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Einrichtung zur Drehzahl- und Lage-Regelung mit Hilfe einer Ausgleichsvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regelung der Drehzahl und der Lage einer
nach Art einer Tänzerwalze wirkenden Ausgleichsvorrichtung, die in einer zwischen
zwei durch Fördergut miteinander verbundenen Bearbeitungsmaschinen auftretenden
Ausgleichsschleife angeordnet ist.
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In der Papier-, Textil-, Gummi- und Kunststoffindustrie werden Maschinen
oder Maschinengruppen durch das Fördergut untereinander verbunden. Da diese Maschinen
im allgemeinen das Fördergut mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten befördern,
ist es notwendig, einen Ausgleich der Geschwindigkeiten durchzuführen. Es ist bekannt,
für diesen Zweck Anordnungen mit Tänzer- oder Pendelwalzen zu verwenden, bei denen
mindestens zwei feste und eine lose Rolle vorhanden sind. Je nachdem, ob die vor-
oder die nachgeschaltete Maschine mit größerer Geschwindigkeit fördert, bewegt sich
die Tänzerwalze nach unten oder nach oben bzw. die Pendelwalze von der ersten Maschine
weg oder auf sie zu. Tänzer-und Pendelwalze können als Meßglied benutzt werden oder
mit einem Stellglied, z. B. dem Feldsteller eines Gleichstrommotors, verbunden und
zur Gleichlaufregelung der Maschinen verwendet werden.
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Weiterhin ist es bekannt, Anordnungen mit mehreren festen und losen
Rollen (Tänzerwalzen) auszuführen, so daß eine gewisse Menge der Ware gespeichert
werden kann. Es besteht dann die Möglichkeit, die beiden Maschinen, zwischen denen
der Speicher angeordnet ist, nach Maßgabe des Speichervermögens einige Zeit mit
unterschiedlichen Geschwindigkeiten fördern zu lassen.
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Die Tänzerwalzen in der einfachen und in der Speicheranordnung führen
ihre Bewegungen selbsttätig aus. Sie drehen sich mit der Geschwindigkeit vl + V2
V3 wobei v1 die Geschwindigkeit der vorgeschalteten festen Rolle und v2 die der
nachgeschalteten festen Rolle ist. Die Bewegung der Tänzerwalzen erfolgt mit der
Geschwindigkeit V = vl 2 Es gibt Anordnungen, bei denen Tänzerwalzen nicht verwendet
werden können, da durch das Gewicht der Walze und/oder das Eigengewicht des Fördergutes
solche Spannungen in dem Fördergut hervorgerufen werden, daß eine Verformung auftritt;
d. h.,
die Tänzerwalzenanordnung bekannter Ausführung ist nicht geeignet für Anwendungsfälle,
bei denen keine Zugspannungen im Fördergut auftreten dürfen bzw. das Gut nur wenig
belastet werden darf.
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Eine Einrichtung, die diese Bedingungen erfüllt, ist Gegenstand der
Erfindung. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß Antriebsmotoren vorgesehen sind,
die in Abhängigkeit von der vorgeordneten, das Fördergut mit der Geschwindigkeit
v1 ausstoßenden und der nachgeordneten, es mit der Geschwindigkeit v2 aufnehmenden
Arbeitsmaschine so geregelt werden, daß die Ausgleichsvorrichtung mit der Geschwindigkeit
v, vl + V2 2 umläuft und mit der Geschwindigkeit #1 - #2 #4 = 2 in Richtung der
Änderung der Ausgleichsschleife verstellt wird.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung besitzt die Ausgleichsvorrichtung
die Form eines Förderbandes, das mit der Geschwindigkeit v3 umläuft und mit der
Geschwindigkeit v4 in Längsrichtung verstellt wird.
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Für den Fall, daß das Eigengewicht des Gutes so groß ist, daß unzulässige
Spannungen auftreten können, wird das Förderband horizontal angeordnet.
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In diesem Fall wird das Fördergut über ein zwischen der vorgeordneten
Arbeitsmaschine und dem Förderband vorgesehenes und mit der Geschwindigkeit vl umlaufendes
Förderband dem beweglichen Förderband aufgegeben und über ein zwischen diesem Förderband
und der nachgeordneten Arbeitsmaschine vorgesehenes, mit der Geschwindigkeit v2
umlaufendes Förderband von diesem abgenommen.
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Die Einrichtung kann so getroffen sein, daß mehrere Ausgleichsvorrichtungen
bzw. Förderbänder hintereinandergeschaltet sind und so einen mechanischen Speicher
für das Fördergut bilden.
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In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt. Dabei zeigt Fig. 1 die räumliche Anordnung einer Einrichtung nach der
Erfindung, bei der waagerecht verlaufende Ausgleichsschleifen aufgenommen werden,
Fig. 2 schematisch das Blockschaltbild der Einrichtung, Fig. 3 eine mögliche Ausführung
der Regelung.
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In der Fig. 1 sind die von den Motoren M1 und M2 angetriebenen Förderbänder
ortsfest angebracht. Die Bänder laufen mit den Geschwindigkeiten val und v2 um.
v1 ist gleich der Geschwindigkeit, mit der die vorgeordnete Arbeitsmaschine das
Fördergut ausstößt, v2 gleich der, mit der die nachgeordnete Arbeitsmaschine das
Gut aufnimmt. Zwischen den Förderbändern befindet sich ein in horizontaler Richtung
verschiebbares Förderband, das über zwei Walzen läuft und vom Antriebsmotor M3 mit
der Geschwindigkeit v3 angetrieben wird. Die Umlaufgeschwindigkeit v3 ist abhängig
von den Geschwindigkeiten v und v2 und genügt der Gleichung vl + v2 2 Die horizontale
Bewegung des mittleren Förderbandes erfolgt über den Antriebsmotor M4. Die Geschwindigkeit,
mit der das Band hin- und herbewegt wird, ist ebenfalls eine Funktion der Geschvvindigkeiten
v1 und v2 und genügt der Gleichung #1 - #2 #4 = .
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2 Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Förderbänder ist gewährleistet,
daß die Schleifen des Fördergutes einmal ohne Zugbeanspruchung um die Förderbänder
geführt werden, zum anderen aber ohne Spiel auf den Förderbändern aufliegen. Auftretende
Abweichungen zwischen den Sollwerten vl + v2 2 bzw. vl - V2 2 und den Istwerten
v3 bzw. v4, die über die Tachometergeneratoren nicht zu erfassen sind, werden über
Korrekturglieder in Form von Lagefühlern F1 bzw. F2 ermittelt, die die Lage des
durchlaufenden Fördergutes beim Übergang von einem Förderband auf das folgende abtasten.
Weicht die Lage der Ware vom Sollwert ab, erfolgt eine Korrektur der Geschwindigkeiten
v3 bzw. v4.
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Die Anordnung der Förderbänder braucht nicht horizontal zu sein,
sondern kann vertikal oder in einer Schräglage erfolgen, falls dies zweckmäßig sein
sollte. Eine solche Einbauart wäre für den Fall anzuwenden, bei dem vertikal mehr
Einbaumöglichkeiten zur Verfügung stehen als horizontal und das Eigengewicht des
Fördergutes eine vertikale Schleife zuläßt, nicht jedoch eine zusätzliche Beanspruchung
durch Tänzerwalzen. Es ist weiterhin möglich, nicht nur ein verschiebbares Förderband
anzuordnen, sondern nach Art eines Speichers mehrere Förderbänder.
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Die Regeleinrichtungen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind rein
schematisch in der Fig. 2 dargestellt. Mit den Antriebsmotoren des Eingangs- und
Ausgangs-Förderbandes M, bzw. M2 sind Tachometergeneratoren T1, T2 gekuppelt, die
proportional zur Motordrehzahl eine bestimmte Spannung abgeben. Diese Spannungen
werden in den Meßwertumformern W3 und 1Y4 verglichen, wobei die Ausgangsspannung
von W3 der halben Summe der Motorgeschwindigkeiten v1 und v2 der Motoren M1 und
M2, die Ausgangsspannung von W4 der halben Differenz der Motorgeschwindigkeiten
proportional ist. Die der Summe bzw. Differenz der Geschwindigkeiten proportionalen
Spannungen werden auf die Verstärker VT3 bzw. VT4 geschaltet, in denen sie mit den
von Tachometergeneratoren T3 bzw. T4 gelieferten, den Drehzahlen der Motoren M3
bzw. M4 proportionalen Spannungen verglichen werden. Außerdem wird in den Verstärker
VT3 die vom Fühler F ermittelte Lage des Fördergutes eingegeben, in den Verstärker
VT4 die vom Fühler F2 ermittelte Lage.
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Mittels der Verstärker wird über die Stellglieder Va und V4 die Erregung
der Generatoren G3 und G4 im Sinne einer Geschwindigkeitserhöhung oder -verminderung
der Motoren M3 oder M4 geregelt. An Stelle der Regelung über die Generatoren G3
und G4 kann eine Drehzahlregelung durch direkte Speisung der Motoren M8 und M4 vorgenommen
werden.
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Fig. 3 stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar, wobei von
den der Regelung des Motors M4 dienenden Schaltelementen nur die Tachogeneratoren
T1 und T2 dargestellt sind, da der weitere Aufbau dieser Schaltung der zur Regelung
des Motors Ma gleich ist. Der Antrieb der nicht verschiebbaren Förderbänder erfolgt
über die Motoren M1 und M2, die jeweils mit zwei Tachometergeneratoren T1+ und T1
bzw. T2+ und T gekuppelt sind. Die Tachometergeneratoren sind so geschaltet, daß
in dem einen Fall die Summe der beiden Spannungen, in dem anderen Fall die Differenz
der beiden Spannungen gebildet wird, was durch die Zeichen + und -angedeutet ist.
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Im folgenden sei die Wirkungsweise der Einrichtung, die zur Regelung
der Drehzahl des Motors M3 führt, beschrieben. Die Regelung der Drehzahl des Motors,
geschieht in entsprechender Weise. Die Summe der beiden Tachometerspannungen wird
auf den Meßwertumformer W3 geschaltet. Die von W3 abgegebene Spannung wird mit der
von dem Tachometergenerator T3 gelieferten Spannung verglichen und die Differenz
beider Spannungen zum Aussteuern des Verstärkers V3 benutzt. Bevor die Differenz
der Spannungen auf den Verstärker geschaltet wird, erfolgt die Lagekorrektur durch
den Fühler F1, dessen Ausgangsspannung einstellbar ist. Der Verstärker V3 wird aus
dem Netz gespeist, seine Ausgangsspannung wird an die Feldwicklung einer im Gegentakt
geschalteten
Amplidyne A3 gelegt. Entsprechend der Abweichung der
Istgeschwindigkeit v3 vom Sollwert bewirkt die Amplidyne eine Schwächung oder Verstärkung
des Erregerfeldes E3 des Leonardgenerators G3 und damit eine Verringerung oder Erhöhung
der Drehzahl des Antriebsmotors M3.
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Eine Regelabweichung im Regelkreis mit dem Motor M4 hat eine der
Regelabweichung proportionale Geschwindigkeit v4 zur Folge.
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Es ist für die Erfindung unerheblich, ob an Stelle des Röhrenverstärkers
V3 ein anderer Verstärker, beispielsweise ein Transistor oder ein Magnetverstärker,
sowie an Stelle der Amplidyne ein anderer Verstärker, beispielsweise ein Röhren-,
Transistor-oder Magnetverstärker, verwendet wird. Auch braucht die Regelung nicht
über den Leonardgenerator und den Ankerstrom des Motors zu erfolgen, sondern es
kann direkt die Erregung des dann als einfacher Gleichstrommotor arbeitenden Nebenschlußmotors
verändert werden.