DE1138367B - Regeleinrichtung in hydraulischen Antrieben von Walzwerken und verwandten Arbeits-maschinen mit durchlaufendem Arbeitsgut - Google Patents

Description

• Regeleinrichtung in hydraulischen Antrieben von Walzwerken und verwandten Arbeitsmaschinen mit durchlaufendem Arbeitsgut Es ist bekannt, Bänder, Seile, Drähte oder ähnliche Körper aus Metall, Papier, Textilien oder anderen Stoffen, die eine Bearbeitungsmaschine, z. B. einen Kalander, eine Druckmaschine oder ein Walzwerk, durchlaufen und beim Einlauf abgehaspeit sowie beim Auslauf aufgehaspelt werden, beim Einlauf zu bremsen und beim Auslauf zu ziehen, so daß die gewünschte Bandspannung am Ein- oder Auslauf erzielt wird. Hierzu wird jede der beiden Haspeln durch einen Regelmotor angetrieben oder abgebremst.
• Es ist auch bekannt, als Antriebsmotoren bzw.
• Bremseinrichtungen hydrostatische Getriebe anzuwenden und diese durch parallel geschaltete Rohrleitungen zu verbinden, so daß ein unmittelbarer Energieaustausch zwischen den Motor- und den Bremsaggregaten möglich ist und unnötige Energieverluste vermieden werden. In der Regel wird hierzu noch eine dritte, angetriebene hydrostatische Getriebeeinheit hinzugefügt, die hydraulische Energie erzeugen oder aufnehmen kann, gewöhnlich jedoch nur Energie ausliefert, weil der Leistungsbedarf des auslaufenden Bandes meistens größer ist als die Bremsenergie, die bei dem einlaufenden Band gewonnen und unmittelbar als hydraulische Energie dem ablaufenden Band bzw. seinem Antriebsmechanismus zugeführt werden kann.
• Wenn auch die Bearbeitungsmaschine noch Kräfte auf das durchlaufende Band ausübt oder dessen Durchlaufgeschwindigkeit bestimmt, ist es sehr schwierig, einen derartigen Antriebsmechanismus in Betrieb zu bringen oder in Betrieb zu halten, ohne daß das Band zerrissen oder geknittert wird. Dies ist auch der Grund dafür, warum man diese an sich naheliegende hydraulische Antriebsanordnung bisher nicht verwendet und an Stelle des hydraulischen Aggregates, das das einlaufende Band zu bremsen hat, nur eine einfache, gewöhnliche Bremse angebracht hat. Zwar vermag auch eine solche Bremse die Bandspannung am Einlauf zu begrenzen. Hierbei geht aber die zu gewinnende Energie verloren. Die Schwierigkeit, die Bandspannung an der Einlaufseite zu regeln, führt also dazu, daß man Energieverluste durch rutschende Kupplungen, Bremsen od. dgl. in der Regel in Kauf nimmt oder auch Rutschkupplungen an der Auslaufseite anordnet, obwohl die oben angegebene hydraulische Einrichtung mit hydrostatischen Getriebeeinheiten, die einen unmittelbaren Energieaustausch zwischen den den Bandeinlauf und den Bandauslauf bewerkstelligenden Mechanismen ergibt, an sich ohne weiteres möglich ist.
• Erfindungsgemäß wird die Schwierigkeit, die die Aufrechterhaltung einer bestimmten Bandspannung, insbesondere beim Anlauf der Arbeitsmaschine oder bei Beginn des Walz-, Druck- oder Streckvorganges mit sich bringt, dadurch behoben, daß die hydrostatische Maschine, die in der bekannten eingangs geschilderten Anordnung die Unterdruck setzung des Druckrohres, z. B. bei Betriebsbeginn, gestattet, mit einem Druckregler versehen wird, der die Druckentwicklung in dem Drucknetz durch Beeinflussung dieser hydrostatischen Getriebeeinheit regelt.
• Rüstet man diese Getriebeeinheit, ebenso wie die ab- und aufhaspelnden hydrostatischen Getriebeeinheiten, was bekannt ist, mit einer veränderlichen Einstellung ihres Kolbenhubes aus, insbesondere derart, daß durch Vertauschung der Kolbenhubrichtung der Fördersinn geändert wird, so ergibt sich eine sehr vollkommene Regolmöglichkeit, die es sogar gestattet, im Bedarfsfalle mit der erwähnten Getriebeeinheit Energie aus dem Druckrohrsystem zu entnehmen und der meistens elektrischen Energiezufuhrquelle zuzuführen. Dies kommt dann in Frage, wenn die Spannung des auslaufenden Bandes aus irgendwelchen, mit dem Arbeitsprozeß zusammenhängenden Gründen recht niedrig gewählt werden muß.
• Die Zeichnung zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, wobei angenommen ist, daß das durchlaufende Band B beiderseits von Haspeln, und H2 abgerollt bzw. auf diese aufgerollt wird und die die Bandspannung bewerkstelligenden Bremsr oder Antriebsdrehmomente durch die hydraulischen Motoren HM1 und HM2 für den Antrieb der Haspeln H1 und H2 erzeugt werden. HM3 ist die dritte hydraulische Getriebeeinheit, die durch einen besonderen Motor M, etwa einen Elektromotor, angetrieben wird, im Bedarfsfalle aber auch gebremst werden kann, wenn etwa Energieüberschuß in dem Rohrnetz Ds und D2 entstehen sollte. Die Einrichtung ist in bekannter Weise so getroffen, daß ein Druckrohr D1 den für die Antriebs- und Bremskräfte erforderlichen Hochdruck führt, während das Rohr D2 nur für den Rücklauf dient, bei schnellaufenden Einheiten jedoch bekanntermaßen ebenfalls unter Druck steht, wofür die Speisepumpe SP dient, die in der Regel einen eigenen Antrieb hat.
• Um ein derartiges System ohne Zerreißen oder Zerknittern des Bandes in Betrieb zu bringen, ist es zweckmäßig, die hydrostatischen Getriebeeinheiten - wie bekannt - mit den üblichen Beeinflussungseinrichtungen für die Drehmomententwicklung, in der Regel den Kolbenhubeinstellungen H3 bis H5, zu versehen.
• Für den normalen Betrieb, bei welchem das Band B beispielsweise unter Zug von der Haspeln, abläuft und dementsprechend gebremst werden muß, wird, wie bekannt, die Hubeinstellung H4 des ersten hydraulischen Motors HM1 - wie gezeichnet - auf positive Werte eingestellt, während umgekehrt die HubeinstellungNS bei dem auf dieHaspelH2 aufzuspulenden Band die umgekehrte Drehmomententwicklung erfordert.
• Es ist jedoch außerordentlich schwer, durch reine Handeinstellung der Hubeinstellung H3 der hydraulischen Getriebeemheit HM3 den nötigen Druck in diesem System auch beim Anlauf und im Betrieb der Arbeitsmaschine einzuhalten. Solange beispielsweise das Band stillsteht oder auch nur langsam be wegt wird, wird zur Erzeugung des Hochdruckes in dem Druckrohr D1 nur sehr wenig Drucköl entsprechend dem bei guten hydrostatischen Getrieben geringen Leckölanfall notwendig sein. Setzt sich dann aber das Band in Bewegung, wobei es gleichgültig ist, ob die eigentliche Arbeitsmaschine D diese Bewegung einleitet oder ob sie durch unterschiedliche Einstellung der Bandspannungen an den Haspeln, H2 erzielt wird, tritt plötzlich ein veränderter Druckölbedarf ein, weil in der Regel die Hub ein stellungen H4 und H5 der beiden hydrostatischen Getriebeeinheiten HM1 und HM2 nicht gleich sein werden.
• In anderen Fällen werden verschieden große Ein-und Auslaufgeschwindigkeiten des Bandes B notwendig sein, weil Veränderungen der Bandlänge zur Aufgabe der Bearbeitungsmaschine, etwa des Walzwerkes, gehören und dieser Umstand den Druckölbedarf, der für die Aufrechterhaltung des gewünschten Betriebsdruckes in dem Druckrohr D1 nötig ist, beeinflußt.
• Somit tritt im Moment der Ingangsetzung des Bandes ein veränderter Druckölbedarf auf, um den gewünschten Druck in dem Druckrohr D1 aufrechtzuerhalten.
• Erfindungsgemäß wird der erforderliche Druck im öl dadurch aufrechterhalten, daß an der hydrostatischen GetriebeeinheitHM3, ein Druckregler DR angebracht wird, der in seiner einfachsten Form aus einem einerseits federbelasteten, andererseits vom Drucköl des Rohres D, beaufschiagten, in einem Zylinder laufenden Kolben besteht und die Hubeinstellung H3 beeinflußt.
• Sobald in erfindungsgemäßer Weise der Druckregler DR inWirksamkeit tritt, läßt es sich einrichten, daß der Betriebsdruck in der Hochdruckleitung D1 nur noch geringen Schwankungen unterworfen ist, wenn man den Bandanlauf einleitet, seine Geschwindigkeit ändert oder das Band zum Stillstand bringt.
• Bei konstantem Betriebsdruck in der Diruckleitung Di und unveränderlichen Einstellungen von H4 und H5 ist das Drehmoment in guten hydrostatischen Motoren angenähert unverändert, so daß der Anlauf des Bandes sich ohne störende Überdehnung desselben wie auch ohne Zerknittern durchführen läßt.
• Wenn man in erfindungsgemäßer Weise durch einen Druckregler für einen einstellbaren, unveränderlichen Hochdruck in dem Druckrohr D1 sorgt, wird also bei entsprechender Einstellung der Kolbenhübe in den hydrostatischen Maschinen HM1 und HM,, welche die Haspeln H1 und H2 antreiben, für ein annähernd unveränderliches Antriebsdrehmoment an diesen Haspeln gesorgt. Damit läßt sich aber der Einfluß des veränderlichen Auf bzw. Abwickeldurchmessers bei diesen Haspeln nicht beseitigen. Die erfindungsgemäße Einrichtung läßt sich also noch dadurch vervollkommnen, daß man die Hubeinstellung H4 und H5 nicht bloß mit Handbetätigung versieht, sondern sie, wie bekannt, automatisch durch die Band spannung selbst beeinflußt. Diesem Zwecke dient der bekannte Hubeinstelimechanismus für die hydraulischen Einheiten. Er besteht aus einer Fülilrolle F, die beispielsweise durch Federspannung gegen das laufende oder auch stillstehende Band B ge drückt wird und durch die Auslenkung dieses Bandes ein Maß für die Bandspannung ergibt. Die gezeichnete Gestängevorrichtung mit den Hubeinstelleinrichtungen ergibt dann die gewünschte Beeinflussung der Drehmomententwicklung der beiden hydraulischen Getriebeeinheiten HM1 und HM.2 und damit eine selbsttätige Einstellung der B andspannung, wodurch die Inbetriebsetzung und der Betrieb noch weiter vereinfacht wird. Für diese Einrichtung wird kein selbständiger Schutz begehrt.
• Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung des hydrostatischen Antriebs, wie er hier beschrieben ist, scheint es nun zunächst nicht möglich zu sein, bei der Außerbetriebsetzung oder dem Anlauf der Maschine die auf die Haspeln wirkenden Drehmomente auf Null oder auch andere beliebige positive oder negative Werte zu bringen. Dies ist jedoch ebenfalls möglich, wenn man zu diesem Zweck die Hubeinstellungen H4 und H5 von den in der Abbildung darms stellten selbsttätigen Reglern, die mittels der Fühlrollen F die Spannung im Band messen, trennt und, wie bekannt, mit Handbetätigung dieseHubeinstellung auf Null bringt, wenn das Drehmoment Null verlangt wird, wie z. B. beim Wechseln oder Aufnehmen eines Bandes oder auch auf beliebige positive oder negative Werte, wenn das Vor- oder Rückwärtsdrehen der Haspeln nötig wird, wie dies ebenfalls beim Beginn oder am Ende eines Arbeitsprozesses beim Wechseln der Bänder verlangt wird. Damit wird es möglich, die Haspeln beliebig vor- oder rückwärts zu drehen oder auch anzuhalten, so wie dies beim Bandwechseln nötig ist, obwohl nicht etwa wie bei einem gewöhnlichen hydrostatischen Getriebe jeder HaspelmotorHM1oder HM.2 einen eigenen Primärteil besitzt, sondern beide auf die gemeinsame hydraulische Einheit HM3 ange wiesen sind. Wesentlich ist dabei, daß diese Art des Manövrierens der Haspeln durch die erfindungsgemäße Anordnung des Druckreglers DR an der hydraulischen Maschine HM3 in einfacher Weise möglich gemacht wird. Für diese Maßnahme wird ebenfalls kein selbständiger Schutz begehrt.

Claims (3)

1. PATENTANsPRÜcHE: 1. Regeleinrichtung für gegebenenfalls reversierende Walzwerke und verwandte Arbeitsmaschinen, die Draht und Bänder oder andere durchlaufende Arbeitsgüter verarbeiten, mit Zug- und Auflaufhaspeln, die durch hydrostatische, als Pumpe oder Motor arbeitende Getriebeeinheiten abgebremst oder angetrieben werden, bei denen die als Pumpe wirkenden hydrostatischen Gev triebeeinheiten ihreDrucküüssigkeit in ein gemeinsames Druckrohr abgeben, aus dem auch die als Motoren laufenden hydrostatischen Getriebeeinheiten ihre Druckflüssigkeit beziehen und bei denen hydrostatische, mit Antrieben versehene Getriebeeinheiten vorgesehen sind, die Druckflüssigkeit in das gemeinsame Druckrohr einführen oder daraus entnehmen, gekennzeichnet durch einen die Hubeinstellung der hydrostatischen, mit Antrieben versehenen Getriebeeinheiten (HM3) verstellenden, von Öldruck im gemeinsamen Druckrohr (Dt) beeinflußten Regler (DR) zum Aufrechterhalten des ungefähren Solldruckes im Druckrohr (dz).
2. 2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebeeinheiten (HM1 HM2), welche dem Antrieb oder der Bremsung des durchlaufenden Arbeitsgutes dienen, in bekannter Weise mit durch die Bandspannung seibsttätig gesteuerten Hubverstellungen versehen sind.
3. 3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche oder ein Teil der bekannten Hubeinstellungen der Getriebeeinheiten (HM1, HM2) für den Antrieb oder die Bremsung des Bandes in bekannter Weise auf Nullförderung oder auf umgekehrte Förderrichtung einstellbar sind.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 678 033; deutsche Patentanmeldung M 2019 I b/7 a (bekanntgemacht am 22. 3. 1951); schweizerische Patentschrift Nr. 238 047; britische Patentschriften Nr. 663 362, 252 418; USA. -Patentschriften Nr. 2 425 496, 2 283 321, 1 937 077, 1466642.

   In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 919 404.