DE1135996B - Elektrische Steuerung zum selbsttaetigen Abbremsen drehzahlgeregelter Antriebe von Umkehrwalzwerken - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

kl. 21c 62/50

INTERNATIONALE KL.

G 05g; H 02p

L38534VIIIb/21c

ANMELDETAG: 23. MÄRZ 1961

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABEDER AUSLEGESCHRIFT: 6. SEPTEMBER 1962

Es ist bekannt, für die Errechnung des Bremskommandozeitpunktes ein Rechengerät einzusetzen, das den Bremsweg entsprechend der jeweils vorhandenen Walzgeschwindigkeit berechnet. Der Zweck dieses Rechengerätes und der selbsttätig arbeitenden Steuereinrichtung war, die Walzarbeit mit zur Abbremsung der Walzen und ihrer Antriebe heranzuziehen, um elektrische Energie und Zeit zu sparen. Ein Rechengerät ist jedoch naturgemäß nicht ohne weiteres in seiner Wirkungsweise übersehbar und insbesondere die Einstellarbeiten sind zeitraubend. Zweck der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine einfachere Steuereinrichtung zu schaffen, die bei mindestens annähernd gleichen Ergebnissen auch besonders störungssicher arbeitet.

Demgemäß betrifft die Erfindung eine elektrische Steuerung zum selbsttätigen Abbremsen drehzahlgeregelter Antriebe von Umkehrwalzwerken und Maschinen mit ähnlichen Betriebsbedingungen unter Mitausnutzung der Walzarbeit, mit Sollwertvorgabe für den zeitlichen Drehzahlrückgang. Erfindungsgemäß werden Auslösemittel für den Drehzahlrückgang wirksam, wenn der dem Quadrat der jeweiligen Drehzahl entsprechende von der Endlage des Walzgutes aus gerechnete Bremsweg annähernd erreicht ist, wobei die Auslösemittel in Verbindung mit zugeordneten festen Drehzahlführungsgrößen entsprechend dem dem Quadrat der Drehzahl proportionalen Bremsweg abgestuft sind, und wird über schwellwertbildende Schaltmittel, insbesondere vorgespannte Gleichrichter, nur die jeweils unter dem gerade wirksamen Drehzahlsollwert hegende Führungsgröße wirksam, deren zugeordnetes Auslösemittel von dem hinteren Walzgutende passiert worden ist. Zweckmäßig ist der zeitliche Rückgang des Drehzahlsollwertes in bezug auf Auslösemittel und Drehzahlführungsgrößen entsprechend der größten zu erwartenden Nacheilung des Walzgutes gegenüber den Walzen eingestellt.

Die weitere Erläuterung erfolgt an Hand der Figuren.

Fig. 1 zeigt eine Prinzipdarstellung des in Betracht kommenden Walzwerkes,

Fig. 2 ein Kurvenbild mit dem der Drehzahl zugeordneten Bremsweg und

Fig. 3 eine Schaltungsanordnung zur Verwirklichung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In Fig. 1 wird das Walzgut zwischen den Walzen 2 und 3 eines Umkehrwalzwerkes verformt. Als Auslösemittel für eine Veränderung von Drehzahlsollwerten bzw. für die Vorgabe neuer Drehzahlführungsgrößen sollen die lichtelektrischen Anstoßschalter 4... 9 dienen. Zweckmäßig wird man hier rotlicht-Elektrische Steuerung zum selbsttätigen

Abbremsen drehzahlgeregelter Antriebe

von Umkehrwalzwerken

Anmelder:

Licentia Patent-Verwaltungs-G. m. b. H.,
Frankfurt/M., Theodor-Stern-Kai 1

Dipl.-Ing. Manfred Ulfers, Berlin-Lichterfelde,

und Dipl.-Ing. Ernst Golde, Berlin-Konradshöhe,

sind als Erfinder genannt worden

empfindliche bzw. auf Wärmestrahlungen ansprechende Fotozellen einsetzen. In der Fig. 1 ist gezeigt, wie das hintere Walzgutende gerade das Auslösemittel 5 passiert.

Über eine zugehörige Steuerung wird nun die Verringerung des Drehzahlsollwertes für die Antriebe der Walzen 2 und 3 bewirkt, so daß eine Abbremsung des Walzgutes 1 erfolgt. Beim Passieren des Auslösemittels 6 wird dann eine noch niedrigere Drehzahlführungsgröße vorgegeben. An sich würde bereits bei dem vorstehend prinzipmäßig angegebenen Verfahren das Auslösemittel 5 bzw. das Auslösemittel 4 ausreichend gewesen sein. Jedoch wird so eine größere Betriebssicherheit erreicht, falls eines der Auslösemittel nicht ansprechen sollte. Gleichzeitig wird entsprechend der vorbekannten Anordnung durch eine mehrfache Erfassung der noch zurückzulegenden Bremsweglänge besser die sich durch den an sich unbekannten Faktor der Nacheilung ergebende Ungenauigkeit berücksichtigt.

Entsprechend dienen die Auslösemittel 9, 8 und 7 für die Abbremsung der Walzenantriebe beim Betrieb in der Gegenrichtung.

In Fig. 2 ist dargestellt, wie der Bremsweg s der Drehzahl η quadratisch zugeordnet ist. Die drei auf der Kurve eingezeichneten Punkte geben das Ansprechen der Auslösemittel an. Idealisierend ist zunächst angenommen worden, daß der zeitliche Dreh-

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zahlrückgang der Walzenantriebe entsprechend einer Sofern beispielsweise die vom Kontakt 24 einbestimmten und bekannten Nacheilung des Walzgutes geschaltete Führungsgröße, die am Widerstand 19 abgegenüber den Walzen eingestellt worden ist. gegriffen wird, unter der Spannung am Kondensator

Die Auslösemittel 4 und 9 sind nun entsprechend 12 liegt, kann nunmehr vom Kondensator 12 ein der höchsten zu erwartenden Betriebsdrehzahl n_max 5 Entladestrom über die Gleichrichterbrücke 17, den angeordnet. War die Betriebsdrehzahl niedriger und Trockengleichrichter 34, über die niederohmig dimenbeispielsweise auf dem Wert n' (vgl. die gestrichelte skalierte Spannungsquelle 18 in Verbindung mit dem Kennlinie), so wird beim Passieren des Auslöse- niederohmigen Widerstand 19, zurück zur Gleichmittels 4 bzw. 9 als Drehzahlführungsgröße eine richterbrücke 17 und von dort aus weiter über die Drehzahl n₂ vorgegeben, die dem Bremsweg beim io Gleichrichterbrücke 16 zurück zum Kondensator 12 Passieren des Auslösemittels 5 bzw. 8 entspricht. Es fließen. Wegen des an den Gleichstromklemmen der ergibt sich daher die eingezeichnete Unterbrechung Brücke 16 eingespeisten Konstantstromes bleibt auch des Bremsvorganges. Anschließend verläuft der der Entladestrom des Kondensators 12 konstant. Mit Bremsvorgang theoretisch stufenlos, wobei zuerst Hilfe der Gleichrichterbrücke 40, die ebenfalls mit beim Passieren des Auslösemittels 5 bzw. 8 als Dreh- 15 einem Konstantstrom vorgestromt ist, wird verzahlführungsgröße die Drehzahl W₁ und dann beim hindert, daß ein unzulässig hoher Ausgleichstrom Passieren des Auslösemittels 6 bzw. 7 eine Drehzahl- vom Führungsgrößengeber 11 zur Gleichrichterbrücke führungsgröße von praktisch Null vorgegeben wird. 17 fließen kann. Die quadratische Abhängigkeit des Eine Unterbrechung des Bremsvorganges bei der Bremsweges von der Drehzahl kann durch entDrehzahl H₁ läßt sich vermeiden, wenn der zeitliche ²° sprechende Einstellung der Abgriffe an den Span-Drehzahlrückgang so eingestellt ist, daß er ent- nungsteilerwiderständen 19... 21 oder durch entsprechend der größtmöglichen Nacheilung des Walz- sprechende Anbringung der Auslösemittel 4 ... 9 gutes gegenüber den Walzen gewählt ist. Dann wird oder durch die Kombination der vorgenannten beizwar bei kleinerer Nacheilung das Walzgut noch mit den Maßnahmen berücksichtigt werden,
einer geringen Geschwindigkeit das Walzgerüst ver- ^a5 Mit der beschriebenen Schaltungsanordnung wird lassen. Dies wird jedoch in der Regel schon aus ermöglicht, daß der Führungsgrößengeber 11 ins-Gründen der Betriebssicherheit und um die Walzen- besondere von Hand jeweils in die eine oder andere anstellungen betätigen zu können, angestrebt. Endstellung ruckartig genommen werden kann, ohne

Weitere schaltungstechnische Einzelheiten zeigt die daß die Schnelligkeit der Verstellung eine Auswirkung

Fig. 3. Wesentlicher Bestandteil ist eine bekannte 3o auf den Ablauf der Steuerung hat. Insbesondere beim

Einrichtung zur Sollwertvorgabe. In dieser Einrich- Bremsen verliert der Führungsgrößengeber 11, der

rung wird der Kondensator 12, an dem der Drehzahl- im allgemeinen mit einem Bedienungshebel gekuppelt

sollwert abgenommen wird, zur Erzeugung eines de- ist, seine Wirkung. Das Walzgut kommt nach er-

finierten zeitabhängigen und insbesondere zeitlinearen f olgter Abbremsung unmittelbar hinter dem WaIz-

SoHwertverlaufes mit einem konstanten Strom auf-, 35 spalt zu liegen.

ent- und umgeladen, der über die Gleichrichterbrücke An Stelle der Auslösemittel 5 bis 9 können zwei 16 als kontaktloser Schalter eingespeist wird. Ein lichtelektrische Längenmeßgeräte treten, von denen Kondensatorstrom soll immer dann fließen, wenn die jeweils ein Gerät auf einer Seite des Walzgerüstes an-Spannung am Kondensator 12 nicht mit der Span- geordnet ist. Bekannte Geräte, die mit rotierenden nung an dem vorzugsweise von Hand einstellbaren 40 Drehspiegeln arbeiten, können zur Erfassung der Führungsgrößengeber 11 übereinstimmt. Der Span- Lage des hinteren Walzgutendes benutzt werden. In nung des Kondensators 12 als Sollwert ist als Istwert diesem Fall kann ohne erheblichen Mehraufwand der die Ankerspannung einer Tachometermaschine 13 Abbremsvorgang beliebig feinstufig gesteuert werden, entgegengeschaltet. Die so gebildete Drehzahlregel- Das würde bedeuten, daß für die Vorgabe der Drehabweichung wird über die Klemmen 14 und 15 einem 45 zahlführungsgröße die Bauelemente 19 bis 21, 24 bis nicht dargestellten Regelverstärker zugeführt. Die 29 sowie 34 bis 39 durch eine weitgehend kontinuier-Tachometermaschine 13 wird zweckmäßig mit dem lieh veränderliche Spannung ersetzt werden können. Antrieb der Walzen gekuppelt. Einer bestimmten Lage des hinteren Walzgutendes

Zu der so weit bekannten Schaltungsanordnung ist ist dabei eine bestimmte Spannung, d. h. Drehzahlparallel zum Führungsgrößengeber 11 ein Brücken- 50 führungsgröße, zugeordnet, die zweckmäßig von der gleichrichter 17 angeschlossen, über den für die Ausgangsgröße des Lagemeßgerätes über einen an Steuerung der Abbremsung des Walzenantriebes sich bekannten Funktionsgeber erzeugt wird. Die niedrigere Führungsgrößen eingespeist werden. Diese Einrichtung zur Sollwertvorgabe über den Konden-Führungsgrößen werden mit Hilfe der Spannungs- sator 12 wird man jedoch beibehalten, um Störquelle 18 und der Spannungsteilerwiderstände 19 bis 55 einfiüsse, die von anderen Strahlungsquellen als dem 21 erzeugt. Ein Einschaltkontakt für die Brems- Walzgut selbst herrühren, auszuschalten. Die Schalautomatik ist mit 22 bezeichnet, während der Schal- tungsanordnung nach Fig. 3 kann natürlich auch ter 23 entsprechend der jeweiligen Drehrichtung des vollständig weiterverwendet werden, wenn bestimm-Walzenantriebes und damit der Walzen die Anschal- ten Ausgangsgrößen des Lagemeßgerätes Relais zutung von Führungsgrößen der einen oder der anderen ^6o geordnet sind, die jeweils einen der Kontakte 24 bis Polarität bewirkt. Den Auslösemitteln 4 ... 9 in Fig. 1 29 betätigen.

sind die Kontakte 24 ... 29 zugeordnet. Wenn bei- Das vorbeschriebene Verfahren in Verbindung mit spielsweise das Walzgut das Auslösemittel 4 passiert der zugehörigen Schaltungsanordnung ist in sinnhal, schließt der Kontakt 24; wenn das Walzgut das gemäßer Weise für andere Antriebe mit ähn-Auslösemittel 5 passiert hat, schließt der Kontakt 25 ⁶5 liehen Betriebsbedingungen, insbesondere Werkzeugusf. Zum Abblocken von Ausgleichströmen unter maschinen, wie Hobelmaschinen od. dgl., anzuwenden einzelnen Führungsgrößen dienen die Trocken- den. Weiterhin kann statt der Drehzahl des Antriebes gleichrichter 34 ... 39. auch dessen Ankerspannung zum Zwecke der Brem-

sung geregelt werden, da die Ankerspannung der Drehzahl angenähert proportional ist.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Elektrische Steuerung zum selbsttätigen Abbremsen drehzahlgeregelter Antriebe von Umkehrwalzwerken und Maschinen mit ähnlichen Betriebsbedingungen unter Mitausnutzung der Walzarbeit, mit Sollwertvorgabe für den zeitlichen Drehzahlrückgang, dadurch gekennzeichnet, daß Auslösemittel (4 ... 9) für den Drehzahlrückgang wirksam werden, wenn der dem Quadrat der jeweiligen Drehzahl entsprechende von der Endlage des Walzgutes aus gerechnete Bremsweg angenähert erreicht ist, wobei die Auslösemittel (4 ... 9) in Verbindung mit zugeordneten festen Drehzahlführungsgrößen (an 19 ... 21) entsprechend dem dem Quadrat der Drehzahl (ή) proportionalen Bremsweg (s) abgestuft sind, und daß über schwellwertbildende Schaltmittel insbesondere vorgespannte Gleichrichter (17 sowie 34 ... 39) nur die jeweils unter dem gerade wirksamen Drehzahlsollwert liegende Führungsgröße wirksam wird, deren zugeordnete Auslösemitte] (4 ... 9) von dem hinteren Walzgutende passiert worden ist.

2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zeitliche Rückgang des Drehzahlsollwertes in bezug auf die Auslösemittel (4 ... 9) und Drehzahlführungsgrößen (19 ... 21) entsprechend der größten zu erwartenden Nacheilung des Walzgutes (1) gegenüber den Walzen (2, 3) eingestellt ist.

3. Steuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vorgabe des zeitlichen Drehzahlrückganges eine an sich bekannte Einrichtung vorgesehen ist, bei der ein Kondensator (12), an dem der Sollwert abgenommen wird, über eine Schalteinrichtung

(16) mit einem konstanten Strom auf-, ent- und umgeladen wird, und daß parallel zu einem vorzugsweise von Hand verstellbaren Führungsgrößengeber (11) ein Brückengleichrichter (17) angeschlossen ist, an dessen Gleichspannungsklemmen von den Auslösemitteln (4 ... 9) Drehzahlführungsgrößen (an 19 ... 21), zweckmäßig gebildet durch Spannungsquellen (18 in Verbindung mit 19 ... 21) geringen Innenwiderstandes, ausgeschaltet werden, und daß zwischen Führungsgrößengeber (11) und Brückengleichrichter

(17) eine in beiden Stromrichtungen vorgestromte Gleichrichteranordnung (40) angeschlossen ist (Fig. 3).

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 079 163,
1092541;
österreichische Patentschrift Nr. 208 965.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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