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Vorrichtung zur Regelung elektrisch angetriebener Rollapparate.
Das die Papiermaschine mit konstanter Geschwindigkeit verlassende Papier muss fortlaufend in Rollen aufgewickelt werden. Hiezu dienen vorwiegend Rollstangen oder sogenannte Tamboure, die am Ende der Papiermaschine in dem sogenannten Rollständer übereinander gelagert sind. Wenn die jeweils aufwickelnde Rolle einen bestimmten Durchmesser erreicht hat, wird die Papierbahn abgerissen und auf eine andere leere Rollstange übergeführt.
Bisher wurde der Antrieb der Rollstangen fast allgemein von der vorhandenen Papiermaschinentransmission abgeleitet. Vereinzelt ist jedoch auch elektrischer Einzelantrieb ausgeführt worden. Allgemeine Einführung hat der elektrische Einzelantrieb bisher noch nicht erlangt, weil seiner Durchführung verschiedene Schwierigkeiten, die in der Betriebsweise der Rollapparate begründet sind, entgegenstehen.
Um festgewickelte Rollen zu erhalten, muss nämlich das Papier mit einer bestimmten Zugspannung, die sich jeweils nach Art und Beschaffenheit des Papiers zu richten hat, aufgewickelt werden. Die Zugspannung darf aber bestimmte Höchstwerte nicht überschreiten, damit die Papierbahn nicht abreisst.
Erschwert wird diese Bedingung dadurch, dass während des Aufrollvorganges der Rollendurchmesser beständig anwächst und die Drehzahl der Rollen dementsprechend vermindert werden muss. Da bei konstanter Papierspannung das erforderliche Antriebsdrehmoment proportional dem Rollendurchmesser geradlinig ansteigt, muss der Drehzahlverlauf einer gleichseitigen Hyperbel folgen, d. h. mit zunehmendem Rollendurchmesser muss die Drehzahl entsprechend vermindert werden. Werden diese Bedingungen eingehalten, so ist die erforderliche Antriebsleistung während des ganzen Aufrollvorganges konstant.
Hieraus ergibt sich, dass sich der Gleiehstromnebenschlussmotor mit Feldregelung zum Einzelantrieb solcher Rollapparate im besonderen Masse eignet.
Rollapparate mit Einzelantrieb der Wickelachse durch je einen besonderen Gleichstromneben- schlussmotor sind bereits bekanntgeworden. Die Drehzahlregelung wurde dabei in verschiedener Weise durchgeführt. So z. B. ist es bekannt, einen drehbar gelagerten Fühlhebel anzuordnen, dessen eines freie Ende eine Laufrolle trägt, die an der aufwickelnden Rolle anliegt und mit zunehmendem Rollendurchmesser die Winkellage des Fühlhebel zwangsläufig ändert. Diese Drehbewegung des Fühlhebels wird auf einen Feldregler übertragen, der die Drehzahl des Antriebsmotors dem veränderlichen Rollendurehmesser anpasst. Diese Regelung hat jedoch den Nachteil, dass die erforderliche Übereinstimmung zwischen Rollendurchmesser und Motordrehzahl, bedingt durch Reglerausschlag und Regelbereich, nur schwer zu erzielen ist.
Bei dieser starren mechanischen Abhängigkeit zwischen Rollendurchmesser und Motordrehzahl besteht die Gefahr, dass die Papierbahn leicht überbeansprucht wird. Daher ist es erforderlich, dass die Bedienung während des Aufrollens die Belastung des Antriebsmotors ständig beobachtet und öfter ausgleichend eingreift. Einen Anhalt hiezu bietet der an den Antriebsmotor angeschlossene Strommesser.
Vorteilhafter als die starre mechanische Abhängigkeit zwischen Rollendurchmesser und Regelung des Antriebsmotors ist die belastungsabhängige elektrische Regelung der Motoren zum Antrieb der Wickelachsen. Eine derartige Regelung lässt sich bei Verwendung von Gleichstromnebenschlussmotoren leicht durchführen, weil, wie im vorhergehenden dargelegt wurde, die Leistung während des Aufrollvorganges bei konstantem Papierzug ebenfalls konstant ist. Es sind auch bereits Einrichtungen bekanntgeworden, welche die Feldregler der Antriebsmotoren in Abhängigkeit von der Ankerstromstärke der Motoren
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dessen Belastung wieder zu erhöhen. Da aber die Zugspannung der Papierbahn nicht mehr vorhanden ist, wird der Motor bis zu seiner höchsten Drehzahl beschleunigt.
Das Wiederaufführen der Papierbahn auf die aufwickelnde Rolle ist dabei äusserst erschwert oder unmöglich. Um das Wiederaufführen der Papierbahn zu ermöglichen, muss in solchem Falle der selbsttätige Regler abgeschaltet und die Drehzahl des Antriebsmotors wieder auf diejenige zurückgeführt werden, die vor dem Abreissen des Papiers bestand.
Weil jedoch die Bedienung die vorherige Reglerstellung nicht kennt, ist das Einstellen der zur Wiederaufführung erforderlichen Drehzahl sehr erschwert.
'Diese Schwierigkeit wird erfindungsgemäss dadurch behoben, dass die Regelvorrichtung von einem Stromwächter überwacht ist, welcher bei Unterschreitung einer bestimmten Stromstärke im Antriebsmotor die Regelvorrichtung unwirksam macht. Weiterhin wird die Regeleinrichtung dadurch wesentlich vereinfacht, dass für sämtliche Einzelantriebsmotoren der Wickelachse eines Rollapparates ein gemeinsamer selbsttätiger Feldregler verwendet wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Die Einzelantriebsmotoren I und I'der Wickelachse werden von dem Kraftnetz Pi, nul mit Gleichstrom veränderlicher Ankerspannung gespeist und von dem Gleichstromnetz Pa, Na mit konstanter Spannung erregt. An das Kraftnetz Pi, sind der Papiermaschinenmotor (bei Einmotorenantrieb der Papiermaschine) oder die Teilantriebsmotoren der einzelnen Gruppen der Papiermaschine (bei Mehrmotorenantrieb) angeschlossen.
Wenn durch Änderung der'Spannung des Kraftnetzes Pi, TVi die Geschwindigkeit der Papiermaschine anders eingestellt wird, so folgt auch die Geschwindigkeit'der Rollennotoren I und l'dieser
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an die Veränderlichkeit des Rollendurchmessers erfolgt durch Feldregelung mittels des Reglers VIII. Dieser wird in an sich bekannter Weise in Abhängigkeit von der Ankerstromstärke der Motoren I oder l'
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tätigen Schaltapparat XII nach Erfordernis für Rechts-oder Linkslauf geschaltet wird. Der Schalt- apparat'XIl hat die Aufgabe, in Abhängigkeit von der Stromstärke der Rollermotoren I und 7'den
Feldregler VIII zu überwachen.
Die Magnetspule 8 dieses Apparates ist unter Vorschaltung eines kleinen
Einstellwiderstandes 7 an den Messwiderstand X oder X'angeschlossen und erregt den Steuermagneten so, dass sein Kern bei der jeweils vorgeschriebenen Belastung des Rollermotors in Gleichgewichtslage ist.
Weicht die Belastung des Rollermotors vom Sollwert ab, so schliesst der Schalter XII einen der Kontakte 11 oder 12, bis durch entsprechende Verstellung des Feldreglers VIII die vorgeschriebene Belastung wieder erreicht ist.
An die Messwiderstände X und X'ist zugleich die Spule 7, des Stromwächters XI angeschlossen.
Bei normalem Betrieb ist der Kontakt P210 geschlossen.'Wenn die Papierbahn reisst, so tritt an dem
Motor 1 bzw. I'eine plötzliche Entlastung auf. Dabei fällt der Stromwächter XI ab, und durch das Öffnen seiner Kontakte Ps--M wird der Steuerstrom des selbsttätigen Feldreglers VIII plötzlich unterbrochen.
Dadurch wird erreicht, dass dieser Regler seine jeweilige Stellung und dadurch auch der Motor 1 oder l' seine Drehzahl unverändert beibehält. Das Wiederaufführen der Papierbahn bereitet daher keine
Schwierigkeiten. Gewöhnlich wird beim Wiederaufführen die Papierbahn mehr oder weniger durchhängen.
Der Durchhang lässt sich einfach beheben, indem die Bedienung nach dem Aufführen der Papierbahn auf die aufwickelnde Rolle denfeldregler Vlllvon Handetwas nachstellt und dadurch den Motor 1 oder l' so weit beschleunigt, bis die Papierbahn wieder gestrafft ist. Sobald sich die Belastung des MQtors I oder I' wieder dem normalen Wert nähert, schliesst sich selbsttätig der Stromwächter XI, und dieser schaltet somit die selbsttätige Regelung wieder ein.
Wie schon vorstehend bemerkt, besteht ein wesentlicher Teil der Erfindung in der Verwendung einer einzigen gemeinsamen Regeleinrichtung für sämtliche Antriebsmotoren der Wickelaehsen eines
Rollapparates. Von diesen Motoren ist meist jeweils nur derjenige in Betrieb, der die aufwickelnde Wickel- aehse antreibt. Wenn der Durchmesser der jeweils aufwickelnden Rolle, z. B. Rolle 1, den vorgeschriebenen
Endwert erreicht, wird, bevor die Papierbahn abgerissen und auf eine der andern leeren Rollen, z. B.
Rolle I', aufgeführt wird, zunächst der Motor l'mit vollem Feld angelassen. Die Überschaltung der
Regeleinrichtung von Motor 1 auf den Motor l'erfolgt durch den von Hand zu bedienenden Umschalter V 1.
Ist die Papierbahn von Rolle I auf Rolle l'übergeführt worden, so legt die Bedienung den Umschalter 77 nach rechts, so dass dessen Kontakte Pa-5'geschlossen werden. Dadurch schliesst sich das Sehütz VII', das den Regler VIII an das Feld 11'des Motors l'und die Magnetspule des Schaltapparates X11 und des Stromwäehters XI an den Messwiderstand T legt. Da die Rolle l'noch ihren kleinsten Durchmesser hat, muss der Motor I'mit höchster Drehzahl laufen.
Die selbsttätige Regelung ist zunächst ausser Wirkung, denn, weil die Papierbahn noch nicht gestrafft und daher der Motor I'noch nicht normal belastet ist, ist der Kontakt Pic des Stromwächters XI geöffnet. Um den Motor F auf erforderliche hohe Dreh-
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zahl zu beschleunigen, verstellt die Bedienung den Feldregler VIII im erforderlichen Masse von Hand.
Durch die Beschleunigung des Motors l'wird das durchhängende Papier aufgewickelt. In dem Masse, wie dann die Zugspannung der Papierbahn ansteigt, erhöht sich auch die Stromaufnahme des bisher nahezu leer laufenden Motors 1'. Sobald eine gewisse Mindeststromstärke erreicht ist, schliesst der Strom- wächter XI den Kontakt P2-10 und schaltet somit die selbsttätige Regelung ein. Ist es während des
Betriebes aus irgendeinem Grunde erforderlich, den Motor, z. B. mittels Druckknopfes V', plötzlich still- zusetzen, so wird durch den Hilfskontakt 3', 4'des Schützes JV der Steuerstrom des Schützes VII' unterbrochen und damit auch die selbsttätige Regelung abgeschaltet.