DE1203862B

DE1203862B - Einrichtung zur zugkraftabhaengigen Regelung von Wickelantrieben, insbesondere Spul-apparaten, mit Hilfe einer Taenzerrolle

Info

Publication number: DE1203862B
Application number: DES73928A
Authority: DE
Inventors: Guenther Seka
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1961-05-12
Filing date: 1961-05-12
Publication date: 1965-10-28
Also published as: CH390196A

Description

Einrichtung zur zugkraftabhängigen Regelung von Wickelantrieben, insbesondere Spulapparaten, mit Hilfe einer Tänzerrolle Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur zugkraftabhängigen Regelung von Wickelantrieben, insbesondere Spulapparaten, mit Hilfe einer Tänzerrolle, wobei mit Hilfe eines induktiven Gebers die Auslenkung der Tänzerrolle in eine der Auslenkung proportionale Meßgröße umgewandelt wird, die mit Hilfe eines Stellmotors ein Stellglied zur Veränderung der Drehzahl des Antriebsmotors beeinflußt.
Bei der Herstellung dünner Drähte besteht das Problem, den von der Drahtziehmaschine erzeugten Draht von einem besonderen Spulapparat mit definierter Zugkraft oder Geschwindigkeit aufzuwickeln.
Die Drahtgeschwindigkeiten können hierbei zwischen 10 und 30 m/Sek. liegen. Als Führungsgröße für die Regelung des Antriebs des Spulenapparates kann die Zugspannung im Draht verwendet werden. Da die zulässige Zugspannung im Draht kleiner als 1OGramm werden kann, muß die zusätzliche Belastung des Drahtes durch das Meßglied im Verhältnis zur zulässigen Zugspannung klein bleiben.
Es ist nun bereits eine Einrichtung bekannt, bei der mit Hilfe der Auslenkung einer Tänzerrolle ein induktiver Geber verstellt wird, dessen Ausgangssignal den Stellmotor entsprechend steuert. Eine derartige Regelung neigt zum Pendeln, da, wenn die richtige Drehzahl des Antriebsmotors wieder erreicht ist, der Induktivgeber noch nicht in seine Mittellage zurückgekehrt ist, so daß weitere Stellbefehle gegeben werden, die dann ein Überschwingen hervorrufen.
Die Aufgabe der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht nun darin, diese Pendelungen zu vermeiden.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Steuerwicklung des Stellmotors im Nullzweig einer an einer Hilfsspannung angeschlossenen Brükkenschaltung zwischen dem Induktivgeber und einem Widerstand einerseits und einem Potentiometerabgriff andererseits liegt und die Stellung des Potentiometerabgriffs vom Stellwinkel des Stellgliedes abhängig ist. Auf diese Weise ergibt sich eine proportionale Integralregelung, durch die die Pendelungen vermieden werden. Es ist dabei vorteilhaft, zwischen Induktivgeber und Stellmotor einen Widerstand, einen Transformator oder einen elektronischen oder magnetischen Verstärker od. dgl. einzuschalten, um eine Anpassung zwischen Induktivgeber und Stellmotor zu erreichen. Als Stellmotor ist dabei ein kondensatorerregter Einphasenmotor günstig. In Weiterbildung der Erfindung kann außerdem noch zur Unterdrückung von Pendelungen eine Rückführung an die Sekundärwicklung des Induktivgebers angeschlossen sein, wobei diese Rückführung aus einem über eine Gleichrichteranordnung und einen Vorwiderstand gespeisten Relais besteht, dessen Wicklung ein Kondensator parallel geschaltet ist.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels. Es zeigt F i g. 1 eine prinzipielle Anordnung der Regeleinrichtung gemäß der Erfindung; F i g. 2 eine zusätzliche Rückführung.
Der von einer Drahtziehmaschine erzeugte Draht 1 soll mit konstanter Drahtgeschwindigkeit bzw. mit konstantem Drahtzug auf eine Spule 2 aufgewickelt werden. Wie eingangs erwähnt, können die Drahtgeschwindigkeiten zwischen 10 und 30 m/Sek. liegen.
Die Zugspannung im Draht wird mit einer gewichtsbelasteten Tänzerrolle 3 eingestellt. Zu diesem Zweck ist eine feste Rolle 4 vorgesehen, über die der ankommende Draht in der gezeigten Pfeilrichtung geschlungen ist. Die Spule 2 wird von einem Gleichstrommotor 5 angetrieben, dessen Drehzahl mit Hilfe eines Stellgliedes 6 beeinflußt wird, welches in F i g. 1 als Potentiometer dargestellt ist. Die Beeinflussung der Drehzahl des Motors 5 kann in an sich bekannter Weise im Feld- und/oder im Ankerkreis erfolgen.
Die Tänzerrolle ist z. B. an einem Hebelarm 7 befestigt. Die Winkelabweichungen dieses Hebelarmes werden zur Messung der Zugspannungs- bzw. Geschwindigkeitsänderung herangezogen. Wird der Draht auf eine Spule aufgewickelt, so steigt bekanntlich seine Geschwindigkeit mit wachsendem Durchmesser des Wickels. Der Durchhang wird damit verkürzt und der Hebelarm der Tänzerrolle nach oben ausgelenkt. Mit dem Hebelarm der Tänzerrolle ist ein sogenannter Induktivgeber 8 verbunden. Der Induktivgeber ist als Drehtransformator ausgebildet, dessen eine Wicklung 9 von einer Wechselspannungsquelle 10 erregt wird. Die andere Wicklung lt wird von dem Hebelarm 7 verstellt. In der gezeichneten Mittelstellung des Induktivgebers ist die in der Sekundärwicklung 11 induzierte Spannung Null. Wird er aus seiner Mittelstellung ausgelenkt, so entsteht in der Sekundärwicklung eine Spannung, die bis etwa 400 annähernd proportional der Winkelstellung ist.
Bei dem Durchlaufen der Mittelstellung wird die Phasenlage in der Sekundärwicklung 11 umgekehrt.
An die Sekundärwicklung 11 des Induktivgebers wird über ein Anpassungsglied 12 ein Stellmotor 13 angeschlossen. Als Anpassungsglied kann je nach den vorliegenden Verhältnissen ein Widerstand, ein Transformator oder ein Verstärker verwendet werden. Als Stellmotor wird vorzugsweise ein kleiner Asynchronmotor verwendet, der über ein Getriebe od. dgl. auf das Drehzahlstellglied6, beispielsweise auf den Abgriff 6' des Widerstandes 6 einwirkt. Der Stellmotor 13 hat eine Erregerwicklung 14, die über einen Kondensator 15 an die Wechselspannungsquelle 10 angeschlossen ist, und eine Steuerwicklung 16. Die Drehzahl und Drehrichtung des Einphasenmotorsl3 sind bei konstanter Belastung abhängig von der Phasenlage und Größe des in der Steuerwicklung fließenden Stromes. Dadurch, daß die Steuerwicklung des Stellmotors mit der Sekundärwicklung 11 des Induktivgebers verbunden ist, ist seine Drehzahl und Drehrichtung abhängig von der Winkelstellung des Induktivgebers. Das zur Auslenkung des Induktivgebers erforderliche Drehmoment ist abhängig von der Impedanz der an die Sekundärwicklung angeschlossenen Last.
F i g. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer proportionalintegralen Regelung gemäß der Erfindung, wobei der Durchhang nicht mehr auf eine Mittellage eingeregelt wird, sondern bei höchster Drehzahl des Motors einen Kleinstwert hat. Hierbei ist die Sekundärwicklung 11 des Induktivgebers 8 über einen Anpassungswiderstand 23 und Klemmen 24, 25 an eine Hilfsspannung angeschlossen.
Die in der Sekundärwicklung 11 induzierte Spannung addiert bzw. subtrahiert sich nun zu dieser Hilfsspannung und fällt über die Reihenschaltung aus dem Widerstand 23 und dem Innenwiderstand der Wicklung 11 ab. Von dem Stellmotor wird zusätzlich noch ein Hilfspotentiometer26, das ebenfalls über einen Anpassungswiderstand 27 an die gleiche Hilfsspannung angeschlossen ist, angetrieben.
Die Steuerwicklung des Stellmotors liegt nun in Brückenschaltung über das Anpassungsglied zwischen dem Abgriff für die Summenspannung am Induktivgeber und dem Hilfspotentiometerabgriff.
Wird der Induktivgeber 8 verstellt, so entsteht zwischen diesen beiden Abgriffen eine Spannungsdifferenz. Hierdurch läuft der Stellmotor an und verstellt das Hilfspotentiometer 26 so lange, bis die Spannungsdifferenz zu Null geworden ist. Jeder Winkelstellung des Induktivgebers 8 ist daher einer Winkelstellung des Hilfspotentiometers 26 proportional. Bei dieser Regelung wird das für die integrierende Regelung charakteristische Überschwingen weitgehend vermieden.
Läßt sich die Änderungsgeschwindigkeit des Durchhanges nicht im erforderlichen Maße anpassen, so kann zusätzlich eine Rückführung an die Sekundärwicklung des Induktivgebers angeschlossen werden. In F i g. 2 ist ein entsprechendes Ausführungsbeispiel dargestellt, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern wie in F i g. 1 versehen sind. Die Rückführung ist allgemein mit 17 bezeichnet. Über einen Gleichrichter 18 und einen Vorwiderstand 19 ist ein Relais 20 angeschlossen, dessen Wicklung ein Kondensator 21 parallel geschaltet ist. Der Kontakt 22 des Relais 20 liegt in der Zuleitung des Induktivgebers 8 zum Anpassungsglied 12. Erhält diese Anordnung bei geschlossenem Schaltkontakt 22 Spannung, so lädt sich der Kondensator 21 über den Widerstand 19 auf. Ist die Anzugsspannung des Relais 20 erreicht, so schaltet sein Kontakt 22 die Rückführung und den Stellmotor ab. Der Kondensator 21 entlädt sich nunmehr über die Wicklung des Relais. Nach einer gewissen Zeit wird die Abfallspannung des Relais 20 unterschritten, so daß dieses abfällt und die Rückführung 17 und den Stellmotor wieder anschaltet.
Die Anzugsverzögerung des Relais 20 wird um so kleiner, je höher die Spannung von der Sekundärwicklung des Induktivgebers ist. Da andererseits die Verstellgeschwindigkeit des Potentiometers 6 gemäß F i g. 1 um so höher ist, je höher diese Spannung wird, wird bei jedem Auslenken des Induktivgebers das Potentiometer um einen ähnlich großen Winkel verstellt werden. In der Zeit, in der der Stellmotor von dem Relais abgeschaltet ist, kann sich der Durchhang der Tänzerrolle 3 auf den durch die vorhergehende Verstellung geänderten Wert einspielen. Die Impulszeit läßt sich durch entsprechende Auslegung des RC-Gliedes an die vorhandenen Verhältnisse anpassen.

Claims

Patentansprüche: 1. Einrichtung zur zugkraftabhängigen Regelung von Wickelantrieben, insbesondere Spulapparaten, mit Hilfe einer Tänzerrolle, wobei mit Hilfe eines induktiven Gebers die Auslenkung der Tänzerrolle in eine der Auslenkung proportionale Meßgröße umgewandelt wird, die mit Hilfe eines Stellmotors ein Stellglied zur Veränderung der Drehzahl des Antriebsmotors beeinfluß, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer PJ-Regelung die Steuerwicklung des Stellmotors im Nullzweig einer an eine Hilfsspannung angeschlossenen Brückenschaltung zwischen dem Induktivgeber und einem Widerstand einerseits und einem Potentiometerabgriff andererseits liegt und die Stellung des Potentiometerabgriffs vom Stellwinkel des Stellgliedes abhängig ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Induktivgeber und Stellmotor ein Anpaßglied, z. B. Widerstand, Trafo oder ein elektronischer oder magnetischer Verstärker eingeschaltet ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellmotor ein vorzugsweise kondensatorerregter Einphasenmotor verwendet ist.
4. Einrichtung, insbesondere nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterdrückung von Pendelungen eine Rückführung an die Sekundärwicklung des Induktivgebers angeschlossen ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführung aus einem über eine Gleichrichteranordnung und einen Vor- widerstand gespeisten Relais besteht, dessen Wicklung ein Kondensator parallel geschaltet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentanmeldung s 28183 VIIIb/21c (bekanntgemacht am 1.4. 1954); schweizerische Patentschrift Nr. 251 135; AEG-Mitteilungen 1955, Heft 1/2, S. 172.