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Selbstregelnder Mehrmotorenantrieb für Arbeitsmaschinen zur Behandlung
von bandförmigem Gut Die Erfindung betrifft einen selbstregelnden Mehrmotorenantrieb
für Arbeitsmaschinen zur Behandlung von bandförmigem Gut od. dgl. unter in weiten
Grenzen einstellbaren Geschwindigkeits- und Spannungsbedingungen und unter etwa
konstanter Zugspannung, bei dem das Behandlungsgut nacheinander mehrere Teilmaschinen
auf einem geradlinigen Weg durchläuft und schließlich in einer Aufwickelvorrichtung
aufgewickelt wird, wobei alle Motoren der Teilmaschinen von einem gemeinsamen Generator
und der Motor der Aufwickelvorrichtung von einem weiteren Generator gespeist werden.
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Mit einer derartigen Anlage müssen ganz verschiedene Betriebszustände
verwirklichbar sein, z. B. folgende: a) Die Anlage muß eine lineare normale Betriebsgeschwindigkeit
zwischen 10 und 80m in der Minute (Vorschubgeschwindigkeit des Behandlungsgutes)
liefern können.
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Diese Geschwindigkeit soll auf einen beliebigen Wert im voraus eingestellt
werden können. b) Es ist eine durch einen besonderen Druckknopf einschaltbare langsame
Geschwindigkeit von 5 m in der Minute vorzusehen. c) Die Beschleunigung und die
Verzögerung sollen einstellbar sein. d) Die mechanischen Spannungen sollen in jeder
Abteilung getrennt einstellbar sein. e) Für das Aufwickeln (letzte Abteilung) gelten
folgende Bedingungen: Der Durchmesser des Wickels ändert sich während des Aufwickelns
im Verhältnis 1 : 6; die Spannung des Behandlungsgutes soll während des Aufwickelvorgangs
selbsttätig etwa konstant gehalten werden, und zwar unabhängig von der linearen
Zufuhrgeschwindigkeit des Gutes und dem Durchmesser des Wickels; der Wert dieser
konstanten Spannung soll zu Beginn eines jeden Arbeitsganges oder während des Betriebes
einstellbar sein; die Spannung soll im Stillstand aufrechterhalten aber auch aufgehoben
werden können; der Rückwärtslauf des aufgewickelten Wickels soll mit geringer Geschwindigkeit
möglich sein, wobei die anderen Abteilungen der Maschine stillstehen.
f) Alle diese
Regelungen sollen ohne Zuhilfenahme eines Tasters für die Bahnspannung oder den
Wickeldurchmesser an der gesamten Maschine hergestellt werden können. g) Es soll
die Möglichkeit einer selbsttätigen Regelung der Geschwindigkeit der gesamten Anlage
durch ein Gerät zur Feststellung der Feuchtigkeit des Behandlungsgutes (wenn es
sich um eine Trockenvorrichtung handelt) oder durch ein beliebiges anderes Gerät
zur Überwachung des vorgenommenen Arbeitsganges, wenn es sich um eine andere Anlage
handelt, möglich sein.
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Gemäß der Erfindung wird die Erregung des Motors der der Aufwickelabteilung
unmittelbar vorausgehenden Abteilung durch zwei getrennte Wicklungen gebildet, deren
jede die Hälfte des größten Flusses liefern kann, während die anderen Motoren der
durchlaufenen Abteilungen eine Reihen schlußerregung und eine getrennte Erregung
haben und der Wickelmotor eine Reihenschlußerregung hat, wobei der Generator zur
Speisung der Motoren der geradlinig durchlaufenen Abteilungen eine getrennte Erregung
und der Generator zur Speisung des Wickelmotors drei Erregerwicklungen aufweist,
nämlich
eine Wicklung, die den gesamten erforderlichen Fluß liefern
kann, eine Wicklung, die die Hälfte des erforderlichen Flusses liefern kann, und
eine Reihenschlußwicklung, die die Hälfte des gesamten Flusses liefern kann und
entgegengesetzt wie die beiden andern Wicklungen geschaltet ist.
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Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung,
deren einzige Abbildung schematisch die Schaltung einer erfindungsgemäßen Anlage
zeigt, beispielshalber erläutert.
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Es ist angenommen, daß die dargestellte Anlage drei Abteilungen aufweist,
welche von dem Behandlungsgut mit einer Längsbewegung durchlaufen werden, und eine
vierte Abteilung, in welcher das in den drei vorhergehenden Abteilungen behandelte
Gut aufgewickelt wird.
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Jede der drei Abteilungen mit den angetriebenen Walzen 1, A 2 und
A3 wird getrennt von einem MotorM1, M2, M 3 angetrieben, während der Motor M4 den
Wickel W antreibt. Die Motoren, M2, M 3 werden von einem Generator G 1 gespeist,
während der Motor M 4 von einem Generator G 2 gespeist wird. Die Generatoren 0 1
und G2 werden von einem Drehstrommotor M angetrieben.
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Die dargestellte Anlage kann z. B. zum Schlichten einer Textilkette
dienen. In diesem Fall wird das Gut zwischen den Motoren M 1 und M2 mit Leim getränkt,
zwischen den Motoren M 2 und M 3 und auf einer von dem Motor M2 angetriebenen Trommel
getrocknet und durch den Motor M4 aufgewickelt.
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Die Vorschubgeschwindigkeit des Gutes wird durch ein Gerät zur Feststellung
der Feuchtigkeit geregelt, welches die Trockenheit des Gewebes am Ausgang der Trommel
prüft.
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Jeder der Motoren M1 und M2 der beiden ersten Abteilungen weist eine
Reihenschlußerregerwicklung 2 bzw. 4 und eine getrennte Erregerwicklung 1 bzw. 3
auf, deren Amperewindungen erheblich kleiner als die der Reihenschlußwicklungen
2 und 4 sind (z. B. in der Größenordnung von 1:10).
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Die Reihenschlußwicklungen 2 und 4 sind über einstellbare Ausgleichswiderstände
2 a bzw. 4 a parallel geschaltet.
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Unter der Annahme, daß der Motor M2 den Leitmotor bildet, wird die
getrennte Erregerwicklung 3 desselben nicht gespeist. Die getrennte Erregerwicklungl
des Motors M1 wird dagegen aus einer Gleichstromquelle 14 über eine Widerstandsbrücke
15, 16 gespeist, bei welcher der Widerstand 16 eine feste Mittelanzapfung aufweist,
während der Widerstand 15 mit einem Schieber versehen ist, so daß die Wicklung 1
mit einer Spannung regelbarer Größe und Richtung gespeist werden kann.
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Die Erregung des Motors M 3 der der Aufwickelabteilung unmittelbar
vorausgehenden, mit einer Längsbewegung durchlaufenen Abteilung erfolgt durch zwei
getrennte Wicklungen 5 und 6, deren jede die Hälfte des Gesamtfiusses liefern kann.
Die Wicklung 6 wird durch einen festen, aber einstellbaren Widerstand 7 überbrückt.
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Der Generator G1 weist nur eine einzige Erregerwicklung 8 auf, während
der Generator 0 2 drei Erregerwicklungen besitzt, nämlich eine erste getrennte Wicklung
9, welche die Hälfte des erforderlichen Flusses liefern kann, eine zweite getrennte
Wicklung 10, welche den gesamten erforderlichen Fluß liefern kann, und eine Reihenschlußwicklung
11, welche die Hälfte des erforderlichen Flusses liefern kann. Diese
letztere Wicklung
ist entgegengesetzt wie die beiden anderen geschaltet und wird von einem festen,
aber einstellbaren Widerstand 12 überbrückt.
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Der Motor M4 der Aufwickelabteilung weist eine Reihenschlußerregerwicklung
13 auf, deren Polarität mittels des Umschalters 13 a umgeschaltet werden kann.
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Die Erregerwicklung 5 des Motors M3 wird aus einer Gleichstromquelle
17 über einen festen Widerstand 18, einen Regelwiderstand 19 und einen Kontakt 20
gespeist.
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Die andere Erregerwicklung 6 des Motors M 3 ist mit der Erregerwicklung
9 des Generators G2 in Reihe geschaltet, wobei die durch die Wicklungen gebildete
Anordnung aus der gleichen Stromquelle 17 über einen festen Widerstand 26, einen
Regelwiderstandl7 und einen Kontakt 28 gespeist wird.
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Der Widerstand 26 kann durch einen Kontakt 29 kurzgeschlossen werden,
und der Kontakt 28 kann durch eine durch Kontakte 32, 33 gesteuerte Widerstandskombination
30, 31 überbrückt werden.
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Die Erregerwicklung 8 von G1 und die zweite getrennte Erregerwicklung
10 von G2 sind in Reihe geschaltet und werden aus einer elektronischen Gleichstromquelle
21 gespeist, deren Spannung durch Kontakte 22, 23, 24 und ein Handrad 25 einstellbar
ist.
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Die Schließung des Kontakts 22 stellt den Betriebszustand der elektronischen
Stromquelle 21 her, welcher dem Anlassen der Anlage und dem Betrieb derselben mit
kleiner Geschwindigkeit entspricht. Bei der Schließung des Kontakts 23 steigt die
Betriebsgeschwindigkeit der Anlage allmählich auf die durch das Handrad 25 vorher
eingestellte große Geschwindigkeit an. Die Schließung des Kontakts 24 ergibt eine
zeitweilige Übererregung im Augenblick des Anlassens der Anlage.
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Die obige Anlage arbeitet folgendermaßen: Die Betriebsgeschwindigkeit
der gesamten Anlage wird durch die Spannung bestimmt, welche von der elektronischen
Anlage 21 den Wicklungen 8 bzw. 10 der Generatoren G 1 und G2 geliefert wird. Diese
Geschwindigkeit wird mittels des Handrades 25 vorher eingestellt. Hierauf braucht
nur der Kontakt 23 betätigt zu werden, um die von der Anordnung 21 gelieferte Spannung
und somit die Betriebsgeschwindigkeit der Anlage allmählich zunehmen zu lassen,
wobei diese allmähliche Zunahme auf beliebige bekannte Weise hergestellt wird, z.
B. durch die Zeitkonstante einer in dem Steuerstromkreis von der Anordnung 21 angehörenden
Thyratronen vorgesehenen Anordnung. Diese Geschwindigkeit kann während des Arbeitens
der Anlage ohne Zuhilfenahme irgendeiner Verzögerung mittels des Handrades 25 verändert
werden.
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Die mechanische Spannung des Behandlungsgutes wird in den verschiedenen
Abteilungen folgendermaßen geregelt: Infolge der Parallelschaltung ihrer Haupterregerwicklungen
2 bzw. 4 haben die Motoren M1 und M2 die Neigung, mit gleicher Geschwindigkeit zu
laufen, was der mechanischen Spannung Null des Behandlungsgutes entsprechen würde.
Zur Erzeugung einer Spannung zwischen M1 und M2 wird die Erregung von M1 durch die
Verstellung des Schiebers des Widerstandes 15 entsprechend verändert.
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Die Spannung des Behandlungsgutes zwischen M2 und M 3 einerseits
und zwischen M 3 und M 4
andererseits wird durch den die Aufwickelabteilung
antreibenden Motor M 4 bestimmt.
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Die Leistung, welche von M4 geliefert werden kann, wird mittels des
Regelwiderstandes 27 eingestellt, welcher mit der Erregerwicklung 9 des M 4 unmittelbar
speisenden Generators G2 in Reihe geschaltet ist.
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Es ist zu bemerken, daß die mechanische Spannung zwischen M 4 und
M 3 erheblich größer als die mechanische Spannung zwischen M 3 und M2 ist, so daß
M 3 als Generator arbeitet und die Motoren M 1 und M2 parallel mit G1 speist. Durch
Veränderung der Erregung von M3 (z. B. durch Vergrößerung des Stroms in der Erregerwicklung
5 mittels des Regelwiderstandes 19) bringt man M 3 dazu, eine größere generatorische
Leistung zu liefern. Nun wird aber M 3 von M 4 angetrieben (über das Behandlungsgut),
und die Leistung, welche von M4 geliefert werden kann, ist, wie oben erläutert,
durch die Einstellung des Regelwiderstandes 27 bestimmt. Die generatorische Leistung
von M 3 kann daher nicht wesentlich zunehmen, oder, anders ausgedrückt, M 3 und
M 4 werden langsamer laufen, was einer Aufrechterhaltung der mechanischen Spannung
des Behandlungsgutes zwischen M 4 und M 3 und einer Verringerung dieser Spannung
zwischen M 3 und M 2 gleichkommt.
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Es ist zu bemerken, daß die mechanische Spannung des Behandlungsgutes
in der Aufwickelabteilung trotz der Zunahme des Durchmesser des Wickels selbsttätig
konstant gehalten wird, und zwar infolge der Schwächung der von G2 gelieferten Spannung
durch die Wirkung der Reihenschlußerregerwicklung 11. Der Strom in dieser Wicklung
sucht nämlich zuzunehmen, wenn die von dem Motor M 4 verlangte Leistung infolge
einer Vergrößerung des Durchmessers des Wickels zunimmt, was eine Schwächung der
Erregung von G2 ergibt, da der Sinn der Wicklung 11 dem der Wicklungen 9 und 10
entgegengesetzt ist (siehe die in der Zeichnung dargestellten Pfeile).
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Wie zu Anfang auseinandergesetzt, soll eine mechanische Spannung
an dem Behandlungsgut selbst bei Stillstand der Anlage aufrechterhalten werden können.
Diese mechanische Spannung wird durch Öffnung des Kontakts 28 und durch Schließung
des Kontakts 33 erhalten, wodurch die Widerstände 30 und 31 in den Stromkreis der
Erregerwicklungen 9 bzw. 6 des Generators G2 und des Motors M 3 eingeschaltet werden,
wodurch die Erregung dieser Maschinen in dem erforderlichen Maße geschwächt wird.
Es ist zu bemerken, daß diese mechanische Spannung im Stillstand an die Spannung
im normalen Betrieb durch das Vorhandensein des Regelwiderstandes 27 gebunden ist,
welcher die mechanische Spannung im normalen Betrieb bestimmt.
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Wie ebenfalls zu Beginn erwähnt, ist ein Rückwärtslauf für das Freimachen
des fertigen Wickels vorgesehen. Hierfür wird die Erregung und somit der Drehsinn
von M4 durch Umschaltung des Wicklungssinns der Wicklung 13 mittels des Umschalters
13 a umgeschaltet, wobei die Erregung von G2 durch Öffnung des Kontakts 28 und Schließung
des Kontakts 32 verringert wird, da hierdurch der Widerstand 30 in den Stromkreis
der Erregerwicklung 9 von G2 eingeschaltet wird. Es ist zu bemerken, daß die für
den Rückwärtslauf verfügbare Leistung infolge des Vorhandenseins des Regelwiderstandes
27
ebenfalls an die des normalen Betriebes gebunden ist, was logisch ist, da die
für das Freimachen des Wickels erforderliche Leistung von dem Gewicht desselben
abhängt, oder, anders ausgedrückt, von der Leistung, welche für seine Herstellung
erforderlich war.
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Für einen Betrieb mit geringer Geschwindigkeit, welcher, wie eingangs
erwähnt, ebenfalls erforderlich sein kann, wird die Erregung von G 1 und G2 durch
die Verringerung der Speisespannung ihrer Wicklungen 8 und 10 herabgesetzt. Diese
Verringerung erfolgt durch die elektronische Vorrichtung der Gleichspannungsquelle
21. Sie wird durch Drücken auf einen hierfür vorgesehenen Druckknopf 22 erhalten.
Gleichzeitig mit der Verringerung der Spannung öffnet sich der normalerweise geschlossene
Kontakt 29, wodurch der Widerstand 26 in den Stromkreis der Erregerwicklungen 9
und 6 eingeschaltet wird, um bei dieser Geschwindigkeit die Aufwickelspannung des
Wickels zu verringern.
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Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß die beschriebene und
in der Zeichnung dargestellte Anlage die Herstellung ganz verschiedener Betriebszustände
gestattet, wobei ein eingestellter Betriebszustand trotz der Veränderung der Betriebsbedingungen
infolge der Vergrößerung des Durchmessers des in der Wickelabteilung gebildeten
Wickels selbsttätig aufrechterhalten wird, wobei diese Konstanz ohne irgendeine
mechanische oder andere Vorrichtung zur Feststellung des Durchmessers des Wickels
oder der mechanischen Spannung des Behandlungsgutes, sondern einzig und allein durch
die zweckmäßige Wahl und Kombination der elektrischen Kenngrößen der benutzten Maschinen
erhalten wird.
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Die Erfindung kann natürlich abgewandelt werden.
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So kann die Anlage eine beliebige Zahl von Einzelabteilungen aufweisen
und für eine beliebige Behandlung eines beliebigen bandförmigen Gutes bestimmt sein.
Ferner kann die Anlage durch andere Parameter als der Durchmesser des schließlich
erhaltenen Wickels gesteuert werden, z. B. durch den Feuchtigkeitsgehalt od. dgl.