<Desc/Clms Page number 1>
Einrichtung zur Aufrechterhaltung einer gegebenen Geschwindigkeit von ange- triebenen Wellen einer Maschine, insbesondere von Papiermaschinen.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Aufrechterhaltung einer gegebenen Geschwindigkeit von angetriebenen Wellen einer Maschine, insbesondere von Papiermaschinen, bei welcher der Antrieb der Wellen über mindestens ein Geschwindigkeitswechselgetriebe erfolgt.
In Verbindung mit Papiermaschinen ist es bereits vorgeschlagen worden, Wellen, die zeitweise mit einer grösseren und zeitweise mit einer kleineren, gegebenen Geschwindigkeit zu laufen haben, über ein mit unveränderlicher Drehzahl angetriebenes-Geschwindigkeitswechselgetriebe zu betätigen. Dabei wird der Verstellungsbereieh des Getriebes so bemessen, dass er sowohl für die gemeinsame Geschwindigkeitsregulierung aller Wellen, als auch für die Zugeinstellung der einzelnen Wellen der Maschine ausreicht. Solche Einrichtungen können jedoch in all den Fällen nicht verwendet werden, wo eine Kraftquelle, welche die Gesehwindigkeitswechselgetriebe mit unveränderlicher Drehzahl anzutreiben gestattet, nicht zur Verfügung steht.
Ferner sind diese Einrichtungen auch dann nicht brauchbar, wenn im Geschwindigkeitswechselgetriebe ein Schlupf auftreten kann, da auch in diesem Falle die angetriebene Welle, trotzdem das Geschwindigkeitswechselgetriebe auf die gegebene Drehzahl der anzutreibenden Welle eingestellt ist, nicht mit der gegebenen Geschwindigkeit laufen wird. Das verursacht bei Maschinen, bei denen das Verhältnis der verschiedenen Umfangsgeschwindigkeiten einer Anzahl Wellen zu einander genau gewahrt bleiben sollte, wie es z. B. bei Papiermaschinen mit Bezug auf die Geschwindigkeit der Nasspressen, der Trockenpartie, des Kalanders und des Aufrollers der Fall ist, sofort Betriebsstörungen.
Um nun bei Einrichtungen der eingangs erwähnten Art, bei denen der Antrieb der Wellen über mindestens ein Gesehwindigkeitswechselgetriebe erfolgt, den angeführten Übelstand zu beseitigen, verändert erfindungsgemäss bei auftretenden ungewollten Drehzahländerungen der primären oder sekundären Welle des Geschwindigkeitswechselgetriebes ein in Abhängigkeit von jenen Drehzahländerungen beeinflusstes Regelorgan das Übersetzungsverhältnis des Getriebes selbsttätig im Sinne der Gleichhaltung der gegebenen Drehzahl der sekundären Welle und dadurch der angetriebenen Wellen der Maschine.
Auf den Zeichnungen sind mehrere Ausführungen der Erfindung beispielsweise veranschaulicht.
Es zeigt : Fig. 1 schematisch eine Anordnung für eine Papiermaschine, bei der jede der mit einer gegebenen Geschwindigkeit anzutreibenden Wellen von einem eigenen Motor über ein Geschwindigkeitswechselgetriebe betätigt wird, wobei das in Abhängigkeit von den Drehzahländerungen zu beeinflussende Regelorgan als elektrischer Regler ausgebildet ist, während Fig. 2 schematisch eine Anordnung zeigt, bei der eine eingestellte, gegebene Geschwindigkeit einer angetriebenen Welle unter Vermittlung eines Pendelreglers aufrecht erhalten wird, wobei letzterer seinen Antrieb von der primären Welle eines die anzutreibende Welle betätigenden Geschwindigkeitswechselgetriebes erhält.
Fig. 3 zeigt eine Anordnung, bei der das in Abhängigkeit von ungewollten Drehzahländerungen eines Geschwindigkeitswechselgetriebes beeinflusste Regelorgan auf hydraulischem Wege betätigt wird, und Fig. 4 zeigt Einzelheiten einer zu einer solchen hydraulischen Betätigung des Regelorgans dienenden Einrichtung : Fig. 5 zeigt eine Anordnung, bei welcher das in Abhängigkeit von ungewollten Drehzahländerungen des Geschwindigkeitswechselgetriebes beeinflusste Regelorgan als Differentialgetriebe ausgebildet ist, und Fig. 6 zeigt die Anwendung der Erfindung für einen Fall, wo das Verhältnis der Geschwindigkeit einer Anzahl Walzen zu der Geschwindigkeit einer bestimmten Walze konstant zu erhalten ist.
<Desc/Clms Page number 2>
In Fig. 1 bezeichnen 1, 2, 3 und 4 Walzen einer Papiermaschine, die mit gegebenen Geschwindigkeiten zu laufen haben. Jede dieser Walzen wird von einem eigenen Motor 5 bzw. 6,7, 8 über ein Gesehwindigkeitswechselgetriebe 16 bzw. 17, 18, 19 angetrieben. Die Motoren 5,6, 7, 8 sind durch Gleichstrom synchronisierte Drehstrommotore, die an ein gemeinsames Netz 23 angeschlossen sind. Die Leitung 101 liefert den zur Synchronisierung notwendigen Gleichstrom und wird von einem Generator 10 gespeist, der von einem Synehronmotor 9 angetrieben wird. 13 ist eine den Geschwindigkeitswechselgetrieben 16, 17, 18, 19 gemeinsame Steuerwelle, von der zu jedem der genannten Getriebe eine mit einem Handrad 20 ausgestattete Nebenwelle 14 abzweigt.
Die Steuerwelle 13 wird von einem Motor 12 angetrieben, dessen Gang von einem elektrischen Regler 11 beeinflusst wird. 15 bezeichnet Mechanismen zum Verstellen des Übersetzungsverhältnisses der Geschwindigkeitswechselgetriebe 16, 17, 18, 19. Jeder Verstellmechanismus 15 steht mit der dem betreffenden Geschwindigkeitswechselgetriebe zugeordneten Nebenwelle 14 in Wirkungsverbindung. Die beschriebene Einrichtung kann von einem Führerstand 21 aus gesteuert werden, von wo aus im Notfalle das Ganze mit Hilfe eines Schalters 22 auch von dem primären Netze 23 abgeschaltet werden kann.
Tritt bei der beschriebenen Anordnung beispielsweise im Netz 23 eine Änderung der Frequenz auf, so übt das sofort einen Einfluss auf die Drehzahl des Synchronmotor 9 aus, und'es wird infolgedessen der Generator 10 schneller oder langsamer laufen, was eine Änderung in der Spannung des erzeugten Gleichstromes zur Folge hat. Diese Spannungsänderung wird nun dazu benutzt, um mit Hilfe des Reglers 11 den Motor 12, der die Steuerwelle 13 betätigt, so zu beeinflussen, dass die Verstellmechanismen 15 die Geschwindigkeitsweehselgetriebe 16, 17, 18, 19 selbsttätig im Sinne der Gleiehhaltung der Drehzahl der sekundären Welle dieser Getriebe und dadurch der gegebenen Drehzahl der von denselben angetriebenen Wellen 1 bzw. 2, 3, 4 beeinflussen.
In Fig. 2 bezeichnet 31 eine angetriebene Welle, die mit einer gegebenen Drehzahl zu laufen hat und die ihren Antrieb über ein Geschwindigkeitswechselgetriebe 32 sowie einen Riementrieb 33 von einer Welle 34 erhält. Letztere stellt die gemeinsame Antriebswelle einer Anzahl nicht gezeigter, der Welle 31 entsprechender Wellen dar. 35 bildet einen zum Verstellen des Übersetzungsverhältnisses des Geschwindigkeitswechselgetriebes 32 dienenden Mechanismus, der über eine Steuerwelle 37 beeinflusst werden kann. Die Steuerwelle 37 kann von Hand mit Hilfe eines Handrades 36 und selbsttätig in noch näher zu beschreibender Weise unter Vermittlung eines als Fliehkraftregler 38 ausgebildeten Regelorgans betätigt werden.
Der Regler 38 erhält seinen'Antrieb über einen Riementrieb 47 von der primären Welle des Geschwindigkeitsweehselgetriebes 32 ; mit der Reglermuffe ist ein Hebel 49 verbunden, an den einmal ein Steuerkolben 40 und sodann eine eine Haudregulierung 48 tragende Stange 50 angelenkt sind. Der Steuerkolben 40 beherrscht den Zufluss und Abfluss einer Druckflüssigkeit nach bzw. aus einem Zylinder 41, in dem ein Kolben 44 verschiebbar angeordnet ist. Dieser steht einerseits durch die Kolbenstange 43 und einen bei 42 drehbar gelagerten Winkelhebel 49 ? mit der Stange 50 und anderseits durch die Kolbenstange 45, sowie einen Hebel 46 mit der Steuerwelle 37 in Wirkungsverbindung. Die Teile'191, 50, 49 wirken als Rückführung.
Wenn bei der Einrichtung nach Fig. 2 aus irgend einem Grunde die Drehzahl der primären Welle 39 des Getriebes 32 sich ändert, so wird sich auch die Drehzahl des Reglers 38 ändern. Das hat eine solche Verschiebung des Steuerkolbens 40 zur Folge, dass Druckflüssigkeit in den einen der zu beiden Seiten des Kolbens 44 befindlichen Räume des Zylinders 41 fliessen kann. Dadurch wird die Stange 45 verschoben, u. zw. so lange, bis durch die Steuerwelle 37 das Übersetzungsverhältnis des Getriebes 32 so geändert worden ist, dass trotz der neuen Geschwindigkeit der primären Welle 39 des Getriebes 32 dessen sekundäre Welle die Welle 31 mit der gegebenen Geschwindigkeit antreibt.
Anstatt den Fliehkraftregler 38 von der primären Welle 39 des Geschwindigkeitswechselgetriebes 32 aus betätigen zu lassen, kann dessen Betätigung auch von der sekundären Welle des Getriebes 32 aus erfolgen.
Fig. 3 und 4 zeigen eine Ausführung, bei der das Regelorgan 57 bei auftretenden ungewollten Drehzahländerungen der sekundären Welle eines Geschwindigkeitswechselgetriebes 52 auf hydraulischem Wege in Abhängigkeit von jenen Drehzahländerungen beeinflusst wird. Die angetriebene Welle, die mit einer gegebenen Geschwindigkeit zu laufen hat, ist hier mit 56 bezeichnet.
Das Geschwindigkeitswechselgetriebe 52 erhält seinen Antrieb von einer Kraftmaschine 51, die beispielsweise ein Dieselmotor, eine Turbine oder ein Elektromotor sein kann, und eine in Verbindung mit diesem Getriebe 52 vorgesehene Einrichtung 53, die zur Vertsellung des Übersetzungsverhältnisses dient, kann unter Vermittlung einer Welle 55 sowohl von Hand mittels Handrades 54 als auch über eine Steuerwelle 56l und einen Steuermotor 60 von dem Regelorgan 57 aus betätigt werden. Letzteres kann mittels Rades 61 von Hand be- einflusst werden, und es steht durch Leitungen 58, 59 mit dem Steuermotor 60 in Wirkungsverbindung.
Eine beispielsweise Ausführung des auf hydraulischem Wege betätigten Regelorganes 57 ist in Fig. 4 gezeigt, zwar allerdings in der Abart, wo dieses Organ nicht, wie es bei der Anordnung nach Fig. 3 der Fall ist, auf den Steuerkolben für eine Regulierflüssigkeit, sondern auf eine Kontaktreihe einer an ein Netz 77 ? angeschlossenen elektrischen Reguliereinrichtung 77 einwirkt. In Fig. 4 ist das Regelorgan 57 als'eine von einer Feder 74 beeinflusste Membrane ausgebildet. In dieser Figur bezeichnet 71 eine Flüssig-
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
und die Pumpe 71 einschliessenden Gehäuses 571 an und fördert sie in den Bereich der balgähnlichen Membrane 57, deren Hubbewegungen von einer Stange 75 auf einen bei 761 drehbar gelagerten Hebel 76 iibertragen werden.
Letzterer bewirkt durch Zusammenarbeiten mit einer elektrischen Kontaktreihe der Reguliereinrichtung 77, dass'eine von der Membrane 57 eingeleitete Bewegung der mechanischen Teile 75, 76 jeweils in einen elektrischen Vorgang umgeformt wird, durch den der Gang des die Steuerwelle 56l betätigenden Steuermotors 60 beeinflusst wird. Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, dass in Fig. 4 mit 61 das bereits in Verbindung mit Fig. 3 erwähnte Handrad bezeichnet ist, das den Durchflussquerschnitt einer Drosselstelle für die von der Pumpe 71 in Umlauf gesetzte Flüssigkeit zu verändern und dadurch den auf die Membrane 57 wirkenden Flüssigkeitsdruck zu regulieren gestattet, also eine Drehzahlregulierung von Hand ermöglicht. 611 bezeichnet ein Sicherheitsventil.
Bei der Anordnung nach Fig. 4 hängen die von der Membrane 57 ausgeführten Bewegungen vom Gang der Flüssigkeitspumpe 71 und somit primär von der Geschwindigkeit der sekundären Welle des Getriebes 52 (Fig. 3) ab. Läuft diese sekundäre Welle z. B. mit einer Geschwindigkeit, die grösser ist als die gegebene Geschwindigkeit der anzutreibenden Welle 56, so wird die Pumpe 71 mehr fördern, und da der vom Handrad 61 beherrschte Drossejquerschnitt unverändert bleibt, so wird auf die Membrane 57 ein verstärkter Druck einwirken, so dass sie zusammengedrückt wird. Das veranlasst eine derartige Bewegung der Teile 75,76, 60, 561, 55 und 53, dass das Übersetzungsverhältnis des Getriebes 52 selbsttätig im Sinne der Gleiehhaltung der gegebenen Drehzahl der sekundären Welle des Getriebes 52 beeinflusst wird.
Auch bei einer Anordnung nach Fig. 4 kann gewünschtenfalls die Pumpe 71 anstatt von der sekundären Welle des Getriebes 52 von dessen primärer Welle aus angetrieben werden.
Fig. 5 zeigt eine Ausführung, bei der das in Abhängigkeit von den ungewollten Drehzahländerungen des Geschwindigkeitsweehselgetriebes beeinflusste Regelorgan als Differentialgetriebe ausgebildet ist.
In dieser Figur bezeichnet 103 das von einem elektrischen Motor 116 angetriebene Geschwindigkeits- wechselgetriebe, dessen sekundäre Welle 103l mit der mit einer gegebenen Geschwindigkeit anzutreibenden Welle 104 gekuppelt ist. 101 bezeichnet eine Steuerwelle, die der Welle 104 und einer weiteren Anzahl ihr entsprechender, nicht gezeigter Wellen gemeinsam ist. In Verbindung mit jeder der letztgenannten Wellen ist eine von der Steuerwelle 101 über ein Kegelrädergetriebe 117 angetriebene Nebenwelle 102 vorgesehen. Jede Welle 102 treibt über eine Kupplung 110, die eine Einzelbeeinflussung ermöglicht, eine Welle 118 an, auf der ein Zahnrad 109 des das Regelorgan bildenden Differentialgetriebes D sitzt.
Ein weiteres Rad 108 dieses Differentialgetriebes erhält seinen Antrieb über ein Konusgetriebe 105, 106, 107 von der sekundären Welle 1031 des Geschwindigkeitswechselgetriebes 103. Das Mittelstück 120 des Differentialgetriebes D trägt zwei Zahnräder 119, die beide mit den Zahnrädern 108 und 109 in Eingriff stehen. Das Mittelstück 120 weist ferner am Aussenumfang ein Zahnrad 111 auf, das mit einem Zahnrad 112 eines Doppelschraubengetriebes in Eingriff steht. Das zweite Zahnrad 113 dieses Schraubengetriebes steht in Wirkungsverbindung mit der nicht gezeigten Einrichtung zur Veränderung des Über- setzungsverhältnisses des Gesehwindigkeitswechselgetriebes 103.
Solange nun die Welle 104 mit der gegebenen Geschwindigkeit läuft, laufen die Räder 108 und 109 mit derselben Drehzahl, so dass das Mittelstück 120 keine Verdrehung erfährt. Sobald aber irgendeine Abweichung der Geschwindigkeit der sekundären Welle des Getriebes jazz von der gegebenen Geschwindig- keit eintritt, wird das Mittelstück 120 verdreht, und es wirkt dann das Doppelschraubengetriebe 112 113 im Sinne der Konstanthaltung der Drehzahl der sekundären Welle JO ; M des Getriebes 103. Das Konusgetriebe 105, 106, 107 gestattet eine gewollte Einzeleinstellung der Geschwindigkeit der Welle 104.
Fig. ss zeigt wie die Erfindung angewendet werden kann, wenn das Verhältnis der Geschwindigkeit
EMI3.2
Wellen 81, 82, die bei normalen Betriebsverhältnissen je mit einer gegebenen Geschwindigkeit zu laufen haben, auch noch in einem konstanten Verhältnis bleiben müssen. Die Welle 80 treibt bei festbleibendem Übersetzungsverhältnis eine Regulierwelle 89 an. Ein Rad 90 dient zur Einstellung des Übersetzungs- verhältnisses des Getriebes 86. Die Tachometergruppe kann, was die auf der Seite der primären Welle des Geschwindigkeitswechselgetriebes 86 sich geltend machenden Einflüsse anbetrifft, durch zweckentsprechende Mittel auf absolut konstanter Drehzahl gehalten werden, d. h. die Regeleinricntung, die z.
B. bei der Ausführung nach Fig. 1 auf die Gesamtsteuerwelle 13 einwirkt, kann in Wirkungsverbindung mit dem Rad 90 gebracht werden. Die Regulierwelle 89 beeinflusst über auch hier als Differentialgetriebe D ausgebildete Regelorgane das Übersetzungsverhältnis der Getriebe 87, 88, u. zw., solange sie mit sich gleichbleibender Geschwindigkeit läuft, genau in derselben Weise, wie es die Welle 101 bei der Anordnung nach Fig. 5 tut. G und K sind Getriebe, die zum Antreiben des einen Teiles der Differentialgetriebe D durch die sekundäre Welle des Geschwindigkeitswechselgetriebes 87, bzw. 88 dienen. Dabei gestatten
<Desc/Clms Page number 4>
die Konusgetriebe K, genau so wie bei der Anordnung nach Fig. 5, die Geschwindigkeit der anzutreibenden Wellen 81, 82 in gewolltem Sinne einzeln zu beeinflussen.
Wenn sich aber bei der in Fig. 6 gezeigten Anordnung aus irgendeinem Grunde die Geschwindigkeit der Welle 80 ändert, so hat das einmal eine sofortige Änderung der Geschwindigkeit der Eegulierwelle 89 zur Folge, was im weiteren eine Beeinflussung der Regelorgane D der Getriebe 87, 88 im Sinne einer Konstanthaltung des Verhältnisses zwischen der Geschwindigkeit der Welle 80 und den Geschwindigkeiten der Wellen 81, 82 hervorruft. Sobald das aufrecht zu erhaltende Verhältnis zwischen den Geschwindigkeiten der Wellen 80, 81, 82 wieder her-
EMI4.1
ab, wenn aus irgendeinem Grunde die Wellen 81, 82 anfangen sollten, mit einer andern als der im richtigen Verhältnis zur Geschwindigkeit der Wellen 80 stehenden Geschwindigkeit zu laufen.
Eine gewollte Änderung der Geschwindigkeit der einzelnen Wellen 81, 82 (Zugregtllierung) kann dagegen mit Hilfe der Konusgetriebe K erreicht werden.
Die beschriebenen Anordnungen können auch bei Gruppenantrieb, d. h in solchen Fällen, wo ein Motor über ein Geschwindigkeitswechselgetriebe mehrere Wellen anzutreiben hat, zur Anwendung kommen. Dabei können die Geschwindigkeitswechselgetriebe der Antriebsmotoren für die verschiedenen Gruppen auf die gleiche Weise zwecks Aufrechterhaltung bestimmter Drehzahlen der anzutreibenden Wellen einer Maschine so in Wirkungsverbindung gebracht werden, wie mit Bezug auf die Anordnungen mit Einzelantrieb beschrieben wurde.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Aufrechterhaltung einer gegebenen Geschwindigkeit von angetriebenen Wellen einer Maschine, insbesondere, von Papiermaschinen, bei denen mindestens ein Teil der anzutreibenden Wellen ihren Antrieb von parallel geschalteten Kraftquellen erhält und eine Gleicblaufvorrichtung eine
EMI4.2
verbindet.