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Anordnung zur zugabhängigen Drehzahlbeeinflussung für -die Teilantriebe
mehrteiliger Arbeitsmaschinen rillt durchlaufendem Arbeitsgut, insbesondere Papiermaschinen
Arbeitsmaschinen für die Herstellung oder Verarbeitung eines band- oder strangförmigen
Gutes sind in der Regel mehrteilig ausgeführt, wobei jedem Teil bzw. jeder Gruppe
der Arbeitsmaschine ein eigener Teilantrieb zugeordnet ist. Jedes Paar benachbarter
Teilantriebe soll ein Drehzahlverhältnis haben, das dem für die Übergangsstelle
vorgegebenen Bahnzug entspricht. Zu diesem Zweck sollen die Teilantriebe solcher
Arbeitsmaschinen mit Drehzahleinstellern ausgestattet sein. Besondere Schwierigkeiten
können sich bei den Schlußgruppen einer solchen Arbeitsmaschine beim Einführen der
Warenbahn ergeben, wenn die sich als Vordehnung auswirkenden technologischen Einflüsse,
die den Zug mitbestimmen, in den vorher durchlaufenen Gruppen noch nicht bekannt
oder nicht konstant sind. Insbesondere bei einem leicht reißbaren Arbeitsgut wie
Papier erfordert das Einführen der Warenbahn in die Schlußgruppen große Erfahrung
und große Geschicklichkeit. Besonders schwierig kann bei einer Papiermaschine das
Einführen der aus der Trockengruppe kommenden Bahn in den nachfolgenden Kalander
sein. Es hat sich gezeigt, daß weniger Abrisse auftreten, wenn beim Aufführen der
Bahn die Drehzahl des Kalanders in bezug auf ihren Normalwert (für Dauerbetrieb)
etwas herabgesetzt wird, um nach dem Übergang auf die volle Bahnbreite wieder entsprechend
angehoben zu werden, ohne daß hierbei der zulässige Zug überschritten werden darf.
Soll der Einführvorgang mit etwas Sicherheit gegen Abrisse ablaufen, so kann er
also bisher nur unter ständiger Kontrolle durch das Betriebspersonal beherrscht
werden.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei einer Anordnung zur zugabhängigen
Drehzahlbeeinflussung, bei der die Drehzahl-Einstellwerte der Teilantriebe in Abhängigkeit
von der Summe der dem Beitrag zum Zuge entsprechenden Drehmomentanteile des jeweiligen
und der folgenden Antriebe geführt sind, den Einführvorgang zu automatisieren. Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß durch eine Beschneidevorrichtung
zur Bestimmung der Bahnbreite der Einflußanteil der drehmomentabhängigen Führungsgröße
in Abhängigkeit von der Bahnbreite einstellbar ist. Vorteilhaft soll dabei die drehmomentabhängige
Führung des Sollwertes erst nach Überschreiten einer vorbestimmbaren Mindestbreite,
die größer als die Einführbreite ist, einsetzen. Die erfindungsgemäße Anordnung
gestattet es, diese Schaltmaßnahmen auf einfache Weise vorzunehmen. Ist nämlich
das Messer der Beschneidevorrichtung so eingestellt, daß nur ein schmaler Einführungsstreifen
in den Kalander einläuft, so ist gleichzeitig damit auch die drehmomentabhängige
Führung des Sollwertes durch einen Positionsschalter im Schneidmesserstellweg abgeschaltet.
Vorteilhafterweise ist die Anordnung ferner derart ausgebildet, daß bei Überschreiten
eines bestimmten Mindestwertes des dem Zug entsprechenden Drehmomentanteiles bzw.
des Stromes nach Ablauf eines Wartezeitintervalls oder in allmählichem Übergang
die drehmomentabhängige Führung des Sollwertes einsetzt und umgekehrt bei Unterschreiten
des Mindestwertes des Drehmomentes der drehmomentabhängige Einfluß auf den Sollwert
abgeschaltet und gegebenenfalls eine geringfügige Absenkung des Drehzahl-Sollwertes
vorgenommen wird. Das Absinken unter den Mindestwert kann dabei in diesem Fall als
Kriterium für einen Bahnriß dienen.
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Die Erfindung soll an Hand eines Beispiels, das sich auf einen Mehrmotorenantrieb
für eine Papiermaschine bezieht, näher erläutert werden.
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Im unteren Teil der Zeichnung sind schematisch die in sich geschlossenen
Drehzahlregelkreise der vier letzten Teilantriebe der Papiermaschine dargestellt.
Die Reihenfolge des Warenlaufes ist von links nach rechts. Hierbei ist die letzte
Trockengruppe mit 1, der erste Kalander mit 2, der zweite Kalander mit 3 und der
Aufroller mit 4 bezeichnet. Jedem Teilmotor 5 bis 8 ist ein Drehzahlregler
9 bis 12 mit je einer Drehzahlmeß- und Stelleinrichtung 13 bis 16 zugeordnet.
Das
Beispiel bezieht sich auf einen Mehrmotorenantrieb, bei dem die Drehzahl-Sollwerte
einer der Maschinengeschwindigkeit proportionalen Leitspannung UV entnommen sind
und die Istwerte von Tachomaschinen 17 bis 20 gebildet werden. Als
Sollwert für den Drehzahlregler 9 der Trockengruppe 1 wird also die Spannung an
den Klemmen cd verwendet. Die im Warenlauf folgenden Gruppen 2, 3 und 4 sollen
nun voraussetzungsgemäß während des Einführens der Bahn mit einstellbarer konstanter
Drehzahl und bei voller Bahnbreite mit zugabhängiger Drehzahl laufen. Zu diesem
Zweck sind Umschaltkontakte d11, d12 und d13 vorgesehen, die den Zeitrelais
D11, D12, D13 zugeordnet sind. Diese Zeitrelais werden von Kontakten
dl, d2 und d3 an Spannung gelegt. Diese Kontakte gehören den Meßrelais
D 1, D 2 und D 3 an, deren Wirkungsweise nachfolgend
noch ausführlich beschrieben wird. Mit 21, 22 und 23 sind den einzelnen
Teilantrieben 2, 3 und 4 zugeordnete Steller bezeichnet, die zum Einstellen
der Zugwerte zwischen den einzelnen Teilantrieben dienen. Sie werden über Gleichrichteranordnungen
24, 25 und 26 und Transformatoren 27, 28 und 29 aus einem Wechselstromnetz gespeist.
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Mit I3 ist der Strom des Antriebes 4 für den Rufroller bezeichnet;
er wird mit Hilfe eines Gleichstromwandlers 30 in eine Spannung Ui" abgebildet.
Von dieser wird eine konstante Spannung ULI und eine vom Rollendurchmesser
oder Rollengewicht abhängige Spannung Ur, abgezogen. Die Spannung UL
3
berücksichtigt den konstanten Anteil der Leerlaufverluste und die Spannung
UG die mit dem Gewicht der Rolle zunehmenden Reibungsverluste in den Lagern. Die
Spannung Uz, ist sodann der von dem Motor als Beitrag zum Bahnzug aufgebrachten
Umfangskraft proportional. Da der Rufroller der letzte Antrieb ist, also ein Beitrag
von einem etwa nachfolgenden Antrieb nicht vorhanden ist, ist an dieser Stelle die
Spannung Uz. proportional dem Zug.
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Mit 1, ist der Strom des Motors 7 des zweiten Kalanders bezeichnet;
er wird in entsprechender Weise wie zuvor der Strom 13 in eine Spannung UZ
2 ab-
gebildet. Im Falle der Kalanderantriebe 2 und 3 (und aller Antriebe,
ausgenommen der Rufroller) ist die Spannung UG = 0, so daß nach Abzug der Spannung
UL 2 die Spannung UZ 2 entsteht, die der von dem Antrieb 3 des zweiten
Kalanders als Beitrag zum Bahnzug aufgebrachten Umfangskraft proportional ist. Der
Übersicht halber ist die Umwandlung von Strom 12 in Spannung UZ 2 nicht in der Zeichnung
dargestellt. Sinngemäß wird auch der Strom 1i des ersten Kalanders in eine Spannung
U=1 abgebildet und von dieser eine der Reibung proportionale Spannung
ULI abgezogen. Die auf diese Weise gewonnene Spannung UZ 1 ist dann dem Zugbeitrag
des Antriebes 2 für den ersten Kalander proportional.
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Nach der Erfindung soll nun der Drehzahl-Sollwert des ersten Kalanders
im Dauerbetrieb unter dem Einfluß der Summe der Spannungen Uz 1, Uz, und UZ 3 stehen.
Diese Spannungen sind deshalb in Reihe geschaltet. Dieser Summenspannung ist eine
vom Geschwindigkeitsniveau unabhängige Konstantspannung UY gegengeschaltet, die
aus einer von einer Konstantspannungsquelle gelieferten Spannung UYo gewonnen wird
und die mit der Spannung UV in Reihe liegt. Die Spannung UY hat die Eigenschaft
eines Zuggrundsollwertes (Mittel der Zugwerte verschiedener Arbeitsprogramme). Entspricht
der tatsächliche Zug zwischen der Trockengruppe 1 und dem ersten Kalander
2 diesem Grundsollweri, so ist UY - (UZ I + UZ 2
+ UZ a) = 0 Der dem Kalander 2 zugeordnete Zugeinsteller 21 soll hierbei
in Mittelstellung stehen und der Kontakt d 11 des Zeitrelais
D 11 in Stellung b. Die Geschwindigkeit des Teilantriebes 2
ist dann durch die Bahn bestimmt und entsprechend ihrer Dehnung verknüpft mit der
Geschwindigkeit der Trockengruppe 1.
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Wird die Papierbahn zwischen Trockengruppe 1
und ersten Kalander
2 eingerissen, so steigt die Geschwindigkeit des Kalanders zunächst an, bis
sie dem Sollwert UV -i- UY entspricht. Da dann nur noch der Leerlaufstrom
fließt, wird UZ 1 -f- UZ 2 -I- UZ l; = 0, und das Relais D 1 fällt
ab. Das hat auch ein Abfallen des Relais D 11 zur Folge, so daß der Kontakt
d11 von der Stellung b in die Stellung a gelangt. Da in dieser
infolge des Potentialabgriffes eine kleinere Sollwertspannung als im Dauerbetrieb
bei Stellung b bereitgestellt wird, bewirkt der Regler, daß die Geschwindigkeit
des ersten Kalanders 2 auf einen Wert absinkt, der geringfügig unter dem des vorher
gefahrenen Dauerbetriebes liegt. Dieser Wert ist für das Wiedereinführen bestimmt.
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Die Einsteller 31 bis 33 dienen lediglich bei einem Wechsel des Produktionsprogramms
der Wahl einer für das Einführen geeigneten Geschwindigkeit. Hierbei können Differenzanzeiger
34 bis 36 vorgesehen sein, die die relative Geschwindigkeitsdifferenz
anzeigen.
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Beim Einführen ist die Bahn zunächst schmal. Beim Einführen in den
ersten Kalander 2 bleibt daher die Spannung UZ 1 zunächst so klein, daß das Relais
D 1 nicht anspricht. Mit der anschließenden Verbreiterung der Bahn nimmt der Strom
des Kalandermotors 6 zu, so daß das Relais D 1 anspricht und den Kontakt d11 nach
der eingestellten Zeit von a nach b schaltet. Es gilt annähernd
Uz 1 = UY, d. h., die Geschwindigkeit des Kalanders steht unter dem Einfluß
des Bahnzuges. Vorläufig sind aber die Spannungen UZ 2 und Uz. gleich Null.
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Sodann folgt das Einführen mit schmaler Bahn in den zweiten Kalander
3. Der Kontakt d12 liegt in Stellung a. Mit der Verbreiterung der Bahn steigt die
Spannung UZ 2, so daß das Relais D 2 anspricht und die Umschaltung
von Kontakt d 12 nach Stellung b
bewirkt. Mit dem Anwachsen der Spannung
Uz 2 fiel indirekt die Spannung UZ 1 infolge der Randbedingung, daß die Geschwindigkeit
des ersten Kalanders durch die Bahn nahezu festgehalten ist. Die dem Absinken von
Spannung UZ 1 zugrunde liegende Stromänderung war dabei eine Folge der durch die
Spannung UZ2 über den Regler bewirkten Änderung des Motorfeldes. Der Vorgang beim
Weiterführen der Bahn auf den Rufroller 4 verläuft sinngemäß in entsprechender
Weise.
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Die Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung sind bei Mehrmotorenantrieben
nicht auf das beschriebene Beispiel beschränkt. Beispielsweise kann auch je Teilantrieb
ein weiterer Regler vorgesehen sein, der als Stromregler arbeitet und im Falle des
Einführens seinen Sollwert aus dem Drehzahlregler erhält und später umgeschaltet
wird auf einen Sollwert, der unter dem Einfluß der Summe der Umfangskräfte (z. B.
Summe Uz, -t- Uz? -f- UZ.) steht.
Auch auf mechanische und hydraulische
Antriebssysteme ist die Erfindung anwendbar. Und zwar besteht die Ausführung darin,
daß - ungeachtet des Antriebssystems - zunächst der Einstellwert bzw. Sollwert der
Drehzahl für das Einführen auf einem wählbaren Wert festgehalten ist und eine Einrichtung
vorhanden ist, die nach Anwachsen des Drehmomentes den Einstellwert bzw. Sollwert
ständig derart variiert, daß die Summe der im Anschluß an die jeweilige auf Zug
zu regelnde Übergangsstelle aufgebrächten Drehmomentanteile konstant hält. Die Einrichtung
ist ferner so beschaffen, daß bei Verkleinerung der genannten Summe unter einem
bestimmten Mindestwert (infolge Bahnbruch) wieder selbsttätig der Ausgangseinstellwert
bzw. -sollwert zum Wiedereinführen hergestellt wird.