheit 30 fortge­ setzt ein Drehzahlverhältnis A = n 2/n 1 ermittelt, wobei n 1 die Drehzahl des Zuführmotors M 1 ist, die durch das an den Drehzahlverhältnisdetektor 31 angelegte Zuführdrehzahlsignal Sm 1 dargestellt ist, und n 2 die Drehzahl des Wickelmotors M 2 ist, die durch das an den Drehzahlverhältnisdetektor 31 angelegte Wickeldrehzahlsignal Sm 2 dargestellt ist.

Wenn das Relais Ry 3 geschlossen wird, um an die Drehzahlein­ stellschaltung 11 das Bremsbefehlssignal S 3 anzulegen, wird von der Drehzahleinstellschaltung 11 das Sollbetriebsge­ schwindigkeitssignal SVL mit der hohen Abbremsungsgeschwin­ digkeit α 1 auf "0" verringert. Infolgedessen wird zum Anhal­ ten der Schlichtmaschine der Zuführmotor M 1 schnell abge­ bremst. Da während der Verlangsamung des Zuführmotors M 1 die mit dem Drehzahlverhältnisdetektor 31 verbundenen beiden Relais Ry 1 und Ry 2 geöffnet sind, gibt der Drehzahlverhält­ nisdetektor 31 an die Drehzahlverhältniseinstelleinrichtung 32 ein Signal ab, das den Wert des Drehzahlverhältnisses A im Moment des Schließens des Relais Ry 3, nämlich den Wert des Drehzahlverhältnisses A während des gleichbleibenden Betriebs darstellt; die Drehzahlverhältniseinstelleinrich­ tung 32 speichert den Wert des Drehzahlverhältnisses A und gibt diesen an den Drehzahlverhältnisumsetzer 33 als Dreh­ zahlverhältnis Ao für den Bremsvorgang ab. Da das Zuführ­ drehzahlsignal Sm 1 an den Drehzahlverhältnisumsetzer 33 angelegt ist, wird von diesem die Drehzahl n 1 des Zuführmo­ tors M 1 mit dem Drehzahlverhältnis Ao multipliziert, um die Drehzahl n 2 für den Wickelmotor M 2 zu erhalten, und an den Summierschaltungspunkt 34 ein der Drehzahl n 2 entsprechendes Drehzahlführungssignal S _R angelegt.

Der Drehzahlgeber TG 2 führt dem Subtrahieranschluß des Sum­ mierschaltungspunkts 34 fortgesetzt das der Ist-Drehzahl n 2 des Wickelmotors M 2 entsprechende Wickeldrehzahlsignal Sm 2 zu. Wenn das Relais Ry 3 geschlossen wird, wird das Relais Ry 4 von dem Steuerverstärker 22 auf den Steuerverstärker 35 umgeschaltet. Danach bilden der Summierschaltungspunkt 34, der Steuerverstärker 35, der Summierschaltungspunkt 23 und der Steuerverstärker 24 ein Drehzahlregelsystem für das Regeln der Drehzahl des Wickelmotors M 2 auf eine Soll- Drehzahl, die durch das Drehzahlführungssignal S _R bestimmt ist. Auf diese Weise wird die Drehzahl n 2 des Wickelmotors M 2 entsprechend der Drehzahl n 1 des Zuführmotors M 1 derart gesteuert, daß das Drehzahlverhältnis Ao aufrechterhalten wird (mit dem Wert des Drehzahlverhältnisses A bei dem stationären bzw. gleichbleibendem Betrieb unmittelbar vor dem Liefern des Bremsbefehlssignals S 3).

Der Wert des Drehzahlverhältnisses A (= n 2/n 1) für den gleichbleibenden Betrieb wird so festgelegt, daß die Zug­ kraft F an der Kette S mit der vorbestimmten bzw. Soll- Zugkraft Fo übereinstimmt, und das Drehzahlverhältnis Ao für die Abbremsung ist gleich dem Wert des Drehzahlverhältnisses A bei dem gleichbleibenden Betrieb; daher kann die Zugkraft F nicht stark von der Soll-Zugkraft Fo abweichen, wenn das Relais Ry 4 zum Öffnen des geschlossenen Zugkraftregelkreises mit den Steuerverstärkern 22 und 24 der Zugkraftregeleinheit 20 umgeschaltet wird. Wenn der geschlossene Zugkraftregel­ kreis geöffnet wird, wird der Wickelmotor M 2 der Drehzahlre­ gelung mit hervorragenden Ansprecheigenschaften des ge­ schlossenen Regelkreises mit den Steuerverstärkern 24 und 35 unterzogen. Infolgedessen kann der Wickelmotor M 2 auf rich­ tige Weise entsprechend dem schnellen Bremsen des Zuführmo­ tors M 1 geregelt werden. Wenn der Steuerverstärker 35 mit einem Integrationsglied ausgestattet ist, ist eine weitere genaue Nachführregelung des Wickelmotors M 2 unter Anwendung der Summe der vorangehenden Abweichungsdaten ermöglicht.

Das Relais Ry 3 kann zum Erzeugen des Bremsbefehlssignals S 3 zum Anhalten der Schlichtmaschine geschlossen werden, wenn einer der Kettgarne oder Fäden der Kette S gerissen ist oder wenn die Bedienungsperson einen Stopschalter betätigt. Das heißt, das schnelle Abbremsen und Anhalten der Schlichtmaschine kann automatisch dadurch erreicht werden, daß durch ein Fadenbruchsignal aus einem geeigneten Fadenbruchdetektor automatisch das Relais Ry 3 geschlossen wird.

Die an den Eingangsanschluß des Drehzahlverhältnisdetektors 31 angeschlossenen Relais Ry 1 und Ry 2 können durch ein anderes Relais Ry 5 ersetzt werden, welches nur dann ge­ schlossen ist, wenn die Schlichtmaschine mit der niedrigen Soll-Arbeitsgeschwindigkeit VL 1 oder der hohen Soll-Arbeits­ geschwindigkeit VL 2 gemäß Fig. 3 betrieben wird. Wenn das Relais Ry 5 verwendet wird, wird von dem Drehzahlverhältnis­ detektor 31 das Drehzahlverhältnis A nur bei geschlossenem Relais Ry 5 erfaßt, so daß der Wert des Drehzahlverhältnisses A während des Übergangsbetriebszustands, nämlich während der Beschleunigung der Schlichtmaschine auch dann nicht in der Drehzahlverhältniseinstelleinrichtung 32 gespeichert wird, wenn zu irgendeinem beliebigen Zeitpunkt ein Fadenbruch auftritt und das Bremsbefehlssignal S 3 erzeugt wird; dies ermöglicht eine weiter stabilisierte schnelle Bremsungs- und Anhalteregelung.

Wenn es erforderich ist, wird das Integrationsglied des Steuerverstärkers 35 in einer anderen Periode als der Brems­ zeit rückgesetzt, um das Aufsummieren von Abweichungssigna­ len zu vermeiden, die während des Übergangsbetriebszustands der Schlichtmaschine, nämlich während der Beschleunigung erzeugt werden. Da ferner der Drehzahlverhältnisdetektor 31 und der Drehzahlverhältnisumsetzer 33 nur zum Bestimmen der Drehzahl n 2 durch das Multiplizieren der Drehzahl n 1 mit dem Drehzahlverhältnis A dienen, kann der Drehzahlverhältnisde­ tektor 31 das Drehzahlverhältnis n 1/n 2 berechnen und der Drehzahlverhältnisumsetzer 33 an einen Subtrahieranschluß des Summierschaltungspunkts 34 angeschlossen werden.

Die Drehzahlverhältnissteuereinheit 30 kann auf verschiede­ nerlei Weise abgewandelt werden. Beispielsweise kann gemäß Fig. 4 das Zuführdrehzahlsignal Sm 1 an den Drehzahlverhält­ nisdetektor 31 über eine Leitung angelegt werden, die von einer Leitung abzweigt, welche den Drehzahlverhältnisumset­ zer 33 mit dem Summierschaltungspunkt 34 verbindet. Zur Zeitsteuerung der Berechnung des Drehzahlverhältnisses A während des gleichbleibenden Betriebs wird ein Relais Ry zwischen den Drehzahlverhältnisdetektor 31 und die Drehzahl­ verhältniseinstelleinrichtung 32 geschaltet. Wenn das Relais Ry geschlossen ist, vergleicht der Drehzahlverhältnisdetek­ tor 31 An 1 und n 2 und bestimmt den Wert des Drehzahl­ verhältnisses A derart, daß sich An 1 = n 2 ergibt, um damit das mittels der Drehzahlverhältniseinstelleinrichtung 32 eingestellte Drehzahlverhältnis fortzuschreiben, mit dem im weiteren der Drehzahlverhältnisumsetzer arbeitet. Wenn das Bremsbefehlssignal S 3 erzeugt wird, wird das Relais Ry ge­ öffnet, so daß der zu diesem Zeitpunkt in der Drehzahlver­ hältniseinstelleinrichtung 32 gespeicherte Wert des Dreh­ zahlverhältnisses A für den Abbremsungsvorgang herangezogen wird. Auf diese Weise wirkt die abgewandelte Drehzahlver­ hältnissteuereinheit 30 gleichermaßen wie die in Fig. 1 gezeigte Drehzahlverhältnissteuereinheit 30.

Da der Drehzahlverhältnisdetektor 31 der in Fig. 4 gezeigten Drehzahlverhältnissteuereinheit 30 nur zur Erfassung von An 1 = n 2 dient, kann gemäß Fig. 5 der Drehzahlverhältnisdetektor 31 durch einen Verstärker 36 ersetzt werden, der an eine Leitung angeschlossen ist, welche von einer Leitung ab­ zweigt, die den Summierschaltungspunkt 34 mit dem Steuerver­ stärker 35 verbindet.

Wenn sowohl das Zuführdrehzahlsignal Sm 1 als auch das Wickeldrehzahlsignal Sm 2 Impulssignale sind, können als Hauptkomponenten der Drehzahlverhältnissteuereinheit 30 di­ gitale Einrichtungen benutzt werden. Gemäß Fig. 6 sind ein Drehzahlverhältnisdetektor 41, eine Drehzahlverhältnisein­ stelleinrichtung 42, ein Drehzahlverhältnisumsetzer 43, ein Abweichungszähler 44 und ein Digital/Analog-Wandler 45 digi­ tale Einrichtungen. Der Drehzahlverhältnisdetektor 41 be­ steht aus Zählern 41 a für die jeweilige Aufnahme des Zuführ­ drehzahlsignals Sm 1 und des Wickeldrehzahlsignals Sm 2 und einem Dividierer 41 b für das Verarbeiten der Ausgangssignale der Zähler 41 a durch Division.

Der Drehzahlverhältnisdetektor 41, die Drehzahlverhältnis­ einstelleinrichtung 42, der Drehzahlverhältnisumsetzer 43, der Abweichungszähler 44 und der Digital/Analog-Wandler 45 nach Fig. 6 entsprechen jeweils dem Drehzahlverhältnisdetek­ tor 31, der Drehzahlverhältniseinstelleinrichtung 32, dem Drehzahlverhältnisumsetzer 33 und dem Summierschaltungspunkt 34 nach Fig. 1. Der Abweichungszähler 44 berechnet die Differenz zwischen einem an dessen Aufwärtszählungseingang U angelegten Impulssignal und einem an dessen Abwärtszählungs­ eingang D angelegten Impulssignal. Wenn das Relais Ry ge­ schlossen ist, zählen die Zähler 41 a jeweils die Anzahl der Impulse des Zuführdrehzahlsignals Sm 1 bzw. des Wickeldreh­ zahlsignals Sm 2. Der Dividierer 41 b berechnet periodisch oder jedesmal dann, wenn der Inhalt von mindestens einem der Zähler 41 a einen vorbestimmten Wert erreicht, das Drehzahl­ verhältnis A zwischen den Inhalten der Zähler 41 a und gibt das Drehzahlverhältnis A an die Drehzahlverhältniseinstell­ einrichtung 42 ab. Naturgemäß müssen die von der Drehzahl­ verhältniseinstelleinrichtung 42 und dem Drehzahlverhältnis­ umsetzer 43 verarbeiteten Daten Wertziffern hinsichtlich Digitalstellen haben.

Die in Fig. 6 gezeigte Drehzahlverhältnissteuereinheit 30 kann gemäß der Darstellung in Fig. 7 in eine Drehzahlver­ hältnissteuereinheit 30 abgewandelt werden, die zusammen mit dem Drehzahlverhältnisdetektor 31 und dem Drehzahlverhält­ nisumsetzer 33 Drehzahlspeicher 37 enthält; die Inhalte der Drehzahlspeicher 37 werden mittels der während des Schließens des Relais Ry erfaßten Drehzahlen n 1 und n 2 auf den letzten Stand gebracht. Der Drehzahlverhältnisdetektor 31 berechnet das Drehzahlverhältnis Ao = n 2/n 1 aus den Drehzahlen n 1 und n 2, die bei offenem Relais Ry in die Drehzahlspeicher 37 eingespeichert sind, und gibt das Dreh­ zahlverhältnis Ao an den Drehzahlverhältnisumsetzer 33 ab.

Die Funktionen der vorangehend beschriebenen Drehzahlver­ hältnissteuereinheiten der Regeleinrichtung können auf ein­ fache Weise mittels einer Drehzahlverhältnissteuereinheit 30 ausgeführt werden, die gemäß Fig. 8 einen Mikrocomputer bzw. eine Recheneinheit 48 enthält. Durch Zähler 46 und 47 werden jeweils Zählstände N 1 und N 2 für das Zuführdrehzahlsignal Sm 1 und das Wickeldrehzahlsignal Sm 2 gezählt, während an die Recheneinheit 48 die Relais Ry und Ry 3 angeschlossen sind.

Die Funktion der in Fig. 8 gezeigten Drehzahlverhältnis­ steuereinheit 30 wird nachstehend anhand des in Fig. 9 gezeigten Ablaufdiagramms beschrieben.

Bei einem Schritt 1 wird ermittelt, ob das Relais Ry ge­ schlossen ist. Wenn dies der Fall ist, wird bei einem Schritt 2 ermittelt, ob der Inhalt N 1 des Zählers 46 minde­ stens gleich einer Konstante N ist. Wenn dies bei dem Schritt 2 der Fall ist, wird bei einem Schritt 3 ein Dreh­ zahlverhältnis A = N 2/N 1 berechnet und in einem Speicher abgespeichert, wonach bei einem Schritt 4 die Zähler 46 und 47 gelöscht werden.

Wenn das Relais Ry geöffnet ist und das Relais Ry 3 für das Erzeugen des Bremsbefehlssignals S 3 geschlossen ist, nämlich die Antwort bei dem Schritt 1 negativ und die Antwort bei einem Schritt 5 positiv ist, wird bei einem Schritt 6 aus der Drehzahl n 1 bzw. N 1 und dem letzten Wert des Drehzahl­ verhältnisses A ein Wert AN 1 berechnet und die Differenz zwischen dem Wert AN 1 und der Drehzahl n 2 bzw. N 2 aufsum­ miert, wonach dann bei einem Schritt 8 der Summenwert in den Digital/Analog-Wandler 45 eingegeben wird. Die Drehzahlen n 1 und n 2 sind durch die mittels der Zähler 46 und 47 gezählten Zählstände N 1 und N 2 angegeben. Bei dem Schritt 6 kann ein geeignetes Rechenergebnis X mit Wertziffern für Dezimalstel­ len erhalten werden, da das Drehzahlverhältnis A bedeutsame Ziffern für Dezimalstellen hat. Nachdem das Relais Ry 3 ge­ öffnet und der Bremsvorgang abgeschlossen wurde, werden der Rechenwert X und die Zählwerte N 1 und N 2 gelöscht, wonach dann wieder der Bereitschaftszustand der Drehzahlverhältnis­ steuereinheit 30 herbeigeführt wird.

Es ist offensichtlich, daß der Schritt 3 nach Fig. 9 der Funktion des Drehzahlverhältnisdetektors 31 und der Dreh­ zahlverhältniseinstelleinrichtung 32 nach Fig. 1 entspricht, während die Schritte 6 und 8 die Funktion des Drehzahlver­ hältnisumsetzers 33 nach Fig. 1 entsprechen. Die Berechnung A = N 1/N 2 bei dem Schritt 3 und die Berechnung X = AN 1 - N 2 + X bei dem Schritt 6 sind derVerbindung des Drehzahlver­ hältnisumsetzers 33 mit dem Subtrahieranschluß des Summier­ schaltungspunkte 34 nach Fig. 1 äquivalent.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen kön­ nen anstelle der mittels des Drehzahlverhältnisdetektors 31 oder dergleichen berechneten, in der Drehzahlverhältnisein­ stelleinrichtung 32 oder dergleichen gespeicherten und von dem Drehzahlverhältnisumsetzer 33 oder dergleichen während des Abbremsens benutzten Drehzahlverhältnisse A und Ao je­ weils Werte (1 + δ) A bzw. (1 + δ) Ao mit einer kleinen positiven Zahl δ in der Größenordnung von 0,01 oder weniger benutzt werden, um während des Abbremsens der Schlichtmaschine ein zufälliges Entspannen der Kette S dadurch zu verhindern, daß die Drehzahl n 2 des Wickelmotors M 2 auf eine Drehzahl ange­ setzt wird, die geringfügig höher als die vorbestimmte Dreh­ zahl für den stationären bzw. gleichbleibenden Betrieb ist.

Gemäß Fig. 10 kann das Ausgangssignal der Drehzahlverhält­ nissteuereinheit 30 an den Addieranschluß des Summierschal­ tungspunkts 23 der Zugkraftregeleinheit 20 angelegt werden, ohne daß der geschlossene Regelkreis der Zugkraftregelein­ heit 20 geöffnet wird; dadurch kann die Regelungsart der Regeleinheit durch Unterdrücken von den Steuerverstärker 24 beeinträchtigenden Störungen stoßfrei auf eine Bremsrege­ lungsart umgestellt werden. In diesem Fall setzt das den Steuerverstärker 22 enthaltende Zugkraftregelsystem seine Funktion während des Bremsvorgangs fort. Durch die fortge­ setzte Funktion des Zugkraftregelsystems wird jedoch die Funktion der Drehzahlverhältnissteuereinheit 30 nicht beein­ trächtigt, da die Ansprechgeschwindigkeit des Zugkraftregel­ systems ausreichend gering ist. Das Relais Ry 4 für das Einleiten der Steuerung durch die Drehzahlverhältnissteuer­ einheit 30 kann entweder an den Ausgang oder (gemäß Fig. 11) an den Eingang des Steuerverstärkers 35 angeschlossen wer­ den.

Obgleich die Ansprechgeschwindigkeit des Zugkraftregelsys­ tems niedrig ist, könnte das über den Steuerverstärker 22 an den Summierschaltungspunkt 23 angelegte Abweichungssignal des Zugkraftregelsystems die Auswirkung des mittels der Drehzahlverhältnissteuereinheit 30 eingesetzten Werts aufheben. Es ist daher vorteilhaft, auf das Schließen des Relais Ry 4 hin die Soll-Zugkraft Fo auf eine Zugkraft (1 + δ) Fo zu ändern, wenn die Drehzahlverhältnisse (1 + δ) A und (1 + δ) Ao in der Drehzahlverhältnissteuereinheit 30 angesetzt werden, die gemäß der Darstellung in Fig. 10 und 11 mit dem Summierschaltungspunkt 23 der Zugkraftregeleinheit 20 ohne Öffnen des geschlossenen Regelkreises der Zugkraftregelein­ heit 20 verbunden ist.

Die beschriebene Regeleinrichtung ist auch für eine Wickel­ maschine wie eine Kettbaummaschine anwendbar, in welcher gemäß Fig. 12 ein Zuführmotor M 1 mittels der Zugkraftregel­ einheit 20 gesteuert wird und ein Wickelmotor M 2 mittels der Drehzahlregeleinheit 10 gesteuert wird. In diesem Fall re­ gelt die Drehzahlregeleinheit 10 die Drehzahl des Wickelmo­ tors M 2 entsprechend einem Signal aus einem Drehzahlgeber TG _L , der zum Messen der Arbeitsgeschwindigkeit VL der Wickelmaschine direkt mit der Spannrolle R 3 verbunden ist, und die Zugkraftregeleinheit 20 das Drehmoment des Zuführmo­ tors M 1 entsprechend der mittels der Kraftmeßdose LC gemes­ senen Zugkraft F, während die Drehzahlverhältnissteuerein­ heit 30 Signale über die jeweiligen Drehzahlen n 1 und n 2 des Zuführmotors M 1 und des Wickelmotors M 2 empfängt und während des Abbremsens die Drehzahl des Zuführmotors M 1 entsprechend der Drehzahl des Wickelmotors M 2 steuert. Andererseits sind der Zuführmotor M 1 und der Wickelmotor M 2 jeweils mit zu­ sätzlichen Bremsvorrichtungen DB 1 und DB 2 versehen, die jeweils durch die Zugkraftregeleinheit 20 bzw. die Drehzahl­ regeleinheit 10 derart gesteuert werden, daß unzureichende Bremsdrehmomente des Zuführmotors M 1 bzw. des Wickelmotors M 2 ergänzt werden.

Die Regeleinrichtung ist auch bei verschiedenartigen Wickel­ maschinen für das Aufwickeln eines Erzeugnisses unter Rege­ lung der Zugspannung mit einem Zuführmotor M 1 für den An­ trieb einer Zuführwalze R 1 und mit einem Wickelmotor M 2 für den Antrieb einer Aufwickelspindel bzw. eines Kettbaums R 2 anwendbar.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß er­ findungsgemäß während der Abbremsung die mittels der Zug­ kraftregeleinheit geregelte Motordrehzahl durch die Dreh­ zahlverhältnissteuereinheit entsprechend der mittels der Drehzahlregeleinheit geregelten Motordrehzahl gemäß dem für den gleichbleibenden Betrieb geltenden Drehzahlverhältnis zwischen den Drehzahlen des Zuführmotors bzw. des Wickelmo­ tors gesteuert wird und durch die Drehzahlverhältnissteuer­ einheit mit hoher Ansprechgeschwindigkeit die Zugspannung an dem Erzeugnis auf einem Wert gehalten wird, der im wesentli­ chen der gleiche wie derjenige einer vorbestimmten Zugspan­ nung für den stationären bzw. gleichbleibenden Betrieb ist. Auf diese Weise wird mit der erfindungsgemäßen Regeleinrich­ tung die für das Anhalten der Wickelmaschine benötigte Zeit beträchtlich verkürzt.

Für eine Wickelmaschine wird eine Regeleinrichtung angege­ ben, mit der die Zugspannung an einem von einer Zuführwalze zu einer Aufwickelspindel verlaufenden Erzeugnis geregelt wird. Die Regeleinrichtung enthält eine Drehzahlverhältnis­ steuereinheit mit hoher Ansprechgeschwindigkeit zum genauen Steuern der jeweiligen Drehzahlen eines Zuführmotors für den Antrieb der Zuführwalze und eines Wickelmotors für den An­ trieb der Aufwickelspindel während einer Abbremsung der Wickelmaschine, um hierbei das Erzeugnis unter einer Span­ nung zu halten, die im wesentlichen gleich einer vorbestimm­ ten Zugspannung für den gleichbleibenden Betrieb ist. Mit der Regeleinrichtung wird die für das Anhalten der Wickelma­ schine benötigte Zeit auf das Mindestmaß verkürzt.

Claims (7)

1. Regeleinrichtung für eine Wickelmaschine, zum Regeln der Zugspannung eines von einer Zuführwalze zu einer Aufwickel­ spindel ablaufenden Erzeugnisses, mit einer Drehzahlregel­ einheit zum Regeln der Drehzahl eines Zuführmotors für den Antrieb der Zuführwalze und einer Zugkraftregeleinheit zum Regeln des Drehmoments eines Wickelmotors für den Antrieb der Aufwickelspindel für die Regelung der Zugspannung an dem gerade aufgewickelten Erzeugnis, dadurch gekennzeichnet, daß eine Drehzahlverhältnissteuereinheit (30) während einer Abbremsung der Wickelmaschine die Drehzahl (n 2) des Wickel­ motors (M 2) entsprechend der Drehzahl (n 1) des Zuführmotors (M 1) gemäß dem Drehzahlverhältnis (A) zwischen den Drehzah­ len des Zuführmotors bzw. des Wickelmotors bei dem gleich­ bleibendem Betrieb der Wickelmaschine steuert (Fig. 1).

2. Regeleinrichtung für eine Wickelmaschine, zum Regeln der Zugspannung eines von einer Zuführwalze zu einer Aufwickel­ spindel ablaufenden Erzeugnisses, mit einer Drehzahlregel­ einheit zum Regeln der Drehzahl eines Wickelmotors für den Antrieb der Aufwickelspindel und einer Zugkraftregeleinheit zum Regeln des Drehmoments eines Zuführmotors für den An­ trieb der Zuführwalze für das Regeln der Zugspannung an dem gerade aufgewickelten Erzeugnis, dadurch gekennzeichnet, daß eine Drehzahlverhältnissteuereinheit (30) während einer Abbremsung der Wickelmaschine die Drehzahl (n 1) des Zuführ­ motors (M 1) entsprechend der Drehzahl (n 2) des Wickelmotors (M 2) gemäß dem Drehzahlverhältnis (A) zwischen den Drehzah­ len des Zuführmotors bzw. des Wickelmotors bei dem gleich­ bleibendem Betrieb der Wickelmaschine steuert (Fig. 12).

3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Drehzahlverhältnissteuereinheit (30) einen Drehzahlverhältnisdetektor (31) zum Erfassen des Verhältnis­ ses (A) zwischen der Drehzahl (n 1) des Zuführmotors (M 1) und der Drehzahl (n 2) des Wickelmotors (M 2), eine Drehzahlver­ hältniseinstelleinrichtung (32) zum Speichern des letzten Drehzahlverhältnisses und einen Drehzahlverhältnisumsetzer (33) zum Bestimmen der Drehzahl entweder des Zuführmotors oder des Wickelmotors entsprechend der Drehzahl des anderen Motors und dem in der Drehzahlverhältniseinstelleinrichtung gespeicherten letzten Drehzahlverhältnis während der Abbrem­ sung der Wickelmaschine aufweist.

4. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Drehzahlverhältnissteuereinheit (30) einen Drehzahlspeicher (37) zum Speichern der jeweiligen Drehzah­ len (n 1, n 2) des Zuführmotors (M 1) und des Wickelmotors (M 2), einen Drehzahlverhältnisdetektor (31) zum Erfassen des Verhältnisses (A) zwischen der in dem Drehzahlspeicher ge­ speicherten Drehzahl des Zuführmotors und der in dem Dreh­ zahlspeicher gespeicherten Drehzahl des Wickelmotors und einen Drehzahlverhältnisumsetzer (33) zum Bestimmen der Drehzahl entweder des Zuführmotors oder des Wickelmotors entsprechend der Drehzahl des anderen Motors und dem mittels des Drehzahlverhältnisdetektors erfaßten Drehzahlverhältnis aufweist.

5. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Drehzahlverhältnissteuereinheit (30) je­ weilige Zähler (46, 47) zum Zählen der Drehzahl (n 1) des Zuführmotors (M 1) bzw. der Drehzahl (n 2) des Wickelmotors (M 2) und eine Recheneinheit (48) aufweist, die aus den Zählständen der Zähler das Drehzahlverhältnis (A) zwischen den jeweiligen Drehzahlen des Zuführmotors und des Wickelmo­ tors berechnet und die Drehzahl entweder des Zuführmotors oder des Wickelmotors aus dem Drehzahlverhältnis und der Drehzahl des anderen Motors bestimmt.

6. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß bei der Eingabe eines Bremsbe­ fehlssignals die geschlossene Regelschleife der Zugkraftre­ geleinheit (20) geöffnet und die Drehzahlverhältnissteuer­ einheit (30) an die Zugkraftregeleinheit angeschlossen wird (Fig. 1).

7. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß bei der Eingabe eines Bremsbe­ fehlssignals die Drehzahlverhältnissteuereinheit (30) an die Zugkraftregeleinheit (20) ohne Öffnung der geschlossenen Regelschleife der Zugkraftregeleinheit angeschlossen wird (Fig. 10).