DE1121705B

DE1121705B - Electric drive for tape reel

Info

Publication number: DE1121705B
Application number: DES47005A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Arthecker; Heinrich Rennebaum; Alfred Sauerland
Original assignee: SUDWIGER EISENHUETTE MASCHINEN
Current assignee: SUDWIGER EISENHUETTE MASCHINEN
Priority date: 1956-01-07
Filing date: 1956-01-07
Publication date: 1962-01-11

Description

Elektrischer Antrieb für Bandhaspel Die Erfindung betrifft einen elektrischen Antrieb für Bandhaspel zum Aufwickeln mit durch Ankerspannungsänderung in seiner Drehzahl einstellbarem Gleichstrom-Nebenschlußmotor. Für die Konstanthaltung des Haspelzuges wird der Motor bei dem sich vergrößernden Haspeldurchmesser während des Wickelns in bekannter Weise durch Feldänderung auf gleichbleibende Leistung geregelt.Electric drive for tape reel The invention relates to an electric drive Drive for tape reel for winding with through armature voltage change in his Speed adjustable direct current shunt motor. To keep the During the reel pull, the motor becomes larger as the reel diameter increases the winding in a known manner by changing the field to a constant power regulated.

Bei Walzmaschinen mit Haspeln, insbesondere Kaltwalzmaschinen zum Walzen von Bändern, bei denen die Haspelzüge zur Verformung des Werkstoffes beitragen, wird der Arbeitsbereich in bezug auf die Werkstoffabmessungen und Werkstoff-Festigkeiten maßgeblich durch den Haspelzugbereich bestimmt. Kleine Abweichungen der Werkstoffdicke von der Solldicke erfordern kleine Abweichungen der Haspelzüge vom Sollwert bei den unterschiedlichen Betriebszuständen des Walzwerkes. Da bekanntlich der Haspelzug proportional dem Ankerstrom des Gleichstrom-Nebenschlußmotors ist, kann mit den bisher bekannten Mitteln ein wirtschaftlich tragbares Verhältnis vom kleinsten zum größten Haspelzug von nur etwa 1:7 erreicht werden. Vergrößert man das Verhältnis, tritt eine Verfälschung das Haspelzuges während der Beschleunigungs- und Bremszeit ein, die besonders bei kleinen Haspelzügen durch den positiven und negativen zusätzlichen Beschleunigungs-bzw. Bremsstrom nicht mehr tragbar ist. In rolling machines with reels, especially cold rolling machines for Rolling of strips in which the reel pulls contribute to the deformation of the material, becomes the working area with regard to the material dimensions and material strengths largely determined by the reel pulling area. Small deviations in the material thickness of the nominal thickness require small deviations of the reel pulls from the nominal value the different operating states of the rolling mill. As is well known, the reel hoist is proportional to the armature current of the direct current shunt motor, can with the previously known means an economically viable ratio of the smallest to maximum reel pull of only about 1: 7 can be achieved. If one increases the ratio, if the reel tension is falsified during the acceleration and braking times one that is especially useful for small reel hoists due to the positive and negative additional Acceleration or Braking current is no longer acceptable.

Das Walzprogramm eines Kaltwalzwerkes erfordert aber oft Werkstoffabmessungen, bei denen der Ausgangsquerschnitt zum Endquerschnitt im Verhältnis 1:40 und größer steht. However, the rolling program of a cold rolling mill often requires material dimensions, where the initial cross-section to the final cross-section is 1:40 and larger stands.

Für derartige Walzprogramme sind normalerweise Kaltwalzmaschinen von sehr unterschiedlicher Größe erforderlich, welche zusammen mit den elektrischen Einrichtungen einen erheblichen Aufwand bedingen. Cold rolling machines are normally used for such rolling programs of very different sizes, which together with the electrical Facilities require considerable effort.

Es ist die Verwendung von Gleichstrom-Nebenschlußmotoren bekannt, welche auf eine der Bandgeschwindgikeit proportionale konstante Leistungsabgabe geregelt werden, wobei der Haspelzug dem Motorstrom, die Bandgeschwindigkeit und die von dem Motor abgegebene Leistung der Motordrehzahl proportional sind. It is known to use direct current shunt motors which is based on a constant power output proportional to the belt speed can be regulated, with the reel pull the motor current, the belt speed and the power delivered by the engine are proportional to the engine speed.

Erfindungsgemäß wird der Motor jeweils bei demselben Drehmoment bzw. Ankerstrom innerhalb eines Bereiches der Bandgeschwindigkeit von 0 bis 300 mlmin und mehr bei jeder Bandgeschwindigkeit zur Vergrößerung des Zugbereiches bei der gleichen Bandgeschwindigkeit proportional zu dieser mit zwei oder mehr Drehzahlen und damit mit zwei oder mehr den Drehzahlen proportionalen Leistungen betrieben. According to the invention, the motor is in each case at the same torque or Armature current within a belt speed range from 0 to 300 mlmin and more at each belt speed to increase the pulling area at the same belt speed proportional to that with two or more speeds and thus operated with two or more powers proportional to the speeds.

Hierbei dient ein in seiner Übersetzung veränderliches Getriebe zwischen dem Motor und der Haspeltrommel zur Angleichung der Motordrehzahl an die Bandgeschwindigkeit. Das Haspelzugverhältnis wird dadurch von etwa 1: 7 auf 1: 30 und mehr vergrößert, daß der Gleichstrom-Nebenschlußmotor bei demselben Strom für die gleiche Bandgeschwindkeit proportional zu dieser mit zwei und mehr Drehzahlen sowohl bis zu seiner Nenndrehzahl als auch bis zu Drehzahlen betrieben wird, welche kleiner als seine Nenndrehzahl sind.Here a variable in its translation serves Transmission between the motor and the reel drum to adjust the motor speed to the belt speed. The reel pull ratio is increased from about 1: 7 to 1: 30 and more, that the direct current shunt motor with the same current for the same belt speed proportional to this with two and more speeds both up to its rated speed as well as up to speeds which are lower than its nominal speed are.

Die Leistungsänderung kann sowohl bei der Nenndrehzahl als auch bei Drehzahlen, welche kleiner als die Nenndrehzahl sind, immer etwa 1: 7 d. h. entsprechend der Stromänderung sein. The change in performance can be at the rated speed as well as at Speeds, which are lower than the nominal speed, always about 1: 7 d. H. corresponding the current change.

Bei seinem Nennstrom gibt der Gleichstrom-Nebenschlußmotor bei Nenndrehzahl die Nennleistung ab. Diese ist dem größten Haspelzug und der größten Bandgeschwindigkeit proportional. At its rated current, the direct current shunt motor gives at its rated speed the nominal power. This is the greatest reel pull and the greatest belt speed proportional.

Bei einer Drehzahl, welche bei der größten Wickelgeschwindigkeit kleiner als die Nenndrehzahl ist, gibt der mit seinem Nennstrom belastete Motor eine entsprechend verringerte Leistung ab, so daß der Haspelzug entsprechend der verringerten Leistung sich entsprechend verringert. Mit zwei Motordrehzahlen für die gleiche Wickelgeschwindigkeit erhält man zwei Haspelzugbereiche, jeder im Verhältnis 1: 7 veränderbar. Wird die zweite Drehzahl so gewählt, daß der größte Haspelzug, welcher dieser Drehzahl entspricht, gleich dem kleinsten Haspelzug bei der Nenndrehzahl ist, erhält man eine Haspelzugänderung im Verhältnis 1:49 bei einer Stromänderung im Verhältnis 1: 7. At a speed which is the highest winding speed is less than the rated speed, the motor loaded with its rated current gives a correspondingly reduced performance, so that the reel pull according to the reduced performance is reduced accordingly. With two engine speeds for the same winding speed is obtained from two reel tension areas, each in proportion 1: 7 changeable. If the second speed is selected so that the greatest reel pull, which corresponds to this speed, equal to the smallest reel pull at the nominal speed there is a change in the reel tension in the ratio 1:49 with a change in current in a ratio of 1: 7.

Durch die Verwendung mehrerer unterschiedlicher Motordrehzahlen für die gleiche Wickelgeschwindigkeit kann so mit einer Haspel und einem Motor ein großer Arbeitsbereich für die Haspelzüge und damit für die Walzmaschine erreicht werden. By using several different engine speeds for the same winding speed can be achieved with one reel and one motor greater Working area for the reel hoists and thus for the rolling machine can be reached.

Auch für Zirkularscheren und andere Maschinen mit Zughaspel ergibt sich eine wesentliche Vergrößerung des Arbeitsbereiches. Also for circular scissors and other machines with a pull reel a significant increase in the work area.

In der Zeichnung findet sich eine graphische Darstellung zur Erläuterung des Erfindungsgegenstandes im Zusammenhang mit einem Motorbetrieb, d. h. einem Aufhaspelantrieb. In the drawing there is a graphic representation for explanation the subject matter of the invention in connection with an engine operation, d. H. a reel drive.

In dieser graphischen Darstellung ist die prozentuale Ankerspannung bzw. die prozentuale Motordrehzahl als Funktion der prozentualen Bandgeschwindigkeit dargestellt. In this graph is the percent armature stress or the percentage motor speed as a function of the percentage belt speed shown.

Gemäß dem gewählten Beispiel kann der Motor bei 1000/o Bandgeschwindigkeit mit einer Drehzahl bzw. Ankerspannung von 1000/o oder einer Drehzahl von 14 O/o seiner maximalen Drehzahl betrieben werden. Bei 20§/o Bandgeschwindigkeit sind die beiden Drehzahlen von 20 und 2,80/. der maximalen Motordrehzahl möglich. According to the example chosen, the motor can run at 1000 / o belt speed with a speed or armature voltage of 1000 / o or a speed of 14 O / o operated at its maximum speed. At 20§ / o tape speed they are both speeds of 20 and 2.80 /. the maximum engine speed possible.

Die Wickeltrommel wird über ein Getriebe mit veränderlicher Übersetzung angetrieben, wobei das Übersetzungsverhältnis der der größten Bandgeschwindigkeit jeweils entsprechenden Motordrehzahl zugeordnet ist. The winding drum is driven by a gear with variable translation driven, the gear ratio being that of the highest belt speed is assigned respectively corresponding engine speed.

In der Erfindung wird nicht, wie sonst üblich und bekannt, ein Umschaltgetriebe benutzt, um verschiedene Arbeitsgeschwindigkeiten zu erzielen, vielmehr wird das Getriebe benutzt, um bei einer kleinen Drehzahl des Motors die gleiche Arbeitsgeschwindigkeit zu erzielen wie bei einer hohen Drehzahl. Die Aufgabe der Erfindung ist eben nicht ein Antrieb zum Regeln der Geschwindigkeit, sondem zum Regeln von Bandzügen bei einer bestimmten Bandgeschwindigkeit. Die erforderliche Regelung der Bandgeschwindigkeit erfolgt durch die Regelung der Ankerspannung des Haspelantriebsmotors, und zwar jeweils innerhalb von zwei oder mehr Drehzahlbereichen des Motors. Das umschaltbare Getriebe dient also nicht zur Erhöhung des Regelbereiches der Arbeitsgeschwindigkeit - vielmehr bleibt dieser Regelbereich immer derselbe -, sondern einmal in einem niedrigen Drehzahlbereich des Haspelantriebs-Motors zur Erzielung kleiner Bandzüge und das andere Mal in dem hohen Drehzahlbereich des Haspelantriebsmotors zur Erzielung starker Bandzüge. In the invention, a changeover gear is not used, as is otherwise customary and known used to achieve different working speeds, rather that is Gear used to achieve the same working speed at a low engine speed to achieve like at a high speed. The object of the invention is just not a drive for regulating the speed, especially for regulating belt tension a certain belt speed. The required control of the belt speed takes place by regulating the armature voltage of the reel drive motor, namely each within two or more speed ranges of the engine. The switchable The transmission is therefore not used to increase the control range of the working speed - Rather, this rule area always remains the same - but once in one low speed range of the reel drive motor to achieve small belt pulls and the other time in the high speed range of the reel drive motor to achieve strong tape tension.

Nach der graphischen Darstellung beträgt der Stufensprung der Getriebeübersetzung etwa 1 : 7, so daß bei einer Ankerspannung bzw. Motordrehzahl von 14 bis 1000/o die große Getriebeübersetzung und bei einer Motordrehzahl von etwa 2 bis 14 0/o der maximalen Drehzahl die kleine Getriebeübersetzung zur Anwendung kommt, wobei für alle Getriebeübersetzungen die Belastungsbereiche der Motoren praktisch gleichbleiben. According to the graphic representation, the gear ratio is incrementally about 1: 7, so that at an armature voltage or motor speed of 14 to 1000 / o the large gear ratio and at an engine speed of about 2 to 14 0 / o the maximum speed the small gear ratio is used, where the load ranges of the motors remain practically the same for all gear ratios.

In der graphischen Darstellung ist der Haspelzug P als Funktion des prozentualen Ankerstromes dargestellt. Die von dem Haspelmotor abgegebene Leistung ist bekanntlich proportional dem Ankerstrom und der Bandgeschwindigkeit und der an der Wickeltrommel vorhandene Haspelzug proportional dem Ankerstrom, wenn das Verhältnis der im Haspelmotor induzierten Spannung (EMK) zur Bandgeschwindigkeit konstant gehalten wird. In the graphic representation, the reel tension P is shown as a function of the percentage armature current shown. The power delivered by the reel motor is known to be proportional to the armature current and the belt speed and that of the Winding drum existing reel tension proportional to the armature current if the ratio the voltage (EMF) induced in the reel motor is kept constant at the belt speed will.

Es ist hierbei zu beachten, daß derselbe Ankerstrom bei der kleinen Getriebeübersetzung einen um den Getriebesprung reduzierten Haspelzug an der Wickeltrommel hervorruft. It should be noted here that the same armature current is used for the small Gear ratio means a reel tension on the winding drum reduced by the gear jump evokes.

Nach der graphischen Darstellung ergibt der Ankerstrom von 1000/o bei der großen Getriebeübersetzung einen maximalen Haspelzug l max im Zahlenwert von 1000. Bei der um den Stufensprung von etwa 1: 7 verkleinerten Getriebeübersetzung ergibt der Ankerstrom von 100°/o dagegen nur einen maximalen Haspelzug Pjj max im Zahlenwert von 140. According to the graph, the armature current is 1000 / o with the large gear ratio a maximum reel pull l max in numerical value of 1000. With the gear ratio reduced by the increment of about 1: 7 In contrast, the armature current of 100% results in only a maximum reel pull Pjj max im Numerical value of 140.

Die entsprechenden minimalen Zahlenwerte der Haspelzüge betragen 100 für P1 min und etwa, 14 für P" min- Die Erfindung ermöglicht damit einen sehr großen Arbeitsbereich bei Haspeleinrichtungen mit wirksamen Bandzügen. Die bisher bekannten Einrichtungen haben alle den Nachteil, daß die prozentuale Abweichung des Haspelzuges vom Sollwert mit kleiner werdenden Haspelzügen größer wird, da die mechanischen und elektrischen Verluste der Getriebe und der Motoren nur noch bei etwa 100/. Nennleistung tragbar sind.The corresponding minimum numerical values of the reel hoists are 100 for P1 min and about, 14 for P "min- The invention thus enables a very large Working area for reel devices with effective belt pulls. The ones known so far Facilities all have the disadvantage that the percentage deviation of the reel tension of the setpoint increases with decreasing reel pulls, since the mechanical and electrical losses in the gears and motors are now only around 100 /. rated capacity are portable.

Durch die Erfindung wird besonders bei den kleinen Haspelzügen auch bei der Beschleunigung und der Bremsung eine große Genauigkeit erreicht, weil durch die niedrigen Motordrehzahlen der Einfluß der Beschleunigung und Bremsung vernachlässigbar klein wird. The invention also makes it possible, especially for the small reel hoists Achieved great accuracy during acceleration and braking, because through the low engine speeds the influence of acceleration and braking negligible becomes small.

Claims

PATENT CLAIM: Electric drive for tape reel with armature voltage change adjustable in its speed and by changing the field for constant power controllable direct current shunt motor, characterized in that the motor in each case with the same torque or armature current within a range of the belt speed from 0 to 300 m / min and more at any belt speed to increase the Area of tension at the same belt speed proportional to this with two or more speeds and thus with two or more speeds proportional Services is operated, with a gear that can be changed in its translation between the motor and the take-up drum to equalize the motor speed the belt speed is used.

Considered publications: German Patent Specifications No. 704 164, 826327.