CH676255A5

CH676255A5 -

Info

Publication number: CH676255A5
Application number: CH4751/87A
Authority: CH
Inventors: Klaus Dipl-Ing Meroth; Dieter-Kristyn Dipl-In Wegendt
Original assignee: Dornier Gmbh Lindauer
Priority date: 1986-12-27
Filing date: 1987-12-04
Publication date: 1990-12-28
Also published as: FR2609061B1; GB8729192D0; IT8767977A0; US4837485A; IT1218694B; BE1003080A3; DE3733590A1; FR2609061A1; DE3733590C2; GB2199343B; GB2199343A

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Schaltungsanordnung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Üblicherweise werden Webmaschinen durch einen elektrischen Motor angetrieben, der an das Wechselstrom- bzw. Drehstromnetz angeschlossen ist. Aus der Frequenz des Netzes ergibt sich unter Berücksichtigung der Motorbauart, z.B. der Polzahl, eine bestimmte Drehzahl für den Hauptantriebsmotor. Von diesem Hauptantriebsmotor aus werden über getriebliche Mittel, z.B. über einen Riemenantrieb, mit der Hauptantriebswelle der Webmaschine gekuppelte Schwungmassen angetrieben. Nach Einschalten des Hauptantriebes wird zunächst durch den Motor die Schwungmasse auf die zugeordnete Drehzahl beschleunigt. Zum Starten der Webmaschine selbst wird über eine Kupplungs-Brems-Einheit die Schwungmasse auf die Hauptantriebswelle der Webmaschine gekuppelt, sodass die Schwungmasse die Webmaschine vom Stillstand aus in Bewegung setzt. Die Charakteristik der Kupplung, die Steifheit des Motors und die Grösse der einwirkenden Schwungmassen, sowie Reibwiderstände, ergeben für den Anlaufvorgang der Webmaschine einen ganz bestimmten Drehzahlverlauf, und zwar einerseits für die Schwungmassen und andererseits für die Hauptwelle der Webmaschine. Dabei erfährt die Drehzahl der Schwungmassen nach Einschaltung der Kupplung einen erheblichen Drehzahlabfall, bis sie mit der vom Stillstand aus hochlaufenden Hauptwellendrehzahl der Webmaschine synchron ist.

An derartige Anwerfeinrichtungen für Webmaschinen werden in der Praxis besondere Anforderungen gestellt, so muss z.B. die Webmaschine bis zum ersten Blattanschlag völlig eingekuppelt sein. Bei einem derartigen Einkuppelvorgang an der Webmaschine kann es vorkommen, dass zwar die Webmaschine bis zum ersten Blattanschlag vollständig eingekuppelt sein kann, dass jedoch die momentane Drehgeschwindigkeit beim ersten Blattanschlag zu gering ist und dass dadurch im Gewebe sogenannte Anlaufstellen entstehen, d.h. Stellen, bei denen der eingetragene Schussfaden nicht in die richtige Position angeschlagen wird und dabei ein vergrösserter Schussfadenabstand entsteht. Eine so entstandene Folge von weniger dicht angeschlagenen Schussfäden kann bei Überschreiten eines gewissen Grenzwertes als streifenartiger Gewebefehler sichtbar werden. Um beim Anlaufen der Webmaschine die genannten, aus zu geringer Drehgeschwindigkeit resultierenden Auswirkungen geringzuhalten, war man bisher darauf bedacht, den Antrieb so auszubilden, dass er nach möglichst wenig Blattanschlägen, d.h. so frühzeitig wie möglich, eine momentane Drehgeschwindigkeit von mehr als 96% der erwünschten Enddrehgeschwindigkeit erreicht, sonst entstehen durch eine Folge von ungenügend angeschlagenen Schussfäden die oben genannten qualitätsmindernden Streifen im Gewebe. Aus der Praxis ergeben sich beispielsweise als Werte für die erreichbare Momentandrehzahl beim ersten

Blattanschlag etwas über 80% und etwa nach dem dritten Blattanschlag eine Momentandrehgeschwindigkeit von über 96% der erstrebten Nenndrehgeschwindigkeit. Um diese Werte zu erhalten, versucht man immer grössere und steifere Motoren einzusetzen, sowie eine leichtere und steife Bauweise des Blattantriebes zu erreichen. Dieser Tendenz sind aber durch das Anwachsen der Schwungmassen für Motor, Kupplung und auch der Webmaschine und durch Wirtschaftlichkeitsüberlegungen bei der Leichtbauweise deutliche Grenzen gesetzt. Ähnliche Probleme treten auch auf bei Webmaschinen mit durch das Webfach frei fliegenden Schusseintragorganen, z.B. Greiferschützen. Die Abschussgeschwindigkeit des Greiferschützen muss dabei so gross sein, dass der Schützen sicher das Webfach durchläuft und innerhalb enger zeitlicher Grenzen aus dem Fach austritt. Auch hier soll beim Anwerfen der Webmaschine die Betriebsdrehzahl sehr früh, möglichst noch vor dem ersten Ab-schuss eines Greiferschützen erreicht werden.

Für diesen Fall ist aus der DE-PS 1 535 525 eine Anlassvorrichtung für Webmaschinen bekannt, bei der zum Anwerfen der Webmaschine das zu kuppelnde Schwungrad vor dem Einrücken der Kupplung so angetrieben wird, dass es mit grösserer Drehzahl als normalerweise während des Webens umläuft. Um das Schwungrad vor dem Anwerfen der Webmaschine mit einer höheren Drehzahl als der Betriebsdrehzahl anzutreiben, kann ein mit gleichbleibender Drehzahl laufender Antriebsmotor vorgesehen sein, der über ein Planetengetriebe die erhöhte Drehgeschwindigkeit des Schwungrades bewirkt.

Diese bekannte Anordnung erfordert aber durch das Planetengetriebe einen zusätzlichen Aufwand. Da ausserdem der Umschalt- bzw. Anwerfvorgang für die Webmaschine von der Stellung der Kupplung abhängig ist, muss für die gesamte Zeit, in der die Kupplung ausgerückt ist, das Schwungrad mit erhöhter Drehzahl angetrieben werden. Das bedeutet auch für den Fall, dass die Webmaschine beim Auftreten eines Fehlers selbsttätig abgestellt und die Kupplung daher ausgerückt wurde, einen Antrieb des Planetengetriebes mit erhöhter Drehzahl während der ganzen Zeit der Fehlerbehebung.

In der genannten Patentschrift ist auch noch auf eine andere Möglichkeit, nämlich auf die Verwendung eines zweitourigen Elektromotors hingewiesen, der bei ausgerückter Kupplung mit einer höheren Drehzahl umläuft. Dadurch sollte der Aufwand des Planetengetriebes entfallen und statt dessen die erforderliche Schwungmasse in den vom Elektromotor angetriebenen Rädern angeordnet werden. Auch dieser Vorrichtung haftet noch der genannte Mangel einer längerdauernden erhöhten Antriebsdrehzahl an. Um beim Kuppelvorgang zu verhindern, dass die im rasch umlaufenden Schwungrad gespeicherte kinetische Energie vom elektromotorischen Antrieb in dem Augenblick aufgenommen wird, in dem er mit niedriger Drehzahl umläuft, ist zwischen Schwungrad und Antriebsmotor eine Freilaufkupplung vorgesehen, was jedoch einen zusätzlichen baulichen Autwand an mechanischen Gliedern zur Folge hat.

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Die DE-OS 3 542 650 befasst sich ebenfalls mit dem Problem des Anfahrvorganges von Webmaschinen. Auch dort findet sich der Vorschlag, vor dem Anfahrvorgang bei geöffneter Kupplung die Drehzahl des elektrischen Antriebsmotors über die 5 normale Betriebsdrehzahl zu erhöhen. Dazu ist eine Reihe von Möglichkeiten aufgeführt, auf welche Weise die erhöhte Drehzahl eingestellt oder geregelt werden kann. Im Prinzip gehen die in der DE-OS offenbarten Merkmale nicht über den oben im 10 Zusammenhang mit der DE-PS 1 535 525 genannten Stand der Technik hinaus. Ein weiterer Vorschlag der DE-OS nennt als Antriebsmaschine die Verwendung eines frequenzgesteuerten Elektromotors, mit dem auf einfache Weise die in der oben genannten 15 DE-PS 1 535 525 erwähnte Verwendung eines zweitourigen Elektromotors realisiert werden kann. Nähere Ausführungen darüber sind in der DE-OS nicht gemacht. Vielmehr beschränkt sich die Offenbarung der DE-OS ausschliesslich auf die Steue- 20 rung des Hochlaufens und Regelung der erhöhten Drehzahl der Antriebsmaschine. Von den Vorgängen beim Ankuppeln der Webmaschine an die höher drehende Antriebsmaschine ist lediglich im Zusammenhang mit einem Drehzahldiagramm ein Zeitab- 25 schnitt erwähnt, in dem die Webmaschine vom Stillstand zur Betriebsdrehzahl hochläuft, während die Antriebsmaschine von ihrer erhöhten Drehzahl zunächst unter die Betriebsdrehzahl absinkt und dann gemeinsam mit der Webmaschine wieder zur Be- 30 triebsdrehzahl hochläuft. In der DE-OS wird noch darauf hingewiesen, dass bei einer entsprechend hoch gewählten Leerlaufdrehzahl der genannte Drehzahleinbruch unter die Betriebsdrehzahl verringert oder vermieden werden kann. 35

Dieser Umstand zeigt neue Probleme auf, denn eine beträchtliche Erhöhung des Drehzahlbereichs erfordert auch erhöhten Aufwand und Leistung, was tunlichst vermieden werden soll. Mit diesem Problem setzt sich aber die DE-OS nicht auseinan- 40 der. Auch die Frage des eventuellen Einsatzes von Freilaufeinrichtungen wie bei der genannten DE-PS ist hier übergangen. Es ist kein Weg aufgezeigt, wie etwa auf einfachere Weise die oben genannte Zeitspanne verkürzt und auch bei weniger starker 45 Drehzahlerhöhung ein störender Einbruch der Drehzahl während des Kupplungsvorganges vermieden werden kann.

Aus der DE-AS 1 219 417 ist eine Vorrichtung zum Anlassen von Webmaschinen mit kuppelbaren 50 Schwungmassen bekannt, wo in Überwindung des Trägheitsmomentes der Webmaschine, zumindest der erste Schusseinschlag mit annähernd normaler Geschwindigkeit durchgeführt wird, um Webfehler zu vermeiden. Hierzu sind an Schwungmassen des 55 Motors und der Webmaschine zueinander weisende Zapfen vorgesehen, die untereinander über einen endlosen Riemen in Verbindung stehen, so dass eine abwechselnde Abstützung von der treibenden Schwungmasse auf die angetriebene Schwungmas- 60 se der Webmaschine erfolgt. Hierbei wird zwar der erste Blattanschlag unterstützt, die Konstruktion ist aber nachteilig relativ aufwendig.

Ausgehend von der DE-PS 1 535 525 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den durch Planeten- 65

getriebe und Freilauf bedingten baulichen Aufwand möglichst zu vermeiden und ausserdem in einem zweiten Schritt die Einschaltdauer des Antriebes mit erhöhter Drehzahl möglichst zu kürzen. Die Aufgabe wird durch das im Patentanspruch 1 genannte Verfahren gelöst. Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, dass beim Start der Webmaschine für den Zeitabschnitt des Angleichens der Drehgeschwindigkeiten von' Schwungmasse und Maschi-nenhauptwelle der Antriebsmotor vom Netz freigeschaltet ist und die Webmaschine ausschliesslich mit der gespeicherten mechanischen Energie der Schwungmasse angetrieben wird. Durch ein vorübergehendes Freischalten des elektromotorischen Antriebes, d.h. dadurch dass der Motor für eine Übergangszeit nicht an das Netz angeschlossen ist und weder mit erhöhter Drehzahl noch mit niederer Drehzahl angetrieben wird, sind mechanische Freilaufglieder und ein Planetengetriebe nicht erforderlich. Dieses Verfahrensmerkmal ist bei unterschiedlichen Antriebsmaschinen mit Betrieb in höherem und niederem Drehzahlbereich einsetzbar, z.B. bei frequenzgesteuerten Motoren ebensogut, wie etwa bei polumschaltbaren Elektromotoren oder bei einem bürstenlosen Gleichstrommotor. Da ein polumschalt-barer Motor eine einfache Umschaltmöglichkeit zwischen zwei verschiedenen Drehzahlen bietet, kann auch gegebenenfalls das Planetengetriebe entfallen, es bleibt jedoch die Forderung nach einem Freilaufverhalten bestehen und unabhängig davon vor allem auch die Forderung, die Einschaltdauer für den Betrieb mit erhöhter Drehzahl zu kürzen. Auch diese zweite Teilaufgabe kann unter Verwendung eines polumschaltbaren Motors mit den im Patentanspruch 4 angegebenen Verfahrensschritten gelöst werden.

Bei einem polumschaltbaren Motor verhalten sich üblicherweise die einstellbaren Drehzahlen wie 1:2. Eine Erhöhung der Drehzahl auf das Doppelte der Betriebsdrehzahl ist jedoch für das Anwerfen von Webmaschinen im Allgemeinen nicht erforderlich, sondern es ist z.B. eine Erhöhung von 15-20% ausreichend. Wenn nun gemäss der Erfindung der Schaltbefehl zur Umschaltung auf erhöhte Drehzahl eines polumschaltbaren Motors erst gegeben wird unmittelbar bevor die Webmaschine wieder angeworfen werden soll, dann ist während des Hochlaufens des Motors die für das Einkuppeln der Webmaschine erwünschte höhere Drehzahl innerhalb kürzester Zeit erreicht und es muss nicht bis zum Erreichen der Enddrehzahl gewartet werden. Vielmehr kann der Hochlaufvorgang frühzeitig unterbrochen und das Kuppeln der Schwungmassen eingeleitet werden. Der Zeitpunkt für die Unterbrechung des Hochlaufens kann in beliebiger Weise überwacht bzw. festgelegt werden, z.B. durch Drehzahl- oder Drehgeschwindigkeitsmessung oder z.B. einfach durch eine Zeitschaltung, der ein Erfahrungswert zugrunde liegt. Auf jeden Fall ist ein länger dauernder Lauf mit erhöhter Drehzahl während der Zeit der Fehlerbeseitigung vermieden. Mit der Unterbrechung des Hochlaufens des polumschaltbaren Motors auf erhöhte Drehzahl wird das Ankuppeln der Webmaschine an die Schwungmassen in an sich bekannter Weise in die Wege geleitet.

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Der Motor selbst wird aber nicht etwa sofort auf seine niedrigere DrefizafiI umgeschaltet, sondern erst vorübergehend freigeschaltet, d.h. der Motor wird vom Netz abgetrennt und seine Wicklungen werden kurzgeschlossen.

Bei allen Ausführungsformen der Erfindung erfolgt für eine Übergangszeit das Angleichen der Drehgeschwindigkeiten von Schwungmasse und Webmaschinenhauptwelle, wobei die Webmaschine ausschliesslich mit der gespeicherten mechanischen Energie der Schwungmasse angetrieben wird. Ein besonderer mechanischer Freilauf zwischen Motor und Schwungmasse ist daher nicht erforderlich. Erst mit einer gewissen Verzögerung wird der elektrische Motor wieder an das Netz und auf niedere Drehzahl umgeschaltet, um die Webmaschine für den anschliessenden laufenden Betrieb anzutreiben. Die Verzögerungszeit wird vorteilhafterweise so gewählt, dass die Verbindung zwischen Drehstromnetz und Motor kurz nach dem ersten Blattanschlag hergestellt wird. Die Zeitverzögerung vom Freischalten des Motors bis zu seinem Wiedereinschalten kann selbsttätig in Abhängigkeit von verschiedenen Grössen durchgeführt werden. So lässt sich z.B. die Momentandrehgeschwindigkeit von Schwungmasse bzw. Webmaschinenhauptwelle oder auch der Webmaschi-nendrehwinkel leicht ermitteln und zur Durchführung von Schaltbefehlen für die Zeitverzögerung auswerten. Es ist aber auch möglich, einen Erfahrungswert als feste Zeitverzögerung am Umschalter für den Antrieb des Motors einzustellen. Auf diese Weise kann die Momentandrehgeschwindigkeit der soeben an die Schwungmassen gekuppelten Webmaschine innerhalb kürzester Zeit auf einen Wert von mehr als 96% der Nenndrehgeschwindigkeit gebracht werden, damit im Gewebe keine Streifen durch eine Folge von ungenügend angeschlagenen Schussfäden entstehen können. Die Erfindung lässt sich jederzeit in bereits vorhandene Antriebsanlagen ohne grossen Aufwand nachträglich einbauen. Auch ein vollautomatischer Betrieb, z.B. mit Mikroprozessorsteuerung ist durchführbar. So ist es z.B. möglich, eine Webmaschine im Störfall nicht nur abzuschalten, sondern so vorzubereiten, dass Hochlaufen, Freischalten und Umschalten des Motors, sowie Kuppeln der Schwungmassen nach Beseitigung der Störung voll selbsttätig ablaufen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sei nachstehend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild für den Antrieb einer Webmaschine mittels eines frequenzgesteuerten Motors,

Fig. 2 das der Fig. 1 zugeordnete Drehzahldiagramm,

Fig. 3 ein Blockschaltbild für den Antrieb einer Webmaschine mittels eines polumschaltbaren Motors und

Fig. 4 schematisch das der Fig. 3 zugeordnete Drehzahldiagramm im Vergleich mit Fig. 2.

Zunächst sei anhand des Blockschaltbildes der Fig. 1 der allgemeine Aufbau beschrieben. Mit W ist eine Webmaschine bezeichnet, von der lediglich ihre Hauptwelle H angedeutet ist. Der Antrieb dieser Webmaschine W soll in üblicher Weise während des Betriebes durch einen netzgespeisten Hauptantrieb A erfolgen. Als Netz ist ein Drehstromnetz N vorgesehen, dessen Frequenz mit f1 angegeben ist. Uber einen Umschalter U kann das Netz N entweder in Stellung 1 des Umschalters U über einen Frequenzwandler F, oder in Stellung 3 des Umschalters U direkt auf den Hauptantrieb A geschaltet werden. Der Frequenzwandler F formt dabei die Netzfrequenz f1 in eine andere höhere Frequenz f2 um. Frequenzwandler sind an sich bekannt und daher hier nicht näher beschrieben. Die jeweils gewünschte Frequenz f2 kann am Frequenzwandler F eingestellt werden. Der Umschalter U ist von einem Schaltschütz S betätigbar. Der Umschalter enthält drei Betriebsstellungen, und zwar die Stellung 1, in der der Frequenzwandler F mit dem Netz verbunden ist, eine Zwischenstellung 2 ohne Anschlüsse und eine andere Endstellung 3, in der eine direkte Verbindung zum Netz N zum Hauptantrieb A hergesteilt ist. Den drei Schalterstellungen entsprechend liegen im hier beschriebenen Beispiel beim Umschaltvorgang auch drei Betriebsphasen vor, nämlich I) gesonderter elektromotorischer Antrieb der Schwungmassen mit gegenüber der Nenndrehgeschwindigkeit erhöhter Drehgeschwindigkeit, II) durch einen Startbefehl einzuleitendes Abtrennen und Freischalten der Schwungmassen von ihrem Antrieb und Ankuppeln der Webmaschine an die Schwungmassen und III) mit Verzögerung anschliessende reguläre Speisung des Antriebes wenn die momentane Drehgeschwindigkeit der Schwungmassen in den Bereich der Nenndrehgeschwindigkeit abgesunken ist.

Vom Hauptantrieb A aus wird über ein Getriebe G, das hier z.B. als Riemenantrieb angedeutet ist, eine Schwungmasse M angetrieben. Diese Schwungmasse M ist über eine Kupplungs-Brems-Einheit K auf die Hauptwelle H einer Webmaschine W kuppelbar. Die Ausbildung des Hauptantriebes A und der Aufbau der Antriebsstrecke vom Motor des Hauptantriebes bis zum Anschluss an die Webmaschine W ist an sich bekannt und braucht hier nicht näher beschrieben zu werden. Bei direktem Anschluss des Hauptantriebes A an das Netz N wird durch die Netzfrequenz f1 unter Berücksichtigung der konstruktiven Gegebenheiten von Motor, Getriebe usw. die Schwungmasse mit einer Drehzahl n1 angetrieben. Diese Drehzahl entspricht der Nenndrehzahl der Webmaschine während des Betriebes. Bei Speisung des Hauptantriebes A über den Frequenzwandler F mit der Frequenz f2 ergibt sich für die Schwungmasse dagegen eine zugeordnete Drehzahl n2. Da die Frequenz f2 grösser gewählt ist als die Netzfrequenz f 1, ist auch die Drehzahl n2 grösser als die Nenndrehzahl n1. Für das Anwerfen der Webmaschine W aus dem Stillstand heraus ist ein Schalter E vorgesehen, durch den einerseits der Schaltschütz S und andererseits die Kupplungs-Brems-Einheit K betätigt werden. Ergänzend sei noch angeführt, dass auf der Hauptwelle H der Webmaschine ein Signalgeber angeordnet sein kann, z.B. ein Drehwinkelgeber D. Wie aus der

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gestrichelt eingezeichneten Verbindung zu ersehen ist, wirkt diese Signaleinrichtung auf den Schaltschütz S ein.

Für die Beschreibung der Wirkungsweise der Anordnung sei angenommen, dass z.B. durch einen Störfall die Webmaschine selbsttätig abgestellt und die gesamte Anlage in die Betriebsphase I) geschaltet wurde. Die Webmaschine W ist dabei durch die Kupplungs-Brems-Einheit K von der Schwungmasse M und vom Hauptantrieb A abgekuppelt und befindet sich im Stillstand. Über den Umschalter U in seiner Stellung 1 wird über den Frequenzwandler F der Hauptantrieb A mit der höheren Frequenz f2 gespeist. Dadurch dreht die Schwungmasse M im Leerlauf mit der zugeordneten erhöhten Drehzahl n2. Dieser Betriebszustand der Phase I) ist im linken Teil der Fig. 2 dargestellt.

Zum Anwerfen der Webmaschine W nach Beseitigung des Fehlers wird zum Zeitpunkt E1 der Ein-schalter E betätigt und dadurch die für einen vorteilhaften Umschaltvorgang sehr wichtige Betriebsphase II) eingeleitet. Hierbei wird der Umschalter U in seine Zwischenstellung 2 gebracht, in der der Hauptantrieb A weder direkt, noch über den Frequenzwandler F gespeist wird. Es ist also nur noch die in der Schwungmasse M gespeicherte mechanische Energie wirksam. Durch den Einschal-ter E wird aber auch die Kupplungs-Brems-Einheit K betätigt und die Schwungmasse M mit der Antriebswelle H der Webmaschine gekuppelt. Wie das Diagramm der Fig. 2 zeigt, nimmt die gestrichelt eingezeichnete Drehzahl bzw. Drehgeschwindigkeit n' der Schwungmasse von ihrem Leerlaufwert n2 ab, während die strichpunktiert eingezeichnete Drehzahl oder Drehgeschwindigkeit n der Hauptwelle H der Webmaschine zunimmt. Nach vollständiger Ein-kupplung haben die beiden Drehgeschwindigkeiten n und n' gleiche Werte erreicht. Wegen der höher gewählten Leerlaufdrehzahl n2 erfolgt dieser Angleich etwa im Bereich der für den Betrieb gewünschten Nenndrehzahl n1, z.B. nur wenig unterhalb dieses Nennwertes. Auf diese Weise ist die Drehgeschwindigkeit der Webmaschine bis zum ersten Blattanschlag schon so hoch, dass der erste Schussfaden praktisch bereits mit voller Kraft angeschlagen wird und somit unschöne Anlaufstellen im Gewebe vermieden sind. Während des Zeitraumes der Betriebsphase II) ist, wie schon erwähnt, ausser der gespeicherten mechanischen Energie der Schwungmassen kein Antrieb wirksam.

Mit geringerer Zeitverzögerung T1 wird vorzugsweise kurz nach dem ersten Blattanschlag zum Zeitpunkt E2 die Betriebsphase II) beendet und die Betriebsphase III) eingeleitet. Hierzu wird der Umschalter U von seiner Stellung 2 in die Stellung 3 geschaltet und der Hauptantrieb A direkt mit dem Netz N verbunden. Dadurch werden in dieser Betriebsphase Schwungmasse M und Hauptwelle H mit der Nenndrehzahl n1 betrieben. Der folgende zweite Blattanschlag erfolgt bereits mit unverminderter Kraft.

Wie schon erwähnt, kann die Zeitverzögerung T1 als Erfahrungswert fest eingestellt werden. Hierzu ist in der Fig. 1 im Schaltschütz S ein Zeitverzögerungsglied Z angedeutet. Wenn zum Einschaltzeitpunkt E1 durch den Einschalter E der Schaltschütz S betätigt wird, so wird gleichzeitig das Zeitverzögerungsglied Z eingeschaltet und wirkt nach Zeitablauf auf den Schaltschütz ein, um den Umschalter U von Stellung 2 nach Stellung 3 weiterzuschalten. Es sei noch kurz auf die andere, in Fig. 1 gestrichelt eingezeichnete Möglichkeit eingegangen. Durch einen Signalgeber D kann z.B. die momentane Drehgeschwindigkeit oder der Drehwinkel der Hauptwelle H festgestellt und als Signal zum Schaltschütz S gegeben werden. Durch dieses Signal kann dann in Abhängigkeit vom Drehwinkel oder der Drehgeschwindigkeit der Hauptwelle der Umschalter U zwischen Stellung 2 und Stellung 3 weitergeschaltet werden. Die notwendige Verzögerungszeit ist leicht zu ermitteln und kann den Erfordernissen entsprechend eingestellt werden. Die in der Fig. 2 eingezeichneten Betriebsphasen I), II) und III) entsprechen den Stellungen 1, 2 und 3 des Umschalters U.

In der Fig. 3 ist als Beispiel der Einsatz eines polumschaltbaren Motors gezeigt. Auf die Darstellung der Schwungmassen und der Kupplungs-Brems-Ein-heit ist der Einfachheit halber hier verzichtet. Ihr Aufbau und ihre Wirkungsweise ist analog zur Fig. 1. Polumschaltbare Motoren sind an sich mit einer Reihe von unterschiedlichen Schaltungsmöglichkeiten bekannt.

Von den verschiedenen Schaltungen sei hier im Ausführungsbeispiel die sogenannte Dahlander-Schaltung gewählt. Der vereinfacht dargestellte Motor ist mit P bezeichnet. Sein Betrieb mit unterschiedlichen Drehzahlen ist durch die Bezeichnung 2p entsprechend einer 2-poligen Schaltung für höhere Drehzahl und durch die Bezeichnung 4p entsprechend einer 4-poligen Schaltung für niederen Drehzahlbereich angedeutet. Für den 2p-Betrieb erfolgt der Anschluss des Motors an das Netz L1, L2, L3 über den Schalter Sh und die Wicklungsanschlüsse 2u, 2v, 2w. Für einen 4p-Betrieb im niederen Drehzahlbereich ist ein Schalter Sn vorgesehen und die Wicklungsanschlüsse sind mit 1u, 1v, 1w bezeichnet. Die beiden Schalter Sh für höhere Drehzahlen und Sn für niedere Drehzahlen werden bedarfsweise über ein Schaltschütz S betätigt, das seinerseiis von einer Steuereinheit St gesteuert wird. Die Anordnung ist so getroffen, dass der 4p-Betrieb mit niederer Drehzahl dem Nennbetrieb der Webmaschine mit einer Drehzahl nl angepasst ist. Zum Hochlaufen des Motors auf die höhere Drehzahl im 2p-Betrieb wird durch das Schaltschütz S der Schalter Sh geschlossen, jedoch nach einer kurzen Zeitspanne T2 wieder abgeschaltet. Die Zeit T2 ist so gewählt, dass der Motor P nicht auf seine volle Enddrehzahl hochläuft, sondern beim Erreichen einer momentanen Drehzahl n2, die etwa 10-20% über der Nenndrehzahl n1 liegt, das Hochlaufen unterbrochen und der Motor vom Netz abgetrennt und freigeschaltet wird, in diesem Augenblick wird auch die Schwungmasse in der eingangs erwähnten Weise wieder vom Antriebsmotor P abgetrennt und an die Webmaschine gekuppelt. Nach einer ebenfalls oben schon genannten Verzögerungszeit T1 wird dann der polumschaltbare Motor P

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wieder ans Netz geschaltet, wobei der Schalter Sn schliesst und der Motor in 4p-Betrieb mit normaler Betriebsdrehzahl n1 gespeist wird. Die beiden Verzögerungszeiten T1 und T2 können - wie oben anhand der Fig. 1 schon erläutert wurde - als Erfahrungswerte fest eingespeichert sein, oder aber aus Mess- und Übertragungswerten gewonnen und vom Steuergerät St verarbeitet werden. Das Steuergerät St steht ausserdem in Verbindung mit der Webmaschine W, um in nicht näher beschriebener Weise deren Zustand zu erfassen bzw. zu beeinflussen. Als Beispiel hierfür seien nur kurz folgende Fälle angedeutet:

a) wenn z.B. im Störungsfall ein zweiter Kettfa-denbruch versehentlich nicht behoben wurde, wird ein Anwerfen der Webmaschine verhindert;

b) auch bei einem mehrmaligen Tippen auf den Anlaufschaltknopf wird ein Hochlaufen auf die volle 2p-Drehzahl verhindert;

c) wenn ein Motorschütz nicht angezogen hat, kann kein Start der Webmaschine erfolgen.

Während des Normalbetriebes läuft der Motor P entsprechend der Betriebsdrehzahl der Webmaschine im 4p-Betrieb im niederen Drehzahlbereich mit einer Nenndrehzahl n1. Diese Drehzahl bleibt auch dann erhalten, wenn die Webmaschine in einem Störungsfall vom Antrieb abgetrennt und stillgesetzt ist.

Die Drehzahldiagramme a und b der Fig. 4 zeigen nicht nur die kurze Zeitspanne für das Anwerfen der Webmaschine, d.h. für den eigentlichen Kupplungsvorgang, wie er in der Fig. 2 beschrieben ist, sondern sollen einen Überblick über den etwas längeren Zeitraum einer Störung und deren Behebung mit nachfolgendem Wiederanwerfen der Webmaschine geben. In den Diagrammen sind die Vorgänge nur zum Vergleich grob schematisch dargestellt und sind nicht als massstäbliche Angaben zu bewerten.

Das Drehzahldiagramm Fig. 4a zeigt die Vorgänge bei Verwendung eines frequenzgesteuerten Motors nach Art der Fig. 1. Der Verlauf der Drehzahl n ist über der Zeit t dargestellt. Mit n1 sind die einander entsprechenden Nenndrehzahlen von Webmaschine bzw. Motor während des Betriebes bezeichnet. n2 soll die erhöhte Drehzahl für den Anwerfvorgang der Webmaschine bezeichnen. Mit einer ausgezogenen Linie ist der Drehzahlverlauf des frequenzgesteuerten Motors, mit einer strichpunktierten Linie der Drehzahlverlauf der Webmaschine eingezeichnet. Links vom Zeitpunkt EO befindet sich die Webmaschine im Normalbetrieb und Webmaschine sowie Antriebsmotor arbeiten mit ihrer Nenndrehzahl n1. Zum Zeitpunkt EO ist der Beginn einer Störung angenommen, wodurch automatisch die Webmaschine vom Antriebsmotor abgetrennt und stillgesetzt wird, im nachfolgenden, zwischen den Zeitpunkten EO und E1 liegenden Zeitabschnitt i wird die aufgetretene Störung bzw. der Fehler beseitigt. Währenddessen wird selbsttätig der frequenzgesteuerte Motor auf die erhöhte Frequenz f2 umgeschaltet und so gespeist, dass er auf die erhöhte Drehzahl n2 in einem Zeitraum T2' hochläuft und diese Drehzahl weiterhin beibehält. Nach der Fehlerbeseitigung wird zum Zeitpunkt E1 in der oben beschriebenen Weise ein Einschaltbefehl gegeben, der Motor von der höheren Frequenz abgetrennt und vom Netz freigeschaltet. Gleichzeitig werden die Schwungmassen zum Anwerfen an die Webmaschine gekuppelt, wie oben beschrieben. Während dieser Betriebsphase II, die bis zum Zeitpunkt E2 dauert, läuft die Webmaschine an und erreicht wieder ihre Nenndrehzahl, während der Antriebsmotor von der erhöhten Drehzahl n2 absinkt und schliesslich ebenfalls wieder in den Bereich der Nenndrehzahl n1 gelangt. In dieser Betriebsphase II, deren Zeitdauer mit T1 angegeben ist, bleibt der Motor vom Netz freigeschaltet. Dieser Umstand ist durch punktierte Darstellung des Drehzahlverlaufes anstelle der ausgezogenen Linie kenntlich gemacht. Zum Zeitpunkt E2 wird der Motor wieder mit niederer Frequenz an das Netz geschaltet und regulär gespeist. Die bei E2 beginnende Betriebsphase III entspricht dem normalen Betrieb, bei dem Webmaschine und Motor wieder mit ihrer Nenndrehzahl n1 arbeiten.

Das untere Drehzahldiagramm der Fig. 4b zeigt die Vorgänge in entsprechender Weise bei einem polumschaltbaren Motor nach Fig. 3. Auch hier ist der Drehzahlverlauf des Antriebsmotors durch eine ausgezogene Linie und der Drehzahlverlauf der Webmaschine durch eine strichpunktierte Linie dargestellt. Der gepunktet in einem Teilabschnitt eingezeichnete Verlauf der Motordrehzahl soll wiederum zum Ausdruck bringen, dass in diesem Teilabschnitt der Motor freigeschaltet ist. Auch in diesem Beispiel ist angenommen, dass zum Zeitpunkt EO der Störungsfall auftritt und die Webmaschine stillgesetzt wird. Der polumschaltbare Antriebsmotor verbleibt in seiner Betriebsart und läuft weiterhin mit seiner Nenndrehzahl n1, d.h. er arbeitet im 4p-Be-trieb im niederen Drehzahlbereich. Über die ganze Zeit der Störung und ihrer Beseitigung tritt in der Drehzahl des Antriebsmotors keine Änderung auf. Wenn zum Zeitpunkt E1 der Einschaltbefehl gegeben wird, erfolgt hier - im Gegensatz zur Fig. 4a -eine Umschaltung im polumschaltbaren Motor auf 2p-Betrieb, so dass in der zwischen den Zeitpunkten E1 und Ex liegenden Betriebsphase a der Motor hochzulaufen beginnt. Dieser Vorgang wird jedoch, wie oben erwähnt, nach Erreichen der momentanen Drehzahl n2 oder nach einer vorbestimmten Verzögerungszeit T2 vor Erreichen der Enddrehzahl abgebrochen. Zu diesem, mit Ex bezeichneten Zeitpunkt wird in der hier beginnenden Betriebsphase b der Anwerfvorgang für die Webmaschine in die Wege geleitet und, wie oben schon mehrfach beschrieben, die Schwungmasse mit der Webmaschine gekuppelt. Ausserdem wird der Antriebsmotor freigeschaltet und nimmt in seiner Drehzahl gemäss dem punktierten Verlauf wieder ab. Nach dieser Betriebsphase b, deren Dauer mit T1 bezeichnet ist und entweder als festeingestellte Verzögerungszeit oder nach ermittelten Messwerten gesteuert wird, beginnt zum Zeitpunkt E2 die Betriebsphase c, in der der Antriebsmotor wieder regulär vom Netz gespeist wird und mit seiner Nenndrehzahl n1 läuft und auch die Webmaschine mit ihrer Betriebs5

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nenndrehzahl arbeitet. Diese Betriebsphase c entspricht der normalen Betriebsweise.

Der wesentliche Unterschied zwischen den Drehzahlverläufen der Fig. 4a und 4b liegt darin, dass bei einem frequenzgesteuerten Antriebsmotor der Fig. 4a ein verhältnismässig langer Zeitabschnitt T2' benötigt wird, um den Motor auf die erhöhte Drehzahl n2 hochlaufen zu lassen. Die Erfahrung hat gezeigt, dass in der Praxis der Zeitabschnitt T2' bei einem frequenzgesteuerten Motor um mehr als eine Grössenordnung länger ist, als der Zeitabschnitt T2 bei einer polumschaltbaren Maschine. Es ist daher nicht ratsam, einen frequenzgesteuerten Motor erst nach behobener Störung zum Zeitpunkt E1 hochlaufen zu lassen, sondern dies gleich zu Beginn der Störungsphase I durchzuführen, da hier genügend Zeit zur Verfügung steht. Allerdings ist damit auch der eingangs angeführte Nachteil verknüpft, dass ein frequenzgesteuerter Motor über die ganze Dauer der Störung und ihrer Beseitigung mit erhöhter Drehzahl laufen muss. Der Einsatz von polumschaltbaren Motoren mit ausserordentlich kurzer Hochlaufzeit im Sekundenbereich bringt dagegen erhebliche Vorteile mit sich.

Das Verfahren zum Anwerfen von Webmaschinen mit vorübergehendem Freischalten des Motors ist unabhängig davon, aus welchem Grunde die Webmaschine eingeschaltet werden soll, einsetzbar, und zwar sowohl beim ersten Anlaufen der Webmaschine, als auch bei einem Wiederingangsetzen nach einem Störungsfall, bei dem die Webmaschine automatisch abgestellt und der Antriebsmotor je nach seiner Bauart über die Zeit der Störung auf erhöhte Drehzahl geschaltet war oder mit Nenndrehzahl weiterlief.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Anwerfen von mit einem elektromotorischen Hauptantrieb ausgerüsteten Webmaschinen, bei denen die Anwerfenergie im wesentlichen von elektrisch antreibbaren, an die Webmaschine kuppelbaren Schwungmassen aufgebracht wird, wobei vor dem durch einen Schaltbefehl einzuleitenden Einrücken der Kupplung die Schwungmassen mit einer gegenüber der für den Betrieb der Webmaschine vorgesehenen Nenndrehgeschwin-digkeit erhöhten Drehgeschwindigkeit umlaufen und nach dem Einrücken der Kupplung für eine Übergangsphase die Schwungmassen vom elektromotorischen Antrieb getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, dass durch den das Einkuppeln steuernden Schaltbefehl der elektromotorische Antrieb vorübergehend freigeschaltet wird und anschliessend die reguläre Speisung des elektromotorischen Antriebes mit Verzögerung beim Absinken der momentanen Drehgeschwindigkeit der Schwungmassen in den Bereich der Nenndrehgeschwindigkeit der Webmaschine erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die reguläre Speisung mit einstellbarer Zeitverzögerung zugeschaltet wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Abstellen der Webmaschine in einem Störfall eine selbsttätige

Umschaltung auf erhöhte Drehzahl des elektromotorischen Antriebes erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Verwendung eines polumschaltbaren Elektromotors als Hauptantrieb der Webmaschine, wobei dessen niederer Drehzahlbereich der Nenndrehzahl der Webmaschine entspricht, mit nachstehenden Betriebsphasen:

a) durch einen Startbefehl einzuleitendes Umschalten des Motors auf Betrieb mit höherer Drehzahl,

b) Unterbrechen des Hochlaufvorganges des Motors durch Abtrennen des Motors vom Netz und Ankuppeln der Webmaschine an die Schwungmassen bei gleichzeitigem vorübergehenden Freischalten des Motors und c) mit Verzögerung anschliessendes Umschalten des Motors auf den für den Betrieb erforderlichen niederen Drehzahlbereich und Anschalten an die reguläre Speisung.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Umschaltvorgang von Betriebsphase a) zur Betriebsphase b) mit einstellbarer Zeitverzögerung nach dem auslösenden Startbefehl erfolgt.

6. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bei einer über eine Schwungmasse und eine Kupplungs-Brems-Einheit an einen elektrischen Hauptantrieb gekuppelten Webmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptantrieb (A) durch einen Umschalter (U) bedarfsweise entweder über einen Frequenzwandler (F) oder unmittelbar an ein speisendes Netz (N) anschaltbar ist, und dass der mit der Kupplungs-Brems-Einheit (K) gekuppelte Umschalter (U) eine Zwischenstellung (2) aufweist, in der vorübergehend beide Speisestromwege für den Hauptantrieb (A) unterbrochen sind, und dass ferner der Umschalter (U) aus seiner einen Endstellung (1) durch eine willkürliche Steuermassnahme (E) in die Zwischenstellung (2) einstellbar und aus ihr mit Verzögerung (T1) selbsttätig in die andere Endstellung (3) weiterschaltbar ist.

7. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4 bei einer über eine Schwungmasse und eine Kupplungs-Brems-Einheit an einen elektrischen Hauptantrieb gekuppelten Webmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass ein polumschaltbarer elektromotorischer Hauptantrieb (P) durch einen Umschalter (Sh, Sn) bedarfsweise entweder zweipolig (2p) oder vierpolig (4p) an ein speisendes Netz (L1, 12, L3) anschaltbar ist, und dass der mit der Kupplungs-Brems-Einheit gekuppelte Umschalter eine Zwischenstellung aufweist, in der vorübergehend der zweipolige und auch der vierpolige Speisestromweg für den Hauptantrieb unterbrochen ist, und dass ferner der Umschalter aus seiner vierpoligen Endstellung durch eine willkürliche Steuermassnahme in die zweipolige Endstellung einstellbar und aus ihr in zwei selbsttätig aufeinanderfolgenden Schritten mit jeweils einstellbarer Verzögerung über eine freigeschaltete Zwischenstellung in die vierpolige Endstellung zurückschaltbar ist.

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CH 676 255 A5

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch einen den Umschalter (U) steuernden Schaltschütz (S) mit Zeitverzögerungsglied (Z).

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch einen den Umschalter (U) steuernden Drehgeschwindigkeitsmesser.

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen in Abhängigkeit von einem der Webmaschinenhauptwelle (H) zugeordneten Signalgeber (D) beeinflussten und den Umschalter (U) steuernden Schaltschütz (S).

11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen in Abhängigkeit von einem der Welle des elektromotorischen Hauptantriebes zugeordneten Signalgeber beeinflussten und den Umschalter steuernden Schaltschütz.

12. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bei einer über eine Schwungmasse und eine Kupplungs-Brems-Einheit an einen elektrischen Hauptantrieb gekuppelten Webmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass als Hauptantrieb ein in seiner Drehzahl regelbarer und vorübergehend vom Netz abtrennbarer bürstenloser Gleichstrommotor vorgesehen ist.

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