DE60207495T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Aufwickeleinrichtung - Google Patents

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern/Regeln einer Aufwickelvorrichtung, in welchen das Aufwickeldrehmoment als eine Funktion der Sollzugkraft in dem aufzuwickelnden Material gesteuert/geregelt wird.
  • Die Erfindung betrifft gleichermaßen eine Aufwickelvorrichtung, umfassend einen Aufwickelkörper zum Aufwickeln eines Materials, eine Ansteuerungsvorrichtung zum Ansteuern des Aufwickelkörpers sowie eine Vorrichtung zum Steuern/Regeln der Aufwickelvorrichtung, welche zum automatischen Steuern/Regeln des Aufwickeldrehmoments der Aufwickelvorrichtung als Funktion der Sollzugkraft in dem Material vorgesehen ist.
  • Insbesondere betrifft die Erfindung ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung zum Steuern/Regeln einer Vorrichtung zum Aufwickeln eines textilen Materials, insbesondere zum Aufwickeln eines Polgewebes, und insbesondere eine solche Vorrichtung, welche in der Nähe einer Webmaschine installiert ist, um ein textiles Material aufzuwickeln, während es auf der Webmaschine gewebt wird. Eine Aufwickelvorrichtung für eine solche Anwendung fällt ebenfalls in den Inhalt der vorliegenden Erfindung.
  • Die US-A-3910521 offenbart ein Verfahren zum Steuern/Regeln des durch eine Aufwickelvorrichtung erzeugten Drehmoments, in welchem der momentane Radius der Walze von aufwickeltem Material bestimmt worden ist.
  • Die US-A-4238084 offenbart eine theoretische Gleichung, welche die Aufwickelzugspannung aus der Anfangszugspannung beim Beginn des Aufwickelns, einem die Änderungsrate der Zugspannung angebenen Koeffizienten, einem das Veränderungsverhalten der Zugspannung angebenden Exponenten sowie dem Anteil der Abmessung der Walze im Verlauf des Aufwickelns in Bezug auf die Sollabmessung der Walze bestimmt.
  • Es ist bekannt, dass dann, wenn ein flexibles Produkt (beispielsweise ein Gewebe, Papier oder ein Blechmaterial) auf einem Aufwickelzylinder aufgewickelt wird, das Ansteuerungsdrehmoment zunehmen muss, wenn der Aufwickeldurchmesser zunimmt, um eine konstante Zugkraft auszuüben. Um dieses Ziel zu erreichen, wurden spezielle Aufwickelvorrichtungen entwickelt, welche mit einem Steuer-/Regelsystem ausgerüstet sind, das zum Messen der Aufwickelkraft oder des Aufwickeldrehmoments des Aufwickelzylinders bei einer bestimmten Differenz zwischen dem gemessenen Wert und einem Sollwert vorgesehen ist, um eine solche Einstellung des Aufwickeldrehmoments zu erreichen, dass diese Differenz aufgehoben oder reduziert wird. Diese Systeme arbeiten mit kurzen Zykluszeiten und leistungsstarken Geschwindigkeit-Drehmoment-Steuerungen/Regelungen, um das Aufwickeln mit hoher Aufwickelgeschwindigkeit und hoher Präzision durchzuführen. Beim Starten und Anhalten werden die Geschwindigkeit und das Aufwickeldrehmoment sorgfältig reguliert. Diese Systeme benötigen ein Steuer-/Regelsystem, welches in einer geschlossenen Schleife arbeitet und welches entsprechende Positionslokalisierungseinrichtungen für eine Tänzerwalze sowie Drehmoment- und Leistungssensoren in der Ansteuerung umfasst. Die Sensoren finden eine Differenz und das Steuer-/Regelsystem muss diese Differenz aufheben oder reduzieren. Solche Systeme arbeiten reagierend.
  • Diese Vorrichtungen haben den Nachteil, dass sie eher teuer sind und aufgrund der Notwendigkeit einer Tänzerwalze nehmen sie ziemlich viel Raum ein. Bei einer Anzahl von Anwendungsbereichen (zum Beispiel einer Aufwickelvorrichtung für eine Webmaschine) steht nicht ausreichend Raum für eine Tänzervorrichtung zur Verfügung. Ferner sind die Aufwickelgeschwindigkeiten des gewebten Gewebes sehr niedrig (in der Größenordnung einiger Zentimeter pro Minute für Gewebe mit hoher Schussdichte und bis zu einigen Dutzend Zentimeter/Minute für Gewebe mit geringer Schussdichte), weshalb die teuren reagierenden Reguliersysteme in ökonomischer Hinsicht nicht gerechtfertigt sind.
  • Für Aufwickelvorrichtungen für Webmaschinen werden daher oft einfache, solide und dennoch erschwingliche Systeme gewählt. In bekannten Aufwickelvorrichtungen für Webmaschinen werden Drehmomentmotoren oder Rotationsfeldmagneten verwendet, welche ein Drehmoment entwickeln, das über ein Hocheffizienzgetriebe an die Aufwickelspindel der Aufwickelvorrichtung angelegt wird. Das durch den Drehmomentmotor entwickelte Drehmoment ist proportional zum Quadrat der an den Motor angelegten Spannung. Diese Spannung wird mittels eines regulierenden veränderlichen Transformators eingestellt, welcher manuell zu Beginn des Aufwickelprozesses eingestellt wird und welcher während des Webprozesses periodisch nachjustiert wird. Solche Vorrichtungen sind sehr einfach, solide, frei von Wartung und billig.
  • Auch diese bekannten Aufwickelvorrichtungen weisen jedoch einige Nachteile auf. Die Zugkraft in dem Gewebe während des Aufwickelns muss an die Gewebecharakteristiken angepasst werden: Empfindliche Gewebe werden mit einer geringen Zugkraft aufgewickelt, um ein Zerknittern des Gewebes zu verhindern, stärkere Gewebe werden mit einer stärkeren Aufwickelkraft aufgewickelt, um zu verhindern, dass das Gewebe unter dem Einfluss seines eigenen schweren Gewichts von dem Zugzylinder abschwenkt oder auf dem Boden schleift.
  • Wenn das Gewebe selbst dicker ist, so wird eine Nachjustierung als Funktion des Aufwickeldurchmessers zwischen dem Anfangs- und dem Enddurchmesser häufiger notwendig. Ferner muss das Drehmoment bei einem größeren Enddurchmesser für die gleiche Gewebelänge auch relativ größer sein als für ein dünnes Gewebe.
  • Das Aufwickeln von Polgeweben ist sogar noch schwieriger, da ein Brechen des Pols bei einem zu festen Aufwickeln des Gewebes aufgrund einer zu starken Zugkraft in dem Gewebe vermieden werden sollte. Andererseits ist auch ein zu lockeres Aufwickeln des Gewebes nicht gut, da der Zylinder zu einseitig an dem aufzuwickelnden Teil hängen wird und daher Spuren auf der Polfläche zurücklassen wird. Aufgrund der Polhöhe ist das Gewebe eher dick und eine genaue Nachjustierung des Drehmoments per Hand sollte während des Webens öfter durchgeführt werden.
  • Dieses System der manuellen Nachjustierung des Aufwickeldrehmoments während des Webprozesses enthält somit bestimmte Gefahren betreffend die Qualität des Gewebes und die Qualität des Aufwickelns benötigt daher einen eher großen Einfluss des Bedieners. Ferner geht viel Zeit durch das Neudefinreren der besten Stellung des variablen Transformators verloren, um ein bestimmtes Gewebe mit einem bestimmten Aufwickeldurchmesser unter den besten Umständen aufzuwickeln. Diese Nachjustierung ist noch komplizierter aufgrund der Tatsache, dass ein Nachjustieren mittels eines variablen Transformators nicht linear funktioniert.
  • Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern/Regeln einer Aufwickelvorrichtung bereitzustellen, mittels welchen das Ansteuerungsdrehmoment des Aufwickelelements als eine Funktion einer Sollzugkraft in dem aufgewickelten Material effizient gesteuert/geregelt wird und mittels welchen die oben erwähnten Nachteile beseitigt werden.
  • Dieses Ziel wird durch Anwenden eines Verfahrens gemäß dieser Erfindung und durch Bereitstellen einer Vorrichtung erreicht, mit welchen während des Aufwickelprozesses wiederholt:
    • – der Wert einer das Aufwickeldrehmoment (TW) beeinflussenden Größe (Vi) berechnet wird, wobei bei jeder Berechnung ein zu entwickelndes Aufwickeldrehmoment angenommen wird, welches aus der Sollzugkraft (FW), dem Anfangsaufwickeldurchmesser (d0), der Dicke (Sw) und der Aufwickellänge (Iw) des aufgewickelten Materials bestimmt wird, und
    • – eine Einstellung der Größe (Vi) ausgeführt wird, bei welcher der berechnete Wert als ein Richtwert verwendet wird.
  • Die zu regulierende Größe wird daher nun proaktiv berechnet, beispielsweise gemäß einem mathematischen Modell als eine Funktion einer Anzahl von Parametern. Auf diese Weise kann ein Material (zum Beispiel ein Gewebe) mit einer Zugkraft aufgewickelt werden, welche ohne irgend einen manuellen Eingriff während des Aufwickelprozesses auf einen idealen Wert eingestellt werden kann. Dieser Wert kann auf die Charakteristiken des Materials abgestimmt werden. Auf diese Weise kann das Gewebe während des Webprozesses aufgewickelt werden, während die Zugkraft auf einem konstanten Wert gehalten wird. Dieses Verfahren kann mit einer Steuer-/Regelvorrichtung implementiert werden, welche keine Tänzerwalze benötigt, relativ wenig Raum einnimmt und einfacher und weniger teuer ist als die existierenden Steuer-/Regelvorrichtungen.
  • Wenn einmal in Erfahrung gebracht wurde, welche Zugkraft zum Aufwickeln eines Materials am besten ist, so wird die Zugkraft gespeichert (zum Beispiel in einer Computerdatei) und Fehler oder Probleme, welche durch falsche Einstellungen verursacht werden, werden vermieden. Im Fall einer Webmaschine kann diese Zugkraft in dem Steuer-/Regelsystem einer Webmaschine in einer Datei gespeichert werden, welche Gewebecharakteristiken enthält. In dieser Weise werden Qualitätsfehler, wie Knittern, Brechen des Pols (eines Polgewebes), Geweberollen mit zu fest oder zu lose gewickeltem Stoff, etc. vermieden.
  • In einem bevorzugten Verfahren und einer bevorzugten Vorrichtung wird das zu entwickelnde Aufwickeldrehmoment mittels der folgenden Formel bestimmt:
  • Figure 00050001
  • Vorzugsweise wird ein Verfahren angewendet und eine Vorrichtung wird bereitgestellt, in welchen die Größe eine Steuer-/Regelspannung (Vi) ist, welche an das Ansteuerungsgetriebe oder Steuer-/Regelvorrichtung anzulegen ist, wobei diese Steuer-/Regelspannung mittels einer Formel berechnet wird, welche erhalten wird durch Gleichsetzen des zu entwickelnden Aufwickeldrehmoments (Tw), ausgedrückt als eine Funktion der Sollzugkraft (Fw), mit dem Ausgangsdrehmoment (Tred) des Ansteuerungsgetriebes, ausgedrückt als eine Funktion der Steuer-/Regelspannung (Vi).
  • In dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Aufwickelkörper vorzugsweise mittels eines Elektromotors drehbar, wobei die Einstellung der Größe (Vi) zu einer Einsteliung der an diesen Elektromotor angelegten Spannung (Vmot) führt.
  • Der Elektromotor kann beispielsweise mittels eines Frequenzwandlers gesteuert/geregelt werden, wobei die Größe die an diesen Frequenzwandler anzulegende Steuer-/Regelspannung (Vi) ist. Das aufzuwickelnde Material ist vorzugsweise ein Gewebe, insbesondere ein Polgewebe. Diese Steuer-/Regelspannung (Vi) kann mittels der folgenden Formel berechnet werden:
    Figure 00060001
    worin
    • – Fw die Sollzugkraft ist,
    • – Sw die Dicke des Material ist,
    • – Iw die aufgewickelte Länge des Materials ist,
    • – d0 der Anfangsaufwickeldurchmesser ist,
    • – η der Wirkungsgrad der Getriebemotoreinheit ist,
    • – i das Übersetzungsverhältnis des Untersetzungsgetriebes ist,
    • – ci das Verhältnis zwischen der an den Motor angelegten Spannung (Vmot) und der an den Frequenzumwandler anzulegenden Steuer-/Regelspannung (Vi) ist,
    • – c2 das Verhältnis zwischen dem durch den Motor entwickelten Drehmoment (Tmot) einerseits und dem mit einem Parameter f(θ) multiplizierten Quadrat der an den Motor angelegten Spannung (Vmot) andererseits ist und
    • – f(θ) ein Parameter ist, welcher nach Maßgabe einer bestimmten Funktion abhängig von der Temperatur des Motors ist.
  • Wenn das aufzuwickelnde Material ein Gewebe ist, welches während des Webprozesses aufgewickelt wird, so kann die aufgewickelte Länge (Iw) während seines Aufwickelprozesses berechnet werden, indem die Anzahl an Schussfäden (Nw – Nw0), welche von dem Moment an eingetragen worden sind, in dem das Aufwickeln auf der Webmaschine begonnen hat, durch die Schussdichte (S) geteilt wird. Die Anzahl an eingetragenen Schussfäden (Nw – Nw0) kann mittels eines Schusszählers an der Webmaschine bestimmt werden.
  • Die oben erwähnte „Sollzugkraft" kann während des Aufwickelns praktisch konstant gehalten werden, um die Umstände, unter denen das Material während des vollständigen Aufwickelprozesses aufgewickelt wird, praktisch konstant zu halten.
  • Insbesondere findet während des Aufwickelns eines Gewebes (wenn dieses gewebt wird) das Aufwickeln eher langsam statt, so dass ein Berechnen und Einstellen der Größe (Vi) mit einer Frequenz von nicht mehr als zweimal pro Sekunde ausreichend sein wird.
  • Selbstverständlich betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Aufwickelvorrichtung, welche die im zweiten Absatz dieser Beschreibung erwähnten Charakteristiken aufweist und welche mit einer Steuer-/Regelvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung versehen ist oder mit einer solchen zusammenarbeitet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist diese Aufwickelvorrichtung eine Aufwickelvorrichtung für ein Gewebe, insbesondere für ein Polgewebe.
  • Im Folgenden wird eine detailliertere Beschreibung einer möglichen Ausführungsform einer Aufwickelvorrichtung für ein Gewebe gemäß der vorliegenden Erfindung angegeben und ein mathematisches Modell wird aufgestellt, um die Steuer-/Regelspannung für die Steuer-/Regelvorrichtung dieser Aufwickelvorrichtung zu berechnen. Nichts in dieser Beschreibung kann jedoch als Beschränkung des Schutzes angesehen werden, welcher in den Ansprüchen dieser Erfindung beansprucht ist.
  • In dieser Beschreibung wird mittels Bezugszeichen auf die beigefügte 1 Bezug genommen, welche eine Blockdarstellung der Aufwickelvorrichtung zeigt.
  • Die in 1 gezeigte Aufwickelvorrichtung ist zum Aufwickeln zweier Gewebe vorgesehen, wenn diese auf einer Webmaschine gewebt werden. Die Aufwickelvorrichtung umfasst zwei Aufwickelzylinder (1), (2), welche mittels jeweiliger Drehmomentmotoren (3), (4) angetrieben werden können, um ein jeweiliges Gewebe aufzuwickeln. Die Drehmomente (Tmot), die durch diese Drehmomentmotoren (3), (4) entwickelt werden, können mittels jeweiliger Frequenzwandler (5), (6) gesteuert/geregelt werden, deren Ausgangsfrequenz konstant gehalten ist und bei welchen lediglich die Aktivierungs- oder Sollspannung (Vi) als eine Funktion der mittleren Motorspannung (Vmot) modifiziert wird. Diese Sollspannung (Vi) wird proaktiv durch die Webmaschinensteuerung/-regelung (7) nach Maßgabe eines mathematischen Modells als eine Funktion einer Anzahl von Parametern berechnet, welche in der Webmaschine gespeichert sind und/oder durch diese Steuerung/Regelung während des Webprozesses berechnet werden. Die Aktivierungsspannung (Vi) für die Frequenzwandler, welche nach Maßgabe des mathematischen Modells berechnet wird, wird digital über eine serielle Leitung oder einen Feldbus (8) zur Steuerung/Regelung der Frequenzwandler (5), (6) übertragen, deren Ausgangsspannung (Vmot) an den Drehmomentmotor angelegt wird. Über einen jeweiligen Motor wird das durch jede Getriebemotoreinheit (9), (10) entwickelte Drehmoment (mit einem Gesamtwirkungsgrad η und einer Übersetzung i) auf die Aufwickelzylinder (1), (2) übertragen. Ferner ist auch eine Eingabekonsole (11) vorgesehen, welche die Eingabe einer Anzahl von Parametern in die Webmaschinensteuerung/-regelung und eine nachfolgende Speicherung in der Gewebecharakteristikdatei ermöglicht. Diese Vorrichtung arbeitet sehr effizient und ist ökonomisch.
  • Die Motoren der Aufwickelvorrichtung können derart aktiviert werden, dass die exakte, an die Gewebecharakteristiken angepasste Zugkraft (Fw) direkt von dem Anfangsaufwickeldurchmesser (D0) an eingestellt wird und dass die Zugkraft (Fw) während des Webprozesses und beim Stillstand der Webmaschine auf einem konstanten Wert gehalten wird, bis der Endaufwickeldurchmesser für eine gegebene Weblänge (Iw) auf dem Zylinder erreicht ist.
  • Im Folgenden wird ein mathematisches Modell für die oben beschriebene Aufwickelvorrichtung aufgestellt, um die an die Frequenzwandler anzulegende Steuer-/Regelspannung (Vi) zu berechnen:
    Das Drehmoment Tw, welches an den Aufwickelzylinder mit bestehendem Aufwickeldurchmesser dw anzulegen ist, um eine Zugkraft Fw in dem Gewebe zu erzeugen, ist gegeben durch: Tw = 0,5·dw·Fw Aus der Gleichung, dass der Aufwickelquerschnitt gleich dem Querschiff der ausgestreckten Länge sein sollte, wird der reale Aufwickeldurchmesser dw als eine Funktion der gewebten Länge Iw berechnet.
    Ausπ·(dw 2 – d0 2)/4 = sw·Iw folgt
    Figure 00090001
    wobei dw den realen Aufwickeldurchmesser, sw die Dicke des Gewebes, Iw die gewebte Länge und d0 den Anfangsaufwickeldurchmesser repräsentieren.
    Die gewebte Länge Iw wird berechnet, indem die tatsächliche Anzahl an gewebten Schüssen nach dem Anschalten eines neuen Zylinders durch die Schussdichte (S) geteilt wird: IW = (NW – NW0)/SDabei ergibt sich für das an den Aufwickelzylinder anzulegende Drehmoment:
    Figure 00100001
    Die durch einen Frequenzwandler (5), (6) an einen Motor (3), (4) angelegte Spannung Vmot ist proportional zur Steuer-/Regel- oder Sollspannung Vi, welche an den Wandler (5), (6) angelegt ist. Dies wird in einer Gleichung der folgenden Form dargestellt: Vmot = c1·Vi Das Drehmoment Tmot, welches durch einen Drehmomentmotor entwickelt wird, ist proportional dem Quadrat der angelegten Spannung Vmot und das Drehmoment wird aufgrund der Temperatur des Motors gemäß einer Funktion f(θ) korrigiert: Tmot = c2·Vmot 2·f(θ)Die Motortemperatur θ wird durch die Maschinensteuerung/-regelung berechnet, da dieser Steuerung/Regelung das Einschaltedrehmoment des Drehmomentmotors für normale Umgebungstemperaturen sowie auch der Steuer-/Regelwert der Spannung für die Motorsteuerung/-regelung bekannt ist.
    Das Ausgabedrehmoment der Getriebemotoreinheit (9), (10) ist Tred und beträgt: Tred = η·i·Tmot wobei η den Gesamtwirkungsgrad der Getriebemotoreinheit (9), (10) und i die Übersetzung des Untersetzungsgetriebes repräsentieren. Ersetzen des Motordrehmoments ergibt die folgende Beziehung: Tred = η·i·c2·c1 2·Vi 2·f(θ)Ein Gleichsetzen des Ausgangsdrehmoments (Tred) des Untersetzungsgetriebes (9), (10) mit dem Solldrehmoment ergibt die Gleichung:
    Figure 00110001
    aus welcher Vi berechnet werden kann:
    Figure 00110002
    Die an den Wandler anzulegende Gesamtspannung ist die Summe aus der Spannung (Vi0), welche anzulegen ist, wenn die Aufwickelvorrichtung gestartet wird (beim Anfangsaufwickeldurchmesser (d0)) und der berechneten Steuer-/Regelspannung (Vi): Vc = Vi0 + Vi
  • Die Aktivierungsspannung (Vi) des Wandlers kann daher proaktiv durch die Webmaschinensteuerung/-regelung als Funktion einer Anzahl von Parametern berechnet werden, welche in der Websteuerung/-regelung gespeichert wurden und/oder während der Laufzeit berechnet werden. Angesichts des langsamen Aufwickelns kann die Berechnungsfrequenz gering sein, beispielsweise alle 500 ms jeder Sekunde. Die Einstellungen für die Aufwickelkraft (Fw), die Aufwickellänge (Iw) auf dem Zylinder, die Dicke des Gewebes (sw) und die Schussdichte (S) können in der Gewebecharakteristiken-Datei in der Webmaschinensteuerung/-regelung gespeichert werden. Der Anfangsaufwickeldurchmesser (d0) kann über die Eingabekonsole (11) der Steuerung/Regelung eingegeben und, falls nötig, angepasst werden. Die Anzahl an tatsächlich gewebten Schüssen wird von dem Schusszähler der Webmaschine während des Webprozesses abgefragt.
  • Zum Aufwickeln von Geweben auf der in 1 gezeigten Aufwickelvorrichtung ist die Prozedur beispielsweise wie folgt:
  • Über die Eingabekonsole (11) werden die folgenden Daten eingegeben:
    • – die Sollzugkraft (Fw) an dem Gewebe während des Aufwickelprozesses,
    • – der Anfangsaufwickeldurchmesser (d0),
    • – die Dicke (sw) des Gewebes,
    • – die Schussdichte (S) des Gewebes.
  • Diese Daten werden dann in der Gewebecharakteristiken-Datei zur Wiederverwendung zu einem späteren Zeitpunkt oder auf einer anderen Webmaschine gespeichert.
  • Die folgenden Parameter werden in der Webmaschinensteuerung/-regelung gespeichert, welche zum Berechnen der Steuer-/Regelspannung (Vi) des Frequenzwandlers (5), (6) notwendig sind:
    • – der Gesamtwirkungsgrad (η) der Getriebemotoreinheit,
    • – die Übersetzung (i) der Getriebemotoreinheit,
    • – der Parameter c1, welcher charakteristisch für den Frequenzwandler (5), (6) ist,
    • – der Parameter c2, welcher charakteristisch für den Drehmomentmotor (3), (4) ist.
  • Während des Webens wird die Anzahl an gewobenen Schussfäden durch den Schusszähler registriert. Aus dieser Information und aus der Schussdichte (S) wird durch die Maschinensteuerung/-regelung (7) die gewebte Länge (Iw) berechnet. Während des Aufwickelprozesses wird auch die Motortemperatur θ durch die Maschinensteuerung/-regelung aus der registrierten Betriebsdauer des Motors (3), (4), der an den Motor (3), (3), (4) angelegten Spannung Vmot, welche der Steuerung/Regelung (7) bekannt ist, und den Aufwärmcharakteristiken des Drehmomentmotors (3), (4) berechnet.
  • Aus diesen Daten wird der Wert der Steuer-/Regelspannung (Vi) beispielsweise alle 500 ms durch die Maschinensteuerung/-regelung mittels der zuvor angegebenen Formel berechnet, um die gewünschte konstante Zugkraft (Fw) zu erhalten.
  • Der berechnete Wert (Vi) wird digital an den Frequenzwandler (5), (6) übertragen, welcher wiederum eine Ausgangsspannung Vmot an den Drehmomentmotor (3), (4) anlegt, was dazu führt, dass ein Motordrehmoment Tmot und ein Ausgangsdrehmoment Tred an den Aufwickelzylinder (1), (2) übertragen werden, welcher letztendlich die Sollzugkraft (Fw) an dem Gewebe erzeugt.
  • Diese Vorrichtung arbeitet sehr effizient und ist besonders ökonomisch.

Claims (20)

  1. Verfahren zum Steuern/Regeln einer Aufwickelvorrichtung, in welchem während des Aufwickelprozesses das Aufwickeldrehmoment (TW) als eine Funktion der Sollzugkraft (Fw) in dem aufgewickelten Material gesteuert/geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass während des Aufwickelns wiederholt – der Wert einer das Aufwickeldrehmoment (TW) beeinflussenden Größe (Vi) berechnet wird, wobei bei jeder Berechnung ein zu entwickelndes Aufwickeldrehmoment (TW) angenommen wird, welches aus der Sollzugkraft (FW), dem Anfangsaufwickeldurchmesser (d0), der Dicke (sw) und der aufgewickelten Länge (Iw) des Materials bestimmt wird, und – eine Einstellung der Größe (Vi) ausgeführt wird, wobei der berechnete Wert als ein Richtwert verwendet wird.
  2. Verfahren zum Steuern/Regeln einer Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zu entwickelnde Aufwickeldrehmoment (Tw) mittels der folgenden Formel bestimmt wird:
    Figure 00140001
  3. Verfahren zum Steuem/Regeln einer Aufwickelvorrichtung nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe eine an einer Ansteuerungsvorrichtung (3, 9), (4, 10) oder eine Steuer-/Regelvorrichtung (5, 6, 7, 8, 11) anzulegende Steuer-/Regelspannung (Vi) ist und dass ihre Steuer-/Regelspannung (Vi) mittels einer Formel berechnet wird, welche erhalten wird durch Abgleichen des zu entwickelnden Windungsdrehmoments (Tw), ausgedrückt als eine Funktion der Sollzugkraft (Fw), an das Ausgangsdrehmoment (Tred) der Ansteuerungsvorrichtung (3, 9), (4, 10), ausgedrückt als eine Funktion der Steuer-/Regelspannung (Vi).
  4. Verfahren zum Steuern/Regeln einer Aufwickelvorrichtung nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufwickelkörper mittels eines Elektromotors drehbar ist und dass die Einstellung der Größe (Vi) zu einer Einstellung der an diesen Elektromotor (3), (4) angelegten Spannung (Vmot) führt.
  5. Verfahren zum Steuern/Regeln einer Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor mittels eines Frequenzwandlers gesteuert/geregelt wird und dass die Größe die an diesen Frequenzwandler anzulegende Steuer-/Regelspannung (Vi) ist.
  6. Verfahren zum Steuern/Regeln einer Aufwickelvorrichtung nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material ein Gewebe, insbesondere ein Polgewebe ist.
  7. Verfahren zum Steuern/Regeln einer Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer-/Regelspannung (Vi) mittels der folgenden Formel berechnet wird:
    Figure 00160001
    worin – Fw die Sollzugkraft ist, – Sw die Dicke des Material ist, – Iw die aufgewickelte Länge des Materials ist, – d0 der Anfangsaufwickeldurchmesser ist, – η der Wirkungsgrad der Getriebemotoreinheit ist, – i das Übersetzungsverhältnis des Untersetzungsgetriebes ist, – ci das Verhältnis zwischen der an den Motor angelegten Spannung (Vmot) und der an den Frequenzumwandler anzulegenden Steuer-/Regelspannung (Vi) ist, – c2 das Verhältnis zwischen dem durch den Motor entwickelten Drehmoment (Tmot) einerseits und dem mit einem Parameter f(θ) multiplizierten Quadrat der an den Motor angelegten Spannung (Vmot) andererseits ist und – f(θ) ein Parameter ist, welcher nach Maßgabe einer bestimmten Funktion abhängig von der Temperatur des Motors ist.
  8. Verfahren zum Steuern/Regeln einer Aufwickelvorrichtung nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material ein Gewebe ist, dass das Gewebe während seines Webprozesses auf einer Webmaschine aufgewickelt wird und dass die aufgewickelte Länge (Iw) während des Aufwickelns berechnet wird, indem die Anzahl an Schussfäden (Nw – Nw0), welche von dem Moment an eingeführt worden sind, in dem das Aufwickeln auf der Webmaschine begonnen wurde, durch die Schussdichte (S) geteilt wird.
  9. Verfahren zum Steuern/Regeln einer Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl an Schussfäden (Nw – Nw0) durch einen Schusszähler an der Webmaschine bestimmt wird.
  10. Verfahren zum Steuern/Regeln einer Aufwickelvorrichtung nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollzugkraft während des Aufwickelns praktisch konstant ist.
  11. Verfahren zum Steuern/Regeln einer Aufwickelvorrichtung nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe während des Aufwickelns mit einer Frequenz von nicht mehr als zwei mal pro Sekunde berechnet und gesteuert/geregelt wird.
  12. Vorrichtung zum Steuern/Regeln einer Aufwickelvorrichtung, umfassend Mittel zum automatischen Steuern/Regeln des Aufwickeldrehmoments der Aufwickelansteuerungsvorrichtung (3, 9), (4, 10) (Tw) als eine Funktion der Sollzugkraft (Fw) in dem aufzuwickelnden Material, dadurch gekennzeichnet, dass während des Aufwickelns die Vorrichtung dafür ausgelegt ist, dass sie wiederholt – den Wert einer das Aufwickeldrehmoment (TW) beeinflussenden Größe (Vi) berechnet, wobei bei jeder Berechnung ein zu entwickelndes Aufwickeldrehmoment (TW) angenommen wird, welches aus der Sollzugkraft (FW), dem Anfangsaufwickeldurchmesser (d0), der Dicke (sw) und der aufgewickelten Länge (Iw) des Materials bestimmt wird, und – eine Einstellung der Größe (Vi) ausführt, wobei der berechnete Wert als ein Richtwert verwendet wird.
  13. Vorrichtung zum Steuern/Regeln einer Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das zu entwickelnde Aufwickeldrehmoment (Tw) mittels der folgenden Formel bestimmt wird:
    Figure 00180001
  14. Vorrichtung zum Steuern/Regeln einer Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe (Vi) eine Steuer-/Regelspannung (Vi) ist und dass diese Steuer-/Regelspannung (Vi) mittels einer Formel berechnet wird, welche durch Abgleichen des zu entwickelnden Aufwickeldrehmoments (Tw), ausgedrückt als eine Funktion der Sollzugkraft (Fw), mit dem Ausgangsdrehmoment (Tred) der Ansteuerungsvorrichtung, ausgedrückt als eine Funktion der Steuer-/Regelspannung (Vi), erhalten wird.
  15. Vorrichtung zum Steuern/Regeln einer Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Frequenzumwandler umfasst, dass die Größe einer an den Frequenzumwandler anzulegende Steuer-/Regelspannung (Vi) ist und dass die Steuer-/Regelspannung (Vi) aus der folgenden Formel berechnet wird:
    Figure 00180002
    worin – Fw die Sollzugkraft ist, – Sw die Dicke des Material ist, – Iw die aufgewickelte Länge des Materials ist, – d0 der Anfangsaufwickeldurchmesser ist, – η der Wirkungsgrad der Getriebemotoreinheit ist, – i das Übersetzungsverhältnis des Untersetzungsgetriebes ist, – ci das Verhältnis zwischen der an den Motor angelegten Spannung (Vmot) und der an den Frequenzumwandler anzulegenden Steuer-/Regelspannung (Vi) ist, – c2 das Verhältnis zwischen dem durch den Motor entwickelten Drehmoment (Tmot) einerseits und dem mit einem Parameter f(θ) multiplizierten Quadrat der an den Motor angelegten Spannung (Vmot) andererseits ist und – f(θ) ein Parameter ist, welcher nach Maßgabe einer bestimmten Funktion abhängig von der Temperatur des Motors ist.
  16. Vorrichtung zum Aufwickeln eines Materials nach einem beliebigen der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Material ein Gewebe ist, welches während seines Webens aufgewickelt wird, und dass die aufgewickelte Länge (Iw) während des Aufwickelns berechnet wird, indem die Anzahl an Schussfäden (Nw – Nw0), welche von dem Moment an eingeführt worden sind, in dem das Aufwickeln auf der Webmaschine begonnen wurde, durch die Schussdichte (S) geteilt wird.
  17. Vorrichtung zum Steuern/Regeln einer Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl an Schussfäden (Nw – Nw0), welche eingeführt worden ist, durch einen Schusszähler an der Webmaschine bestimmt wird.
  18. Vorrichtung zum Steuern/Regeln einer Aufwickelvorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüch 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer-/Regelvorrichtung dafür vorgesehen ist, den Wert (Vi) während des Aufwickelns mit einer Frequenz von nicht mehr als zweimal pro Sekunde zu berechnen und einzustellen.
  19. Aufwickelvorrichtung, umfassend einen Aufwickelkörper (1), (2) zum Aufwickeln eines Materials, einer Ansteuerungsvorrichtung (3, 9), (4, 10) zum Ansteuern dieses Aufwickelkörpers (1), (2) und eine Vorrichtung (5, 6, 7, 8, 11) zum Steuern/Regeln der Aufwickelvorrichtung, welche vorgesehen ist für eine automatische Steuerung/Regelung des Aufwickeldrehmoments der Ansteuerungsvorrichtung als Funktion der Sollzugkraft (Fw) in dem Material, welches aufgewickelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Steuern/Regeln der Aufwickelvorrichtung eine Vorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 12 bis 18 ist.
  20. Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Aufwickelvorrichtung für ein Gewebe, insbesondere für ein Polgewebe ist.
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