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Regeleinrichtung für Mehrmotorenantriebe in Leonardschaltung, insbesondere
für Papierschneidemaschinen Für viele industrielle Zwecke ist es erforderlich, eine
Mehrzahl von angetriebenen Teilen in einem bestimmten Drehzahlverhältnis zueinander
zu bewegen. So ist es beispielsweise in der Textil- und Papiermaschinenindustrie
vielfach erforderlich, eine größere Anzahl von Walzen anzutreiben, wobei die Umdrehungsgeschwindigkeit
der einzelnen Walzen mit Rücksicht auf die Eigenheiten des erzeugten Gutes einen
bestimmten Drehzahlverlauf haben soll. Für Antriebe dieser Art hat sich @ in vielen
Fällen ein Einzelantrieb der einzelnen Teile durch eigene Motoren eingebürgert,
wobei besondere überwachungs- und Regeleinrichtungen zur Beeinflussung der Drehzahl
vorgesehen sind.
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Handelt es sich darum, von einer laufenden Papierbahn nacheinander
gleichmäßige Stücke abzuschneiden, so unterliegen die die Schneidewalze antreibenden
Motoren sehr starken Belastungsschwankungen gegenüber dem taktgebenden Motor. Für
die Einstellung anderer Papierlängen ist es erforderlich, daß das Drehzahlverhältnis
der die Schneidewalzen antreibenden Motoren in einem sehr weiten Bereich veränderbar
sein muß, ohne daß die Geschwindigkeit des Leitmotors verändert wird, andererseits
muß aber auch die Geschwindigkeit des gesamten Mehrmotorenverbandes in weiten Grenzen
regelbar sein, wobei das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen den einzelnen Motoren
über den gesamten Geschwindigkeitsbereich möglichst genau aufrechterhalten bleiben
soll. Diese Aufgabe löst die Erfindung in besonders einfacher Weise, wobei sie von
den bekannten Regeleinrichtungen für Mehrmotorenantriebe ausgeht, bei denen die
Einstellung der Arbeitsgeschwindigkeit durch Änderung der Leonardspannung erfolgt
und die Aufrechterhaltung des relativen Geschwindigkeitsverhältnisses über Gleichlaufregelsysteme,
z. B. mit Hilfe von Differentialgetrieben und/oder Magnetverstärkern vorgenommen
wird, durch die die Erregung von mit den Teilmotoren in Reihe geschalteten Zusatzmaschinen
gesteuert wird, und bei denen zusätzliche Regelgetriebe zur Einstellung des relativen
Geschwindigkeitsverhältnisses (Zugeinstellung) der einzelnen Teilmotoren vorgesehen
sind.
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Die Erfindung besteht darin, daß das für die Änderung des relativen
Geschwindigkeitsverhältnisses vorgesehene Regelgetriebe an dem Leitmotor angeschlossen
ist, welches sowohl auf das Stellglied des jeweiligen Antriebsmotors als auch auf
das mit ihm verbundene, für die Gleichlaufregelung vorgesehene Differential arbeitet,
wobei das Differential über eine Verstärkereinrichtung die Erregung des Zusatzgenerators
steuert.
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Als Differential ist eine an sich bekannte Getriebeanordnung vorgesehen,
bei der bei richtigem Geschwindigkeitsverhältnis ein Getriebeglied stillsteht und
nur bei Abweichung das an ihn angekuppelte Stellglied betätigt.
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Nach der Erfindung kann für Mehrmotorenantriebe mit Regeleinrichtungen
der letztgenannten Art dadurch eine weitere wertvolle Verbesserung erreicht werden,
daß die von dem Differential abgegebene Steuergröße über einen Verstärker, wie z.
B. einen Röhrenverstärker oder vorzugsweise eine Magnetv erstärkereinrichtung verstärkt
auf die Geschwindigkeit des zugehörigen Motors einwirkt. Hierbei ist mit dem den
Gleichlauf steuernden Glied des Differentials der Abgriff eines als Potentiometer
ausgeführten Widerstandes verbunden, durch den die Erregung der Steuerwicklung des
Magnetverstärkers entsprechend beeinflußt wird. Derartige Anordnungen haben vor
allem den Vorteil, daß von dem Differential nur sehr kleine Teile zu verstellen
sind, also nur geringe Kräfte erforderlich sind, wodurch eine sehr kleine und billige
Ausführung mit großer Genauigkeit ermöglicht wird. Besondere Vorteile bietet die
Anwendung einer, derartigen Einrichtung bei einem Mehrmotorenantrieb, bei dem das
Drehzahlverhältnis zwischen den einzelnen Motoren willkürlich eingestellt werden
soll. Beispielsweise bei dem Antrieb von Schneidewalzen für Papiermaschinen oder
ähnliche Einrichtungen, bei denen von einer fortlaufenden Bahn Stücke mit einer
möglichst genau einzuhaltenden Länge abgeschnitten werden sollen. Bei
Anordnungen
dieser Art wird zweckmäßig mit der Verstellung der Einrichtung, die für eine Änderung
des Übersetzungsverhältnisses bestimmt ist, gleichzeitig eine Änderung von für die
Drehzahl des zugehörigen Motors maßgeblichen Größen bewirkt, wodurch die Grunddrehzahl
des Motors schon in die Nähe des einzuhaltenden Wertes gebracht wird. Auf diese
Weise wird der von der eigentlichen Regeleinrichtung zu beherrschende Bereich so
klein, so daß mit einem sehr geringen Aufwand für die Regeleinrichtung ein zuverlässiges
Arbeiten erreicht werden kann.
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Ein Ausführungsbeispiel der, Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Hierbei werden von zwei Wickeln 1 und 2 Papierstreifen abgewickelt, die von einem
Walzenpaar 5, 6 bewegt werden und durch eine Schneidewalze 10 mit einem Gegenlager
8 in der Längsrichtung auf bestimmte Breiten geschnitten werden, worauf dann mit
Hilfe von umlaufenden Messern 16 und 18, die mit Gegenlagern 17 und 19 zusammenarbeiten,
Stücke bestimmter Länge (20 bzw. 21) abgeschnitten werden.
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Um jeden Ausschuß sowie insbesondere die Notwendigkeit eines nachträglichen
Beschneidens der einzelnen Stücke zu vermeiden, ist es erforderlich, den relativen
Gleichlauf zwischen dem Antrieb der Walze 5 und den Antrieben der umlaufenden Messer
16 und 18 mit großer Genauigkeit aufrechtzuerhalten, um so mehr, als jeweils bei
dem Eingriff der Messer 16 und 18 plötzlich erhebliche Belastungssteigungen für
den Antrieb dieser Messer auftreten, die eine Störung des Gleichlaufes hervorrufen
könnten.
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Hierzu dienen einmal die im Ankerkreis der Messerwalzenantriebsmotoren
K M1 und KM2 liegenden Zusatzgeneratoren BG, und BG2. Zum anderen ist eine Beeinflussung
des Gleichlaufes über eine Veränderung der Erregung der Messerwalzenantriebsmotoren
KATl und KM2 selbst vorgesehen. Die Messerwalzenantriebsmotoren mit ihren Zusatzgeneratoren
sind gemeinsam mit ihrem Taktgebermotor PM an einen Leonardgenerator MG angeschlossen,
der seinerseits wie die Zusatzgeneratoren BG, und BG2 in Antriebsverbindung mit
der Drehstrommaschine DM
steht.
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Für die Regelung der Zusatzgeneratoren BG, und BG2 ist je eine Regeleinrichtung
DRi und DR2 vorgesehen, die in der Zeichnung in den strichpunktiert umrandeten Feldern
dargestellt sind. Im einzelnen vermittelt je eines der Differentialgetriebe Dl,
D2 den Gleichlauf zwischen den Messerwalzenantriebsmotoren KM, und KM 2 einerseits
und den mit der Erregerwicklung PMF versehenen Leitmotor PM andererseits. Die Differentialgetriebe
Dl, D2 besitzen nämlich je ein eintreibendes Tellerrad D11, D21, von denen je eines
an den zugeordneten Messerwalzenantriebsmotor angekuppelt ist, und ferner weisen
sie je ein eintreibendes Tellerrad Die, D22 auf, die an die Empfängermotoren SR.,
SR2 einer elektrischen Welle angekuppelt sind. Diese erhalten Spannung von den Gebermaschinen
STi und ST2. Die Gebermaschinen stehen über die Regelgetriebe SC, und
SC., die jeweils eine Einstellvorrichtung 24, 26 besitzen, mit dein
Leitmotor in Antriebsverbindung und schließen somit den Gleichlaufkreis. Mit Hilfe
der Einstellvorrichtungen 24 und 26 kann die Schnittlänge eingestellt werden.
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Die Satellitenräder der Differentialgetriebe Dl, D2 arbeiten auf die
verstellbaren Getriebegehäuse CA.
und CA., an die die Potentiometer
CRl und CR2 angekuppelt sind. Durch Verstellung der Potentiometer wird der in den
Erregerwicklungen Cl, C2 der Magnetverstärker MAi und MA2 jeweils erzeugte Fluß
verändert. Dadurch ändert sich auch der in den Lastwicklungen Ml, M2 und in den
Erregerwicklungen BFl, BF2 der Zusatzgeneratoren BGI, BG 2 fließende. aus
einem starren Netz entnommene und über die Gleichrichter SRl und SR2 gleichgerichtete
Erregerstrom.
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Die Einstellung des Arbeitspunktes der Magnetverstärker ist mit Hilfe
der, Vorspannungswicklungen Bi, B2 so getroffen, daß bei keiner Abweichung von dem
an den Verstellvorrichtungen 24, 26 der Regelgetriebe SCi, SC 2 vorgegebenen Drehzahlverhältnis
der Magnetverstärker in der Mittellage seiner Ausgangscharakteristik arbeitet. Die
relative Drehzahldifferenz zwischen den Messerwalzenantriebsmotoren und dem Leitmotor
ist dann gleich Null, so daß auch die Abgriffe der Potentiometer CRi und CR2 etwa
in der Mittellage stehen. Abweichungen von der Mittellage bewirken eine Verstärkung
bzw. Schwächung der Erregung der Zusatzgeneratoren und damit eine entsprechende
Drehzahländerung der Messerwalzenantriebsmotoren KMl und KM.-Die Differentiale Dl,
D2 bewirken zusammen mit den elektrisch gekuppelten Geber- und Empfangsmaschinen
ST" ST, bzw. SRi, SR, die eigentliche Gleichlaufregelung. Eine Stabilisierung
des Gleichlaufes zur Vermeidung eines Außertrittfallens (also die Geschwindigkeitsregelung)
wird dagegen im wesentlichen bei Veränderung des Übersetzungsverhältnisses an den
Regelgetrieben SCi und SC, durch eine entsprechende Verstellung der Regelwiderstände
FR, und FR2 im Kreise der Feldwicklungen F1 und F2 der Messerwalzenantriebsmotoren
KM, und KM, erreicht. Infolge der Verstellung des Übersetzungsverhältnisses
an den Regelgetrieben SCl und SC2 und der damit gleichzeitig verbundenen Veränderung
der Regelwiderstände FR, und FR2 laufen die Messerwalzenantriebsmotoren in der jeweils
neuen Grundeinstellung schon gleich zu Anfang mit einer der gewünschten Geschwindigkeit
sehr nahe kommenden Drehzahl. Die eigentliche Gleichlaufregelung erfolgt dann über
die mitverstellten Gebermaschinen Sti und St. und der mit ihnen verbundenen Empfängermaschinen
SR, und SR2, indem diese über die Differentialgetriebe Dl, D2 auf die Potentiometer
CRi und CR2 und die Verstärkereinrichtungen MAl und MA2 einwirken.
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Ferner besteht die Möglichkeit, mit Hilfe des der Erregerwicklung
MGF des Leonardgenerators MG zugeordneten Feldreglers FR" die Geschwindigkeiten
aller drei Antriebsmotoren PM, KM, und KM2 gleichsinnig zu ändern.
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Die Anwendung des Erfindungsgedankens ist nicht auf das dargestellte
Ausführungsbeispiel beschränkt. Insbesondere kann es sich in manchen Fällen empfehlen,
nur einzelne der angegebenen Verbesserungen anzuwenden.