Schaltung für den Antrieb eines Haspels. Bei einem Bandwalzwerk wird üblicher weise das Band von einem Haspel abgewickelt, zwischen den Walzen bearbeitet und auf einen zweiten Haspel wieder aufgewickelt. Die Bandgeschwindigkeit ist durch die Walzen drehzahl gegeben, und unabhängig von ihr sollen die Haspel so angetrieben bzw. gebremst werden, dass das Band gleichmässig gespannt bleibt.
Da sieh der Haspeldurchmesser in Ab hängigkeit von der aufgewickelten Lagenzahl ändert, muss meistens auch eine Berücksichti- nnng des Haspeldurchmessers in der Weise stattfinden, dass das Haspeldrehmoment mit steigendem Durchmesser ansteigt, so dass der Bandzug konstant bleibt. Besonders schwer ist.
es, den Bandzug auch bei Geschwindigkeits änderungen des Bandes, also vor allem beim .Anlauf und beim Stillsetzen, konstant zu hal ten, weil die Beschleunigungsdrehmomente der Ilaspel mitzuberüeksichtigen sind.
Bei emp findlichen Bändern, etwa Aluminiumfolien, ist der betriebsmässige Bandzug so klein, dass die Beschleunigungsdrehmomente das Be triebsdrehmoment des Haspels übersteigen können und daher schon ein prozentuell klei ner Fehler im Ausgleich der Beschleimigimgs- drehmomente zu einer Beschädigung des Ban des führen kann.
Es ist ein Ziel der Erfindung, bei solchen Bandwalzwerken, bei denen die Walzen durch einen Leonardsatz und mindestens ein Haspel durch einen weiteren Leonardsatz angetrieben werden, eine bei allen Betriebsbedingungen richtige Berücksichtigung der Beschleuni- gungsdrehmomente zu erreichen. Die erfin dungsgemässe Schaltung ist dabei nicht nur bei Bandwalzwerken anwendbar, sondern bei allen Einrichtungen mit ähnlichen Arbeits bedingungen, also zum Beispiel auch bei Ma schinen zum Herstellen oder Bedrucken von Papier oder Stoffbahnen, bei der Herstellung von Kunststoffbändern usw.
Im folgenden ist jedoch wegen der einfacheren Ausdrucks weise die Bezeichnung Bandwalzwerk beibe halten; sie soll alle Maschinen mit ähnlichen Arbeitsbedingungen mitumfassen.
An Hand der Zeichnung soll der bekannte Leonardantrieb für ein Bandwalzwerk und die erfindungsgemässe Schaltung zum Ausgleich der Beschleunigungsdrehmomente erläutert werden. Die Motoren 1., 2, 3 sind von den Generatoren 4, 5, 6 gespeist und treiben die Haspel 12 und 32 und das Walzenpaar 22, 23 an. Die Generatoren 4, 5, 6 werden gemeinsam von einem Motor 10 angetrieben, mit dem auch der Generator 15 für die Speisung der Er reger- und Hilfsstromkreise gerippelt ist.
Der Motor 2 wird angelassen und geregelt, indem die Erregung 51 des zugehörigen Generators 5 mit. Hilfe des Reglers 92 verstärkt und an schliessend gegebenenfalls die Erregung 21 des Motors 2 mit Hilfe des Reglers 93 ge schwächt wird. Die beiden Regler 92, 93 sind mechanisch gekuppelt und können von einem Verstellmotor 9 betätigt werden.
Die Steuergeneratoren 4 und 6 der Ha spelmotoren 1 und 3 sind ungesättigt und iri der bekannten Krämerschaltung ausgeführt. Jeder Generator besitzt eine an seine Anker spannung angeschlossene Erregerwicklung 43 bzw. 63, die so bemessen ist, dass sie bei jeder Spannung das zur Erzeugung gerade dieser Spannung notwendige Feld erregt, das heisst die Generatoren sind labil erregt. Wird durch die Wicklung 41 bzw. 61 eine durch die Regler 45 bzw.
65 einstellbare Regelerregung auf gebracht, dann steigt der Ankerstrom so lang, bis die Regelerregung durch die Amperewin- dungen der Gegenkompoundwieklung 42 bzw. 62 gerade aufgewogen ist; der Generatorstrom ist eindeutig bestimmt durch die Stellung des Reglers 45 bzw. 65 und unabhängig von der Ankerspannung, also auch unabhängig von der Grösse und Richtung der Motordrehzahl und vom Motorfeld. Dieser Strom gibt bei be stimmter Motorerregung 11 bzw. 31 ein be stimmtes Motordrehmoment, also einen Band zug, der somit durch die Regler 45 bzw. 65 einstellbar ist.
Bei Laufrichtung des Bandes nach rechts arbeitet infolgedessen die Ma schine 3 als Motor, 1 aber als Bremse, bei Laufrichtung nach links umgekehrt 1 als Mo tor, 3 als Bremse. Die Zugregler 45 und 65 können in bekannter Weise in der Art einer Kulissensteuerung gebaut sein und eine Ein richtung zum Abschalten der Labilerregung 43 bzw. 63 besitzen, wodurch auch Manövrie ren mit kleiner Motordrehzahl möglich wird.
Zur Berücksichtigung des Haspeldurch- messers wird zweckmässig die Motorerregung 11 bzw. 31 so geregelt, dass das Feld propor tional mit dem Haspeldurchmesser steigt. Zu diesem Zweck ist der Regler 7 bzw. 8 vorgese hen, dem eine vom Durchmesser abhängige Spannung 73 bzw. 83 zugeführt wird und der eine dieser Spannung eindeutig zugeordnete Stellung einnimmt und den Regelwiderstand 72 bzw. 82 entsprechend verstellt.
Die bisher beschriebene Anlage ist geeig net, den Zug im Band in jedem stationären Betriebszustand konstant zu halten.
Die Erfindung betrifft nun eine Schal tung, die derartige Anordnungen so ergänzt, dass die bei Geschwindigkeitsänderungen zur Wirkung kommenden Beschleunigungs momente der Haspel durch entsprechende Veränderungen der Drehmomente der Haspel motoren ausgeglichen werden, und zwar wird diese Drehmomentsveränderung erfindungs gemäss in Abhängigkeit von der für die Be schleunigung oder Verzögerung massgeblichen Verstellgeschwindigkeit eines durch seine je weilige Lage die Geschwindigkeit des Arbeits gutes bestimmenden Reglers vorgenommen. Bei dem als Ausführungsbeispiel gewählten Bandwalzwerk ist ein Mass für die Beschleu nigung (bzw.
Verzögerung) in der Verstell geschwindigkeit des Leonardreglers für den Walzenantrieb gegeben-, da jeder Stellung des Leonardreglers eine bestimmte Walzgeschwin- digkeit, also der Verstellgeschwindigkeit, eine bestimmte Beschleunigung des Bandes ent spricht.
Wird zum Antrieb des Leonardreglers ein Verstellmotor verwendet, so ist die Ver- stellgesehwindigkeit der Drehzahl des Ver- stellmotors, also bei konstantem Feld, seiner Ankerspannung proportional, von der unmit telbar oder zum Beispiel über ein verstärken des Glied eine Zusatzerregung zum Ausgleich der Massenträgheit abgenommen werden kann.
Es ist aber auch möglich, diese Änderung der Erregung vom Regler des Verstellmotors ab zuleiten oder, falls etwa nur eine Verstell geschwindigkeit in Frage kommt, eine kon stante Zusatzerregung zugleich mit dem Ver- stellmotor ein- und auszuschalten. Es wäre auch denkbar, dass der Leonardregler von Hand betätigt wird; dann müsste eine Tacho- meterdynamo mit dem Handhebel verbunden werden, deren Spannung ein 'Mass für die Ver- stellgeschwindigkeit wäre.
Weiter wäre es auch möglich, mit. dem Handhebel einen Öl- katarakt oder sonst eine geschwindigkeits abhängige Bremse zu verbinden und die auf diese Bremseinrichtung ausgeübte Kraft, z. B. auch den Öldruck, zur Verstellung eines Span- nungsteilers in der Weise zu benutzen, dass die am Spannungsteiler abgegriffene Span nung ein Mass der Bandbeschleunigung ergibt.
Diese eben besprochenen Möglichkeiten kön nen sinngemäss angewendet werden, obwohl im folgenden die Erfindung nur an dem in der Zeichnung dargestellten Fall des Verstell motors erläutert ist, Die, wie erklärt, der Bandbeschleunigung proportionale Ankerspannung des Motors 9 wird also an die Zusatzerregerwicklung 44 bzw. 64 der Haspelgeneratoren 4 bzw. 6 an geschlossen, so dass in jeder dieser Wieklun- gen ein der Beschleunigung des Bandes pro portionaler Strom fliesst.
Da die Generatoren ungesättigt sind, ergibt diese Zusatzerregung einen ihr proportionalen Ankerstrom, der sich dem von den Regelwicklungen 41 bzw. 61 ver- ursaehten Strom überlagert und der in den Motoren 1 bzw. 3 ein der Bandbeschleunigung proportionales Drehmoment erzeugt, das bei richtiger Auslegung der Wicklungen gerade so gross ist, dass es die notwendigen Besehleu- nigungen der Haspel verursacht, wobei der durch die Zugregler 45 bzw. 65 eingestellte Bandzug auch während der Beschleunigungs periode -unverändert aufrecht bleibt.
Wird die Bandgeschwindigkeit dadurch vermindert, dass die Regler 92, 93 im -umgekehrten Sinn betätigt werden, dann muss zu diesem Zweck die Ankerspannung am Motor 9 mit Hilfe des Wendeschalters 91 gewendet werden. Es wird dann auch der Strom in den Beschleunigungs- Erregerwicklungen 44 bzw. 64 mitgewendet, so dass das Zusatzdrehmoment in richtiger Weise verzögernd wirkt.
Wird die Walzrich- tung geändert (durch Umpolung des Genera torfeldes 51), dann muss beim Beschleunigen und beim Bremsen das Zusatzdrehmoment gegen früher gewendet werden; diesem Zweck dient der Wendeschalter 95. Wenn das Mass der Beschleunigung geändert werden soll, dann muss die Laufgeschwindigkeit des Ver- stellmotors 9 durch Verstellen des Potentio- meters 99 geändert werden; es ist ersichtlich, dass damit die Zusatzerregung der Generato ren 4 und 6 im richtigen Sinn und im rich tigen Mass mitgeändert wird.
Ein leerer Haspel hat ein kleineres Träg heitsmoment als ein voller, anderseits ist aber seine Enddrehzahl bei gegebener Walz- gesehwindigkeit höher, so dass die Winkel besehleunigung grösser sein muss. Meist über wiegt letzterer Einfloss; das Beschleunigungs drehmoment muss daher bei leerem Haspel am grössten sein, und es nimmt mit zunehmendem Haspeldurchmesser in leicht errechenbarer Weise ab. Anderseits nimmt das Motorfeld unter dem Einfloss des Reglers 7 bzw. 8 mit steigendem Bunddurchmesser zu, damit, wie oben erläutert, der Bandzug konstant bleibt.
Ein bestimmter, von der Beschleunigungserre gung erzeugter Motorstrom ergibt deshalb bei grösserem Bunddurchmesser ein grösseres Drehmoment als bei kleinem Bunddurchmes- ser, so dass also diese Abhängigkeit in falscher Richtung verläuft. Ist die Abhängigkeit nicht bedeutend und das BeschleLmig-mgsdreh- moment nicht gross gegen das Betriebsdreh moment, dann kann mit einem mittleren Be- schleunig-tingsdrehmoment gerechnet werden; bei empfindlichen Bändern wird aber eine zusätzliche Berücksichtigung der Abhängig keit vom Bunddurchmesser notwendig sein.
Sie wird zweckmässig unter Benutzung der Regler 7 bzw. 8 ausgeführt, deren Stel lung, wie oben erläutert, durch den Haspel durchmesser bestimmt ist. Es kann leicht für jeden Haspeldurchmesser jener Wider standswert errechnet werden, der im Kreis der Beschleunigungserregung 44 bzw. 64 ein geschaltet werden muss, damit unter Bedacht- nahme auf das bei diesem Durchmesser vor handene Motorfeld das notwendige Beschleu nigungsdrehmoment an den Motoren 1 bzw. 3 erhalten wird. Diese Widerstandswerte sind in den Regelwiderständen 71 bzw. 81 den betref fenden Stellungen der Regler 7 bzw. 8 zuge ordnet; wobei noch Justierwiderstände 97 bzw. 98 vorgesehen sein können.
Wird durch den Wendeschalter 91 der Motor 9 an Spannung gelegt, dann entsteht die dieser Spannung entsprechende Drehzahl am Motor 9 und die Beschleunigung der Wal zen 22, 23 mit einer Zeitverzögerung, die der mechanischen Eigenzeit des Motors 9 und der magnetischen Trägheit des Leonardsatzes 2, 5 entspricht. Das Beschleunigungsdrehmoment an den Haspeln 12 und 32 entsteht mit einer Zeitverzögerung, die der magnetischen Träg heit der Leonardsätze 1, 4 bzw. 3, 6 entspricht.
Es ist aber wesentlich, dass die Beschleuni gungsdrehmomente an den Haspeln in jedem Augenblick der Bandbeschleunigung entspre- chen, denn schon eine ganz kurzzeitige Dif ferenz kann genügen, tun das Band zu zer reissen oder schlaff werden zu lassen und an schliessend zu zerreissen.
Es werden deshalb Zeitglieder 94 bzw. 96 zwischen den Motor anker 9 Lind die Beschleunigungserregerwick- lungen 44 bzw. 64 eingeschaltet, die zum Bei spiel aus Widerständen und Kondensatoren oder Drosseln bestehen können und die den zeitlichen Anstieg des Beschleunigungsdreh- momentes der Haspelmotoren an den der Be- schleunigLing des Bandes anpassen.
Wenn es sich nicht um ein Reversierwalz- werk handelt, sondern um eines, das nur in einer Richtung läuft, dann braucht nur der Aufhaspel einen Motor zu besitzen, während der Abhaspel durch eine mechanische Bremse belastet sein kann. Das Trägheitsmoment eines solchen motorlosen Haspels ist verhältnis mässig klein, so dass ein Ausgleich des Be schleunigungsdrehmomentes nicht erforderlich ist. In diesem Fall genügt also die Anwen dung der Erfindung auf den Leonardsatz des Aufhaspels.