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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Regeln der Drehgeschwindigkeit
des Hauptmotors einer Webmaschine während eines plötzlichen
Wechselns von einem Ruhezustand zu einem Arbeitszustand, der stattfindet,
wenn die beweglichen Teile der Webmaschine mit ihrer Bewegung beginnen
und dann die Webgeschwindigkeit erreichen.
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Es
ist dem Fachmann bekannt, dass die Endqualität eines Gewebes, insbesondere
bei Gewebe aus dünnen
oder Hochqualitätsfäden, auch
von der Tatsache abhängt,
dass die Arbeitsgeschwindigkeit der Webmaschine so gleichmäßig wie
möglich ist.
Geschwindigkeitsänderungen
während
des Webens können
eine leicht unterschiedliche Qualität des Gewebes bewirken, die
von einem Fachmann erkannt wird, insbesondere in dem Verbindungsbereich zweier
Gewebeabschnitte, die mit unterschiedlicher Geschwindigkeit gewebt
sind. Das Problem ist bei der gewöhnlichen Herstellung ganz allgemein,
insbesondere aufgrund von möglichen
Webdefekten (gebrochenen oder kurzen Schussfäden, dem Bruch eines Kettfadens
u.s.w.), die das automatische Stoppen der Webmaschine verursachen.
Während
dieser Stops wird ein erster Motor der Webmaschine – der im
Wesentlichen einen Hauptmotor der Webmaschine und ein Schwungrad
beinhaltet – durch
eine Hauptkupplungsgruppe von einem zweiten Webabschnitt der Webmaschine – der eine
Lade mit einem zugehörigen
Webblatt, eine Gewebebildungsmaschine mit seinen Litzen und, ggf.,
Greifern zum Einsetzen der Schussfäden beinhaltet – getrennt,
was auf diese Weise das Stoppen des zweiten Abschnitts der Webmaschine
erlaubt, um die gewünschten
Reparaturarbeiten durchzuführen.
Anschließend
an die Extraktion der möglicherweise
defekten Schussfäden oder
dem Knoten der gebrochenen Schussfäden kann die Webmaschine erneut
gestartet werden durch Einkuppeln der Kupplungsgruppe und Verbinden
mit dem ersten Abschnitt, der auf einer konstanten Geschwindigkeit
gehalten ist, mit dem zweiten Abschnitt der Webmaschine, der jetzt
in einem Ruhezustand ist. Bei diesen Zuständen ist eine Änderung der
Geschwindigkeit der Webmaschine mit einem zeitweisen Absenken der
Geschwindigkeit auf einen Wert, der geringer ist als die Arbeitsgeschwindigkeit aufgrund
der Trägheit
des ruhenden Abschnitts der Webmaschine unerwünscht, weil diese Geschwindigkeitsreduktion
ein sichtbares Zeichen auf dem gewebten Gewebe hinterlässt.
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Es
ist bereits bekannt – mit
dem Ziel, die Dauer dieses Geschwindigkeitsübergangs der Webmaschine zu
reduzieren – die
Geschwindigkeit des Motorabschnitts der Webmaschine unter Verwendung
einer Invertereinrichtung zu erhöhen,
während die
Kupplung, die diese mit dem Webabschnitt der Webmaschine verbindet,
ausgerückt
ist. Die Zunahme der Geschwindigkeit wird durch ein trial-and error-Verfahren
derart bestimmt, dass dann, wenn die Kupplung in Eingriff ist, der
Momentenaustausch zwischen dem sich drehenden Motorabschnitt und
dem Webabschnitt der Webmaschine, die schneller drehen muss, es
erlaubt, die gewünschte
Ausgangsgeschwindigkeit der Webmaschine so schnell wie möglich zu
erreichen. An diesem Punkt wird die Regelung des Übergangs
durch einen Inverter abgeschlossen und der Motor behält das Drehen
bei seiner Arbeitsgeschwindigkeit bei. Eine ähnliche Einrichtung ist in der
EP-0 406 532 offenbart.
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Die
obige Invertereinrichtung erfüllt
damit zwei Aufgaben, sie erlaubt einerseits die Optimierung der Übergangskurve
und bietet anderseits eine große
Anzahl von Arbeitsgeschwindigkeiten, ohne mit mechanischen Getriebeverhältnissen
der Webmaschinen zu arbeiten. Weiter kann die Einrichtung einfach
in das Softwaresystem der Webmaschine integriert und einfach programmiert
und als Funktion einer größeren Anzahl
von Variablen geregelt werden, die sich aus technischen Gegebenheit
oder auch aus Umweltbedingungen, die den Webvorgang beeinflussen
können,
ergeben.
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Nichtsdestoweniger
ist die Invertereinrichtung eine komplizierte und teure Einrichtung,
die – auch
wenn sie aufgrund ihrer Fähigkeit
auf effiziente Weise eine große
Anzahl von unterschiedlichen Webbedingungen zu entsprechen, anerkannt
ist – nicht
in allen Situationen verwendet werden kann. Insbesondere auf dem
Gebiet des Webens von Massenprodukten, bei dem das Weben entsprechend
genau definierter und unveränderter
Standardbedingungen stattfindet, besteht der Bedarf an einer ad hoc-Einrichtung
zum Lösen
des Problems relativ zu dem Statusrang der Webmaschine – auf eine
einfachere Weise als dem Inverter, die zuverlässiger und ökonomischer ist und gleichzeitig
dazu in der Lage ist, eine zufriedenstellende Reduktion der Dauer
des Statusrangs der Webmaschine zu erlauben.
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Es
ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung oder ein
Verfahren zum Regeln der Arbeitsgeschwindigkeit einer Webmaschine
während des
Startvorgangs zu schaffen, die kostengünstiger und effektiver, stark
und zuverlässig
ist.
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Diese
Aufgabe wird nach der Erfindung gelöst durch eine Vorrichtung zum
Regeln der Arbeitsgeschwindigkeit der Webmaschine während des Startens
der Webmaschine, wobei die Webmaschine mit einem ersten Abschnitt,
der im Wesentlichen einen Hauptmotor und ein Schwungrad beinhaltet
und einem zweiten Abschnitt, der wenigstens eine Lade und eine das
Gewebe bildende Maschine hat, und der mit dem ersten Abschnitt über eine
Hauptkupplungsgruppe verbunden ist und wobei der erste Abschnitt
der Webmaschine, die mit einer vorgegebenen Anlaufgeschwindigkeit,
die höher
als die Arbeitsgeschwindigkeit der Webmaschine ist, dreht, in einem
Ruhezustand über
die Hauptkupplungsgruppe mit dem zweiten Abschnitt der Webmaschine
verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptmotor ein Doppelgeschwindigkeits-
Motor ist, bei dem eine erste untere Geschwindigkeit der konstanten Geschwindigkeit
der Webmaschine gleich ist und eine zweite höhere Geschwindigkeit gleich
oder höher
als die Anlaufgeschwindigkeit ist.
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Die
Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Regeln der Arbeitsgeschwindigkeit
einer Webmaschine, bei dem während
des Startens der Webmaschine die folgenden Schritte ausgeführt werden:
- a) Starten des Doppelgeschwindigkeits-Motors, wobei
die Kupplung, die den Hauptmotorabschnitt der Webmaschine mit dem
Webabschnitt verbindet, ausgerückt
ist,
- b) Beobachten der jeweiligen Geschwindigkeit des Motors während des
Beschleunigungsübergangs
von der ersten zu der zweiten Geschwindigkeit und
- c) Betätigen
der Verbindung der Kupplung zu dem Zeitpunkt, zu dem die jeweilige
Geschwindigkeit des Doppelgeschwindigkeits-Motors gleich dem vorgegebenen
Wert der Anlaufgeschwindigkeit ist und, gleichzeitig,
- d) Aktivieren der Leistungsversorgung des Motors bei der ersten
Geschwindigkeit.
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Die
Vorrichtung und das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung wird
jetzt in weiteren Einzelheiten beschrieben, wobei auf das in 1 gezeigte Flussdiagramm
Bezug genommen, das die Arbeitsprinzipien verdeutlicht.
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Nach
der vorliegenden Erfindung ist der Hauptmotor M der Webmaschine
ein Elektromotor mit zwei Wicklungen M1, M2, die über Kreise 1 und 2 gesondert
von einer Leistungsversorgung A versorgt werden. Abhängig von
der Tatsache, dass die Leistungsversorgung A nur den Schaltkreis 1 oder
aber beide Schaltkreise einschließt, kann der Motor ein oder
zwei unterschiedliche Geschwindigkeiten entwickeln und sich daraus
ergebende Drehgeschwindigkeiten V1, V2. Aus Gründen der Einfachheit wird der Motor
im Folgenden einfach als Doppelgeschwindigkeits-Motor definiert.
Dieser Doppelgeschwindigkeits-Motor ist ausgebildet, um seine untere
Geschwindigkeit V1 der Standarbeitsgeschwindigkeit der Webmaschine
entspricht und seine zweite Geschwindigkeit V2, die größer als
die Geschwindigkeit V1 ist, gleich oder höher ist als der höchste Wert
der Geschwindigkeit die erwünscht
sein könnte,
wenn der Motor den Lauf der Webmaschine startet.
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Die
Geschwindigkeitszunahme der Webmaschine bezüglich der Geschwindigkeit V1
wird im Folgenden als Übergeschwindigkeit
Vs definiert, sie ist entsprechend den Trägheitseigenschaften T der Webmaschine
stromabwärts
der Hauptkupplung F definiert, also dem Abschnitt, der, wie allgemein
bekannt, ein Fach- und ein zugehöriges
Blatt, eine Gewebebildungsmaschine und abhängig betriebene Litzen und
schließlich,
im Falle einer Greiferwebmaschine, Bring- und Holgreifer beinhaltet.
Der Einstellvorgang muss sich aus der Tatsache ergeben, dass das
zusätzliche
Moment des Motorabschnitts der Webmaschine, der sich aus der Übergeschwindigkeit Vs
ergibt, soweit sie möglich
einem Absolutwert gleich sein dem Moment, das erforderlich ist,
um den oben genannten Abschnitt T der Webmaschine stromabwärts der
Kupplung F mit der Geschwindigkeit Vs zu starten. Auf diese Weise
wird der Motor, der auf die Startgeschwindigkeit V1 + Vs gebracht
ist, in einer sehr kurzen Zeit, die dieselbe Zeit ist, die erforderlich
ist, um den Eingriff der Kupplung F abzuschließen, genau auf die Geschwindigkeit
V1 erniedrigt.
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Mit
der Aufgabe, in geeigneter Weise den Wert der Übergeschwindigkeit Vs – unter
Berücksichtigung,
dass der Doppelgeschwindigkeits-Motor M selbst keine Geschwindigkeitssteuereinrichtung
hat – zu
regeln, sollte nach der vorliegenden Erfindung der Motor mit einem
mit Drehwinkelmesser E versehen sein. Dieses Gerät ist wiederum mit einer Zentralrechnereinheit
C verbunden, die üblicherweise
bereits in der Webmaschine für
das generelle Arbeiten der Webmaschine selbst vorhanden ist. Eine
besondere Schalttafel dieser Einheit ist dazu in der Lage, die sofortige
Messung des Drehwinkels des Motors, die von der Messeinrichtung
E gestartet wird, in eine Messung der jeweiligen Geschwindigkeit
zu wandeln und danach wenigstens die Messung mit dem vorgegebenen
Wert der Anfahrgeschwindigkeit V1 + der Übergeschwindigkeit Vs zu vergleichen.
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Allgemein
ausgedrückt
wird, wenn die Webmaschine für
die Untersuchung eines Fehlers gestoppt wird, der Motor auf der
konstanten Geschwindigkeit V1 gehalten. Nachdem die Reparatur abgeschlossen
ist, wird, wenn der Operator den Startbefehl an die Webmaschine
gibt, die Recheneinheit C den Kreis 2 der Leistungsversorgung
A starten und der Motor M beginnt seine Geschwindigkeit von V1 auf
V2 zu erhöhen,
abhängig
von dem Variationsgesetz, das ständig
durch die Einheit C entsprechend einem geschlossenen Regelkreis
geregelt wird, wie dies oben beschrieben worden ist. Zu dem Zeitpunkt, zu
dem die Übergeschwindigkeit
des Motors den vorgegebenen Wert Vs erreicht, vergleicht die Einheit
C den Eingriff der Kupplung F und startet gleichzeitig den Kreis 2 der
Leistungsversorgung, wobei die Leistungsversorgung nur an dem Stromkreis 1 verbleibt. Auf
diese Weise verlangsamt sich der Motor M genau auf die konstante
Geschwindigkeit V1 aufgrund des Austausches des Momentes von dem
Motor M von dem Webabschnitt M an den Webabschnitt T der Webmaschine,
der Motor M verlangsamt genau auf die Dauergeschwindigkeit und hält diese
Drehgeschwindigkeit aufgrund der Tatsache, dass die Leistungsversorgung
A zwischenzeitlich nur den Kreis 1 freigegeben hat. Natürlich arbeitet
das oben beschriebene Steuersystem auch in dem Fall erfolgreich,
dass das Starten des Motors von einem Ruhezustand, d. h. bei dem
Beginn des Arbeitszyklus oder nach einer langen Unterbrechung beginnt.
In diesem Zustand wird die Wartezeit von der Zentraleinheit nach
dem Startbefehl des Operators länger
sein als in dem erstgenannten Fall, da der Geschwindigkeitsübergang
des Motors M zum Wechseln von den Geschwindigkeit O auf die Anfangsgeschwindigkeit
V1 + Vs entsprechend länger
ist.
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Der
obige vorbestimmte Wert der Übergeschwindigkeit
Vs kann manuell von dem Operator auf dem Steuerfeld der Einheit
C auf der Basis von Erfahrungswerten eingestellt werden. Vorzugsweise
sollte der Wert jedoch automatisch durch die Zentralrecheneinheit
C berechnet werden. Zu diesem Zweck bilden die Speicherdaten relativ
zu den Werten der Übergeschwindigkeit
Vs und dem Trend der n vorangehenden Übergänge und zum Verarbeiten dieser Daten
durch einen geeigneten Algorithmus, um so einen Wert der Übergeschwindigkeit
Vs zu bestimmen, der geeignet ist, um die Dauer des Übergangs
n + 1 zu berechnen. Vorzugsweise ist diese Dauer geringer als die
Zeitdauer eines einzelnen Schussfadeneintragszyklus. Bei den gegenwärtigen Webgeschwindigkeiten
beträgt
die Geschwindigkeit etwa 600–1000
Zyklen in der Minute, was eine Dauer der Übergangszeit von weniger als
6–10 Hundertstel
einer Sekunde bedeutet. Auf diese Weise ist es möglich, eine kontinuierliche
Adaption der Werte der Übergeschwindigkeit
Vs an jede einzelne Webmaschine zu erreichen, nicht nur als eine
Funktion seiner mechanischen Eigenschaften, sondern auch der jeweiligen
Webbedingungen in der Webmaschine selbst, beispielsweise einer Variation
der gewebten Fäden
folgend, der Art der Greifer, der Anzahl der Litzen oder der Umweltbedingungen
usw.