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Regeleinrichtung für elektromotorische Antriebe von Aufwickelvorrichtungen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Regeleinrichtung für Aufwickelvorrichtungen,
bei welchen das Aufwickeln mit konstantem Zug erfolgen muß. Bei diesen Vorrichtungen
ist es notwendig, daß das Drehmoment an der Aufwickelwelle proportional mit dem
Durchmesser des Wickelballens wächst.
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Die Regeleinrichtung für Aufwickelvorrichtungen zum Aufwickeln mit
konstantem Zug weist zum Konstanthalten des Drehmomentes einen Regelkreis auf und
ist mit Mitteln zur l ; ontinuierlichen Bestimmung des Durchmessers des Wickelballens
ausgerüstet, welche eine Ausgangsspannung bestimmen, die als Sollwert für den Regelkreis
dient. Die Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator vorhanden
ist, welcher mit einem mit der Zuggeschwindigkeit proportionalen Strom aufgeladen
und periodisch entladen wird mit einer Frequenz, die im festen Verhältnis zur Aufwickeldrehzahl
steht, wobei die erreichte maximale Spannung am Kondensator ein Maß für den Wickeldurchmesser
darstellt.
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Zur Steuerung der periodischen Ladung und Entladung des Kondensators
I : ann ein Unterbrecher vorhanden sein. welcher durch die Aufwickelwelle periodisch
geschlossen und geöffnet wird. Ferner ist es zweckmäßig, zur Steuerung des Ladens
und Entladens des Kondensators eine gasgefüllte Röhre zu verwelldell. deren Steuergitter
durch von der Aufwickelwelle abgeleitete Impulse beeinflußt wird.
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Gemäß einer besonders zweckmäßigen Ausführung der Regeleinrichtung
ist eine sich mit der Motorwelle drehende Maske mit gleichmäßig verteilten Löchern
als Impulsgeber vorhanden, welche Maske die periodische Beleuchtung einer lichtempnndlichen
Zelle bestimmt.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 eine prinzipielle Anordnung des Regelkreises,
Fig. la den zeitlichen Spannungsverlauf, Fig. 2 eine erste Ausführung der Schaltung
und Fig. 3 und 4 je eine Variante.
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In der Darstellung gemäß Fig. 1 ist mit 1 eine Tachometerdvnamo bezeichnet,
welche mit einer Welle der Machine, welche das Band der Aufwickeleinrichtung zuführt,
gekoppelt ist. Die Tachometerdynamo erzeugt eine Spannung, welche mit der Bandgeschwindigkeit
proportional ist. Über einen Widerstand 2 ist mit der Tachometerdynamo ein Unterbrecher
3 gekuppelt, welcher durch die Aufwickelwelle4, z. B. durch einen Nocken 5, hetätigt
wird.
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Mit 6 ist ein Kondensator bezeichnet, welcher bei geöffnetem Unterbrecher
3 aufgeladen wird. Der Ladestrom ist durch die Tachometerdynamometerspannung hervorgerufen.
Ferner sind ein Gleichrichter 7 und
ein weitere Kondensator 8 vorgesehen. Parallel
zu diesem Kondensator ist ein Widerstand 9 geschaltet.
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Der zeitliche Spannungsverlauf ist aus der Fig. la ersichtlich. Die
maximale Kondensatorspannung UD ist proportional mit der pro Umdrehung zurückgelegten
Aufwickelstrecke. Diese Einrichtung bestimmt also das Verhältnis zwischen Bandgeschwindigkeit
und Aufwickeldrehzahl als Maß für den Wickeldurchmesser. Im folgenden wird sie deshalb
als Dividiergerät bezeichnet.
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Die beschriebene Anordnung findet als Dividiergerät in einem Regelgerät
nach Fig. 2 Anwendung.
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Mit 10 ist eine Fördereinrichtung bezeichnet, welche mit der Tachometerdynamo
1 mechanisch gekuppelt ist. Letztere steht mit dem Dividiergerät 14 in Verl) indung,
das über einen Potentiometer zur Einstellung des Warenzuges mit dem Steuergerät
16 gekoppelt ist. Die Aufwickeltrommel 11 ist durch einen Antriebsmotor 12 angetrieben,
welcher mit einem Kontaktgeber 13 ausgerfistet ist. Der Kontaktgeber 13 schließt
den Kondensator des Dividiergerätes 14 periodisch kurz mit einer Frequenz, die der
Drehzahl entspricht. Der Antriebsmotor 12 steht mit einem Generator 17 und mit einem
Asynchronmotor 19 in Verbindung. Mit 18 ist das Generatorfeld einer Ward-Leonard-Schaltung
bezeichnet. Die Fördereinrichtung treibt die Tachometerdynamo 1 an, welche eine
mit der Bandgeschwindigkeit proportionale Spannung erzeugt. Diese Spannung bestimmt
im Dividiergerät 14 den Aufladestrom des Kondensators.
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Die Anzahl der Entladungen pro Umdrehung der Aufwickelwelle 4 wird
mit Vorteil hoch gewählt, damit^ das System bei Durchmesseränderungen ohne Verzögerung
arbeitet.
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In Fig. 3 ist eine Ausführung des Dividiergerätes gezeigt, bei welcher
eine Pentode 26 mit Bremsgitter 30 und Schirmgitter 29 sowie Steuergitter 27 Verwendung
findet. Mit der Anode 32 der Pentode 26 ist ein Kondensator 21 gekuppelt. Das Schirmgitter
29 steht über einen Widerstand 29'unter konstanter Spannung. Mit 22 ist ein als
Kontaktgeber ausgebildeter Schalter bezeichnet, welcher mit der Drehzahl der Welle
4 angetrieben wird. Parallel zum Schalter 22 sind über einen Gleichrichter 44 ein
Kondensator 23 und ein Widerstand 24 sowie ein weiterer Kondensator 25 angeordnet.
Zwischen dem Widerstand 24 und Kondensator 25 ist ein Widerstand 45 eingesetzt.
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34 bezeichnet einen Kathodenfolger mit gitter 34'.
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Als solcher ist eine Röhre mit Anodenbasisschaltung vorgesehen, so
daß die Kathode der Röhre das Potential des Gitters 34' annähernd annimmt. An Stelle
des auf der Aufwicketwelle angeordneten Kontaktgebers kann ein magnetischer Impulsgeher
oder ein optischer Impulsgeber zur Steuerung der Entladung des Kondensators 21 Anwendung
finden.
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Als solcher Impulsgeber, welcher auf der Motorwelle montiert wird,
könnte auch eine sicli drehende Maske mit gleichmäßig verteilten Löschern vorgesehen
sein, welche Maske die impulsweise Beleuchtung einer lichtempfindlichen Zeile bestimmt.
Da die Impedanzen von Fotozellen meistens sehr hoch sind, ist die Verwendung eines
Impedanzwandiers und Verstärkers nötig. Hierbei ist es vorteilhaft, einen Transistor
zu verwenden, wobei im Dividiergerät selbst noch eine Spannungsverstärkung erfolgen
muß, Da bei sehr kleinen Geschwindigkeiten die Schaltung nicht zuverlässig arbeiten
kann, ist es notwendig, den Ladevorgang erst bei einer bestiminten Drehzahl zuzulassen.
Die Impulse werden dann kapazitiv übertragen, so daß beim Ausbleiben der Impulse
der Sondensator entladen hleibt.
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Bei der in Fig. 4 dargestellten Anordnung sind an Stelle des mechanischen
Kontaktgebers eine Fotozelle41 und ein npn-Transistor 40 vorgesehen. Der Transistor
dient als Verstärker und ist unmittelbar beim Impulsgeber, d. h. bei der Fotozelle
41, montiert. Im Gerät selbst erfolgt noch eine Spannungsverstärkung mittels einer
Pentode 42 und Kondensator 43.
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Die Anode 47 der Pentode steht mit dem Gitter 49 einer Triode in
Verbindung, deren Kathode 54 über einen Widerstand 60 mit der Anode 55 einer weiteren
Pentode 56 in Verbindung steht. Die Anode 55 ist über einen Kondensator 51 an eine
Spannungsquelle 57 angeschlossen und steht andererseits mit dem Gitter 58 einer
Triode 59 in Verbindung.
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Nach der Beleuchtung der Fotozelle entsteht eine Spannungswelle,
welche durch den Kondensator 43 auf das Gitter 46 der Pentode 42 geleitet wird.
Die
Pentode 42 wird entsprechend der periodischen Beleuchtung der Fotozelle 41 mit
der gleichen Frequenz geöffnet und geschlossen, wobei die Spannung an der Anode
47 entsprechend variiert. Mit dieser Spannung wird das Gitter 49 der Triode 48 gesteuert,
wobei diese Triode periodisch Stromführer wird und so als Ventil dient. Bei Stromdurchgang
wird der Kondensator 51 entladen, wodurch die Spannung im Punkt 50 steigt. Damit
das Potential des Punktes 50 nicht höher werden liann als das Potential des Punktes
52. ist ein Gleichrichter 53 zwischen diesen beiden Punkten 52 und 50 vorgesehen.
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Die Spannungsbegrenzung wird dadurch erzeugt, daß, sobald Punkt 50
durch den Spannungsabfall an dem Kathodenwiderstand 54 das Potential von Punkt 52
erreicht liat, der Gleichrichter 53 leitend wird.