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Geschwindigkeitsregelung von Schleifer zur Erzeugung von Holzschliff.
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur selbsttätigen Geschwindigkeitsregelung von Schleifen Zur Erzeugung von Holzschliff, durch Beeinflussung der Holzvorsehubgeschwindigkeit auf elektrischem Wege und besteht darin, dass die Geschwindigkeit des Holzvorschubes durch einen in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Antriebsmaschine oder des Schleifsteins erzeugten elektrischen Strom derart beeinflusst wird, dass jeder Änderung der Antriebsgesehwindigkeit durch eine sofortige Änderung der Schleiferbelastung entgegengewirkt wird.
Bisher erfolgte die Regelung entweder durch einen an der Antriebsmasehine angebrachten Fliehkraftregler, der die Vorschubgeschwindigkeit beeinflusste, oder, bei der Verwendung eines elektrischen Antriebsmotors für den Schleifstein, in Abhängigkeit von der Stromaufnahme des Sehleifsteinmotors.
Die Erfindung bietet demgegenüber den Vorteil, dass sie stets zur Verwendung gelangen kann, gleichgültig, ob als Antriebsmasehine des Schleifsteins ein Elektromotor oder eine andere Antriebsmaschine verwendet wird. In jedem Falle treten Schwankungen der Tourenzahl im ersten Entstehen als Veränderungen des erzeugten elektrischen Stromes in Erscheinung und werden unmittelbar oder mittelbar in geeigneter Weise auf die Regelorgane für den Holzvorschub übertragen, so dass diese der Geschwindigkeitsänderung sofort entgegenwirken.
Zwar sind Regeleinrichtungen zur Regelung der Tourenzahl von Antriebsmaschinen bekannt, bei denen die Regelung in Abhängigkeit von der Spannung bzw. dem Strom einer mit der Antriebsmaschine gekuppelten Tourendynamo auf servo-motorischem Wege bewirkt wird, jedoch hat man die Vorteile, die diese Art der Regelung gerade für Holzschleifer mit sich bringt, bisher nicht erkannt.
Besonders günstig ist das neue Verfahren da, wo-wie im Schleiferbetrieb sehr häufig-schwer regelbare Kraftmaschine zur Anwendung gelangen.
Erfolgt z. B. der Antrieb durch eine Wasserturbine, so brachte man bisher von Hand den Leitapparat auf eine bestimmte feste Stellung entsprechend der erforderlichen Maximalleistung und der verfügbaren Wassermenge. Die Regelung des Kraftverbrauches im Betriebe geschah dann lediglich durch den unvollkommen arbeitenden Fliehkraftregler.
Legte man Wert auf genaue Regelung und Vermeidung der bei dem alten Verfahren auftretenden erheblichen Energieverluste, so musste man einen teuren Turbinenregler einbauen. Diese Schwierigkeiten verschwinden durch die Anwendung des neuen Verfahrens.
Nach dem neuen Verfahren wird von der Turbinenwelle der erwähnte feinfühlige Stromerzeuger angetrieben, dessen Strom einem Schnellregler oder einer andern geeigneten Steuermaschine zugeführt wird und durch seine Schwankungen die Steuerorgane momentan beeinflusst. Hiedurch ist volle Gleich- mässigkeit des Kraftverbrauches gesichert. Der vorher für genaue Regelung benötigte teure Turbinenregler kann also ohne weiteres in Fortfall kommen. Er wird ersetzt durch die neue viel billigere Einrichtung.
Gegenüber dem Fliehkraftregler, der Schwankungen in Höhe von 10% des Gesamtkraftverbrauehes zulässt, arbeitet das neue Verfahren mit nur 0'5-1% Schwankung. Diese Verbesserung begünstigt die Wirtschaftlichkeit des Betriebes und erlaubt eine schwächere Dimensionierung der antreibenden Kraft- maschine 0 Insbesondere kann bei einer gleichzeitig empfindlichen und billigen Regelung auch gleichzeitig mit dem Schleifer ein elektrischer Generator von der gleichen Kraftmaschine angetrieben werden.
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Eine solche Maschine verlangt mit Rücksicht auf die notwendig konstante Netzspannung eine Gleichmässigkeit des Antriebes, wie sie mit den bisherigen Mitteln nicht erreicht werden konnte.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand von zwei Ausführungsbeispielen erläutert. Fig. 1 zeigt schematisch eine Schleiferanlage, bei der ein Stetigschleifer von einer Wasserturbine angetrieben wird und mit einer Reguliereinrichtung gemäss der Erfindung ausgerüstet ist. Fig. 2 zeigt eine Schleiferanlage mit einer etwas andern Ausführungsform der Reguliereinrichtung.
Die Antriebsmaschine (Wasserturbine 10) ist mit dem Schleifstein 11 des Schleifers gekuppelt.
Der Schleifer ist ein Stetigschleifer bekannter Bauart, bei dem der Zuführungsschacht für das Schleifholz 12 von senkrechten Förderspindeln 13 gebildet wird, die von einem Elektromotor 14 angetrieben werden.
Auf die schematisch dargestellte Welle 15'der Wasserturbine, die mit dem Schleifstein 11 gekuppelt ist, ist eine Riemenscheibe-M'aufgesetzt, die mittels eines Riemens 18 einen Stromerzeuger 17 antreibt.
Dieser Stromerzeuger, der beim dargestellten Ausführungsbeispiel als Nebenschlusskommutatormasehine dargestellt ist, kann ebensogut von anderer Bauart sein, z. Reine Hauptschlusskommutatormaschine0
Die Förderspindeln 13 sind mit einem regelbaren Antrieb (Elektromotor 14) versehen, dessen Geschwindigkeit verändert werden kann. Der Elektromotor 14 wird von einem Stromerzeuger 15 gespeist.
Durch Regelung der Erregung des Feldes 16 des Stromerzeugers 15lässt sich dessen Spannung und dadurch die Geschwindigkeit des Motors 14 verändern. Der Stromerzeuger 15 wird in geeigneter Weise angetrieben, z. B. durch einen Drehstrommotor ll', der an ein Netz 18'angeschaltet ist. Die Erregerwicklung 16
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stärke der Erregerwicklung 16 wird nun proportional der Spannung des Stromerzeugers 17 geregelt.
Dies könnte z. B. in einfacher Weise dadurch geschehen, dass die Erregerwicklung 16 vom Stromerzeuger 17 gespeist würde.
Indessen ist im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 eine noch wirksamere Anordnung getroffen.
An die Pole des Stromerzeugers 17 ist ein Schnellregler 24 irgendeiner bekannten Art angeschaltet, der die Grösse des Widerstandes 25 im Stromkreis der Erregerwicklung 16 selbsttätig in Abhängigkeit von der Spannung des Generators 17 regelt.
Die Wirkungsweise der in Fig. 1 dargestellten Anordnung ist folgende : Es sei angenommen, dass infolge einer Belastungsabnahme, die etwa durch einzelne weiche Holzstücke im Stapel verursacht werden kann, die Geschwindigkeit der Turbine 10 steigt. Die kleinste Geschwindigkeitszunahme aber, z. B. weniger als 1%, hat eine erhebliche Zunahme der Spannung des Stromerzeugers 17 zur Folge. Dadurch verringert der Regler 24 den Betrag des veränderlichen Widerstandes 25, der in den Stromkreis des Erregerfeldes 16 eingeschaltet ist. Der Erregerstrom und damit die Spannung des Stromerzeugers 15 nimmt infolgedessen zu. Dies führt wiederum zu einer Zunahme der Drehzahl des Antriebsmotors 14 des Holzvorsehubes.
Diese Wirkung fällt zeitlich fast genau mit der Geschwindigkeitszunahme der Turbine 10 zusammen und verursacht daher eine sofortige Steigerung der Fördergeschwindigkeit des Holzes und damit der Belastung des Schleifsteins. Jeder weiteren Geschwindigkeitszunahme der Turbine wird dadurch in wirksamer Weise begegnet.
Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der vorbesehriebenen dadurch, dass die Leistung für den Vorschub des Holzes, also für den Antrieb der Spindeln 1. 3, nicht durch einen besonderen Motor (wie Motor 14 der Fig. 1) geliefert wird, sondern von der Welle 15'des Schleifsteins 11 abgeleitet wird. Auf diese Welle ist eine Riemenscheibe 27 aufgesetzt, die mittels Riemens eine Scheibe 28 antreibt. Diese ist, wie schematisch dargestellt, mit der Primärwelle eines hydraulischen Wechsel- getriebes. 30 gekuppelt. Die Sekundärwelle 31 dieses Wechselgetriebes treibt die Spindeln 1, 3 an.
Das Übersetzungsverhältnis des Getriebes kann stetig verändert werden durch Verstellung eines Hebels 32, der bei 33'drehbar im Gehäuse des Wechselgetriebes gelagert ist.
Es kann jedes geeignete stetig veränderbare Wechselgetriebe verwendet werden, jedoch kommt vorzugsweise ein sogenanntes Lauf-Thomagetriebe zur Anwendung. Die Verstellung des Hebels 32 erfolgt durch einen Servomotor, dessen Kolben 33 in einem mit Öl gefüllten Zylinder 34 geführt ist.
Der Zylinder steht an beiden Enden mit einem zweiten Zylinder. 35 durch Steuerkanäle 36 und 3'7 in Verbindung. In diesem zweiten Zylinder ist ein Kolbenschieber 38 geführt, dessen mittlerer Teil 38 a ausgespart ist. Die Länge dieser Aussparung entspricht dem Abstand zwischen den Kanälen 36 und 37.
Die Breite der nicht ausgesparten Steuernden des Schiebers 38 entspricht der Weite der Kanäle 36 und 37.
Der Mittelteil des Zylinders 35 ist mit einem Einlass versehen, an den eine Öldruckleitung 39 angeschlossen ist. Die Enden des Zylinders 35 stehen mit einer Ausflussleitung 40 in Verbindung. Die Kolbenstange des Kolbens 33 trägt an ihrem einen Ende einen drehbar gelagerten doppelarmigen Hebel 41, dessen unterer Arm mit der Stange des Kolbenschieber 88 verbunden ist. Der andere Arm des Hebels 41 ist an einem Eisenanker 42 befestigt, der verschiebbar in einem ortsfesten Rahmen 48 geführt ist, der an den Zylindern 34 und 35 sitzt. Der Anker 42 wird einerseits durch die von einer Feder 46 ausgeübte Kraft, und anderseits von der Magnetkraft einer Spule 44 beeinflusst, die von einer Batterie 45 od. dgl. gespeist wird.
Der Stromkreis der Batterie 45 und der Spule 44 wird durch den oben beschriebenen Regler 24 beeinflusst. Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist folgende :
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Bei einer etwaigen Abnahme der Belastung, die durch besonders weiche Holzstücke im Schleiferschacht verursacht werden kann, steigt die Drehzahl der Welle 15'etwas. Infolgedessen wird durch den Regler 24 augenblicklich der Betrag des eingeschalteten Widerstandes 25 verringert. Dies führt zu einer Zunahme des durch die Spule 44 fliessenden Stromes, so dass der Anker 42 entgegen der Wirkung der Feder 46 so weit nach rechts geschoben wird, bis zwischen der magnetischen Kraft und der Kraft der Feder 46 das Gleichgewicht wieder hergestellt ist.
Wenn der Schieber 38 die in der Zeichnung dargestellte Lage einnimmt, wird der Kolben 33 verriegelt, weil die beiden Steuerkanäle 36 und 37 durch den Steuerschieber 38 verschlossen sind. Wenn nun das obere Ende des Hebels 41 durch den Anker 42 nach rechts verschoben wird, so schwingt das untere Ende nach links aus, da der Drehpunkt des Hebels zunächst festliegt. Dies führt zu einer Verstellung des Schiebers 38 nach links. Hierdurch kommt die mittlere mit Drucköl belieferte Aussparung des Schiebers in Verbindung mit der linken Seite des Zylinders 34, während die rechte Zylinderseite mit der Ausflussleitung 40 verbunden wird. Der nunmehr auf den Kolben 3. 3 von links her ausgeübte Druck führt zu einer Verschiebung des Kolbens und damit
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der Kolbenschieber 38 in die dargestellte Lage zurückgekehrt ist.
Durch die Verschiebung des Stellhebels 32 wird das Übersetzungsverhältnis des Getriebes 30 derart verändert, dass eine wesentliche Erhöhung der Umdrehungsgeschwindigkeit der Sekundälwelle 31 eintritt. Hiedureh wird die Belastung des Schleifsteins erhöht und einer weiteren Geschwindigkeitszunahme der Turbine 10 entgegengewirkt.
Da der Schieber 38 dem Hebel 41 keinen wesentlichen Widerstand bietet, erfolgt seine Verschiebung augenblicklich, sowie sich die Spannung des Stromerzeugers 17 und infolgedessen die von der Stromquelle 45 gelieferte Stromstärke verändert.
Das Gemeinsame beider Ausführungsbeispiele liegt darin, dass in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Antriebsmaschine ein elektrischer Strom erzeugt wird, und dass dieser Strom dazu benutzt wird, die Fördergeschwindigkeit des Holzes zu beeinflussen.
Die Erfindung ermöglicht es, Antriebsmaschinen zu verwenden, die nicht mit dem üblichen Fliehkraftregler versehen sind, der zur Konstanthaltung der Geschwindigkeit bei verschiedener Belastung derselben dient. Dies ist von besonderer Wichtigkeit bei Wasserturbinen, bei denen Einrichtungen zum Regeln der bei bestimmter Betriebsdrehzahl gelieferten Leistung teuer und umständlich wären.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Selbsttätige Geschwindigkeitsregelung von Schleifer zur Erzeugung von Holzsehliff durch Beeinflussung der Holzvorschubgesehwindigkeit auf elektrischem Wege, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit des Holzvorsehubes durch einen in Abhängigkeit von der Drehzahl der Antriebsmaschine oder des Schleifsteins erzeugten elektrischen Strom derart beeinflusst wird, dass jeder Änderung der Antriebsgeschwindigkeit durch eine sofortige Veränderung der Sehleiferbelastung entgegengewirkt wird.