5. Technologiefunktionen mit Servoantrieben - FB E+I: Home

Da bei wachsender Getriebeübersetzung der Wirkungsgrad eines Getriebes abnimmt, ist es
bei großen erforderlichen Getriebeübersetzungen oft vorteilhaft, eine Kombination aus
Getriebe und Zahnriemenübersetzung zu wählen.
Bei tänzerlagegeregelten Wicklern ist der Wirkungsgrad des Getriebes kaum von Bedeutung.
Hier ist eher eine große Übersetzung für die Stabilität der Tänzerlageregelung vorteilhaft.
Für eine konstante Zugkraft bis hin zum maximalen Durchmesserbereich muss das Motordrehmoment
linear mit dem Durchmesser ansteigen.
Bei großen Durchmesserverhältnissen besteht allerdings die Gefahr, dass früher oder später
die Haftreibung zwischen den Lagen überschritten wird und der Wickelkern austeleskopiert.
Bei Durchmesserverhältnissen und Materialien, bei denen ein Austeleskopieren zu befürchten
ist, wird deshalb die Zugkraft ab einem bestimmten Durchmesser d 0 stetig zurückgenommen.
Bei herstellerspezifischen Technologiefunktionen kann man deshalb meistens zwischen einem
linearen oder einen mit l/d abnehmendem Zugkraftverlauf wählen.
F max
F
M
d 0
1/d
linear
d max
d
Nimmt die Zugkraft mit 1/d ab, ist der
Verlauf des Drehmomentes im Bereich der
Zugkraftabsenkung linear.
------- Zugkraft im gesamten Wickelbereich
konstant
Zugkraft nimmt ab d d 0 hyperbolisch
bis d d max ab
Zugkraft nimmt ab d d 0 linear bis
d d max ab
d 0
d max
d
Zugkraft- und Drehmomentverlauf beim
Zentrumswickler
Kennzahlen zur Beurteilung der Anforderungen an die Motorenregelung sind der Drehzahlund
der Drehmomentstellbereich. Der erforderliche Drehzahlstellbereich n rel. ergibt sich aus
dem Verhältnis der höchsten Anlagengeschwindigkeit v max und der niedrigsten Anlagengeschwindigkeit
v min multipliziert mit dem Durchmesserverhältnis.
vmax
d
n
max
rel.
(5.15)
v d
min
min
Entsprechend gilt für den erforderlichen Drehmomentstellbereich m rel . mit der höchsten Zugkraft
F max bei maximalem Durchmesser d max und der niedrigsten Zugkraft F min bei minimalem
Durchmesser d min :
Fmax
d
m
max
rel.
(5.16)
F d
min
min
Soll die Zugkraft des Wicklers über das Drehmoment der Antriebsmaschine gesteuert werden,
gibt es zwei Störgrößen, die das gewünschte Ergebnis erheblich beeinträchtigen können. Das
sind einerseits die mechanischen Verluste durch Lager- und Getriebereibung und anderseits
die Beschleunigungsdrehmomente. Damit diese Störgrößen keine gravierenden Auswirkungen
zeigen, müssen entsprechende Korrektursignale (Reibungs- und Beschleunigungskompensation)
auf das Drehmoment der Antriebsmaschine aufgeschaltet werden.
G. Schenke, 1.2013 Mechatronik FB Technik, Abt. E+I 75