DE1413778B2 - Vorrichtung zum Steuern und Regeln eines Elektromotors in Abhängigkeit von der Kantenabweichung einer Warenbahn - Google Patents
Vorrichtung zum Steuern und Regeln eines Elektromotors in Abhängigkeit von der Kantenabweichung einer WarenbahnInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern und Regeln eines Elektromotors in Abhängigkeit
von der Kantenabweichung einer Warenbahn beim Einlauf in Spannmaschinen unter Verwendung
eines mit mindestens einem Potentiometer verbündenen Kantenabtastorgans, welches die Drehzahl des
Verstellmotors, der als Gleichstrommotor ausgebildet ist, regelt.
Es ist eine Steuerung für die Einlaßwangen an Spannmaschinen bekannt, bei der ein regelbarer
Motor angewendet wird,,der die Steuerung abhängig von der Größe der Kantenabweichung einer Warenbahn
durchführt.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Reaktionsfähigkeit
der Vorrichtung .zum Steuern und Regeln der Warenbahnkante beim Einlauf in eine Spannmaschine
gegenüber dieser und-ähnlichen bekannten Einrichtungen
zu steigern.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die vom Schleifer am Potentiometer
abgenommene veränderliche Spannung über einen Spannungsteiler abfällt, die herabgeteilte Spannung
an einem Punkt zwischen zwei Widerständen des Spannungsteilers zur Regelung des Verstellmotors
abgenommen wird und der Punkt mit dem Schleifer über einen zum entsprechenden Teil des Spannungsteilers
parallelliegenden Kondensator verbunden ist. Durch die erfindungsgemäße Anordnung des Kondensators
ist es möglich, rasche Änderungen des Potentials am Schleifer in differenzierter Form auf die
Basis des zu steuernden Transistors weiterzugeben, bevor diesen die volle Spannungsänderung vom
Schleifer erreicht. Hierdurch wird dann ein schnelleres Anlaufen und auch ein schnelleres Bremsen der
Verstelleinrichtung erreicht,' wobei der Kondensator
wirkungsmäßig einen Momentankurzschluß erzielt.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß der Verstellmotor Teil eines Leonard-Satzes
ist, wobei der Generator des Leonard-Satzes entsprechend seiner ausgangsseitigen Polarität den
Verstellmotor bezüglich der Drehrichtung und entsprechend der ausgangsseitigen Spannüngshöhe be-.
züglich der Drehzahl regelt.
Ein weiterer Vorschlag besteht darin, daß die vom Potentiometer über den Schleifer, den Spannungsteiler
und den Kondensator kommende Regelspannung dem Verstellmotor bzw. der Feldwicklung des
Generators des Leonard-Satzes über eine verschiedene
Drehrichtungen des Verstellmotors bewirkende Schaltung aus Transistoren, Röhren, Magnetverstärkern
od. ä. zugeführt wird.
Ein Ausführungsbeispiel ist auf der Zeichnung dargestellt, wobei im Hinblick auf klare Darstellung
und auf die Möglichkeit der Gesamtfunktionsbeschreibung ein gesamtes Aggregat gezeigt ist. Im einzelnen
zeigt
Fig. 1 den mechanischen Aufbau der Vorrichtung, F i g. 2 die elektrische Schaltung der Vorrichtung,
F i g. 3 a bis 3 c schematisch das elektrische Verhalten bei einer Abwanderung der Warenbahn.
Das Kantenabtastorgan 1 in F i g. 1, das an der Kante der Warenbahn 2 anliegt, ist über die Achse 3
mit dem Schleifer 4 des Potentiometers 5 verbunden. Die Feder 6, die einerseits an der Verlängerung 7
des Tastorgans 1 und andererseits an dem am Potentiometer befestigten Haltestab 8 eingehängt ist, drückt
das Tastorgan immer leicht gegen die Warenkante. Das Potentiometer ist über den Bolzen 9 und den
Tragarm 10 fest mit der Einlaß wange 11 des Spannrahmens verbunden. Die Einlaßwange 11 liegt mit
den Rollen 12 auf der Tragschine 13 auf.
Die nicht aufgezeigten Anschlüsse des Potentiometers 5 stellen über ebenfalls in der F i g. 1 nicht
enthaltene Leitungen eine elektrische Verbindung mit dem Steuergerät 14 her. Das Steuergerät 14 beliefert
die Feldwicklungen des Gleichstromgenerators 15 mit Gleichstrom.
Der Drehstrommotor 16 ist mit dem Gleichstromgenerator 15 gekuppelt und treibt ihn an. Der Gleichstromgenerator
15 speist die Ankerwicklung des im folgenden mit Verstellmotor bezeichneten Gleichstrommotors
17, der mit dem Gleichstromgenerator 15 und dem Drehstrommotor 16 zu einem sogenannten
Leonardsatz zusammengeschaltet ist. Der Verstellmotor 17 treibt über das Getriebe 18 das Ritzel
19 an und ist samt Getriebe 18 am Schwenkarm 20 befestigt, der seinerseits schwenkbar auf dem Bolzen
21 gelagert ist. Das Ritzel 19 greift in die Zahnstange 22, die mit der Tragschiene 13 fest verbunden
ist, ein. Die Feder 23, die zwischen dem mit der Einlaßwange festen Haltebolzen 24 und dem Schwenkarm
20 gespannt ist, drückt das Ritzel 19 dauernd gegen die Zahnstange 22. Die soeben beschriebene
Anordnung stellt die Verstelleinrichtung des Einführapparats dar. Bei Drehung des Motors 17 wird die
Einlaßwange 11 in der einen oder anderen Richtung bewegt.
Das Potentiometer 5 in F i g. 2 wird vom Tastorgan 1 angetrieben. Es liegt mit seinen Endanschlüssen
26 und 27 am Plus-Pol 28 bzw. Minus-Pol 29. Die zwischen dem Plus-Pol 28 und dem Schleifer 4
des Potentiometers 5 abgegriffene Spannung gelangt an den Spannungsteiler, bestehend aus den Widerständen
30 und 31. Die im Punkt A abgenommene herabgeteilte Spannung am Widerstand 31 gelangt an
den Transistor 32. In der Kollektorleitung des Transistors 32 liegt die Feldwicklung 33 des Gleichstromgenerators
15. Der Basisänschluß 35 des Transistors
36 ist über den Widerstand 37 mit dem Kollektoranschlüß 38 des Transistors 32 verbunden. Tn der
Kollektorleitung des Transistors 36 liegt die für die andere Drehrichtung verantwortliche Feldspule 37
des Gleichstromgenerators 15. Die beiden Transistoren 32 und 36 sind derart elektrisch miteinander verbunden,
daß ihre Stromdurchlässigkeit in der Emitter-Kollektor-Richtung gegensätzlich verläuft. Da nun
der Strom durch den Transistor 32 mittels der Spannung am Widerstand 31 gesteuert werden kann, wird
zwangläufig auch der Strom durch den Transistor 36 beeinflußt. Bei einem bestimmten Spannungswert am
Widerstand 31 sind die Ströme durch die Transistoren 32 und 36 gleich groß; die Felder in den Erregerspulen
33 und 37 des Gleichstromgenerators 15 heben sich gegenseitig auf. In diesem Falle entsteht
an den Ankerklemmen 38 und 39 des Generators 15 keine Spannung. Steigt die Spannung am Widerstand
31 höher an, so wird dadurch der Strom durch den Transistor 32 verstärkt und der Strom durch den
Transistor 36 verringert. Damit herrscht das Feld der Feldspule 33 vor, und im Anker 39 des Gleichstromgenerators
15 wird eine Spannung erzeugt, deren Polarität an den Klemmen 38 und 39 für die Erregerspule
33 charakteristisch ist. Sinkt die Spannung am Widerstand 31, so verhalten sich die Ströme der
Transistoren 32 und 36 umgekehrt und es tritt an den Klemmen 38 und 39 des Gleichstromgenerators 15
eine Spannung mit der umgekehrten Polarität auf. Die Ankeranschlußklemmen 38 und 39 des Gleichstromgenerators
15 sind mit den Ankeranschlußklemmen 40 und 41 des Verstellmotors 17 verbunden. Die Erregerspulen 43 und 44 des Verstellmotors 17
sind hintereinandergeschaltet und liegen an der Spannung zwischen den Polen 28 und 29. Der Gleichstromgenerator
15 wird mittels des Drehstrommotors " ' 16 mit einer konstanten Drehzahl angetrieben.
Der Verstellmotor 17 kann über geeignete in der Fig.2 nicht näher aufgezeigte mechanische Mittel
die bei 46 angedeutete Halterung des Tastsystems in Richtung des Pfeils 47 hin- und herverstellen. Bei
einer Lageänderung der Warenkante 48 bewegt sich der Verstellmotor 17 in der Weise, daß das Tastorgan
1 in bezug auf die Warenkante wieder seine ursprüngliche Lage einnimmt.
Erfindungsgemäß ist nun ein Kondensator 49 parallel zum Widerstand 30 geschaltet; dieser Kondensator
49 wirkt als Momentan-Kurzschluß, und diese Wirkung ist maßgeblich für die eingangs erwähnte,
von der Erfindung angestrebte Verkürzung der Reaktionszeit.
Der Kondensator 49 bewirkt auch mit dem Widerstand 31 eine Differentiation der zwischen dem
Schleifer 4 des Potentiometers 5 und dem Plus-Pol 28 liegenden Spannung. Eine plötzliche Spannungsänderung
zwischen den beiden Punkten kommt dadurch nicht erst über den Spannungsteiler, bestehend aus
Widerstand 30 und Widerstand 31, an die Basis des Transistors 32, sondern gelangt impulsmäßig über
den Kondensator 49 unmittelbar und wegen der Momentan-Kurzschlußwirkung des Kondensators ungemindert
an den Basisanschluß des Transistors 32. Gemäß der Zeitkonstante, die sich aus dem Kondensator
49 und den Widerständen 30 und 31 ergibt, klingt der durch den Kondensator 49 verursachte
Spannungsimpuls alsdann wieder ab.
Die F i g. 3 c zeigt die Wirkung der Erfindung.
In F i g. 3 a ist das Verhalten der Schaltung beim Verlauf der Warenkante aufgezeigt. Auf der Warenkante
50 liegt der Tasthebel 51 auf. Der Pfeil 52 deutet die relative Bewegung des Tasthebels 51 in
Längsrichtung der Warenbahn 53 an. Das Verstellgerät bewegt den Fühler in Richtung der Pfeile 54
und 65 quer zur Warenbahn.
F i g. 3 b zeigt das Verhalten der Spannung am Widerstand 31 der F i g. 2, ohne den Kondensator 49.
F i g. 3 c zeigt die Steuerspannung für den Transistor 32, d. h. die Spannung am Widerstand 31
(F i g. 2), wobei der Kondensator 49 wirksam ist.
Vom Punkt 55 in F i g. 3 b an beginnt sich der Tasthebel 51 aus seiner Null-Lage zu bewegen und
veranlaßt den Verstellmotor, daß er in der Richtung des Pfeiles 54 der Warenkante 50 nachgeführt wird.
Bei Erreichen des Punktes 56 halten sich die Abwanderungsgeschwindigkeit der Warenkante 50 und
die Verstellgeschwindigkeit, mit der der Tasthebel 51 senkrecht zur Warenbahn verstellt wird, die Waage.
Vom Punkt 56 ab läuft damit, wie es aus der F i g. 3 b ersichtlich ist, der Tasthebel mit konstanter Geschwindigkeit
der Warenkante 50 nach. Beim Erreichen des Punktes 57 wiederholt sich der gleiche
Vorgang, jedoch in umgekehrter Reihenfolge. Ein ähnlicher Spannungsverlauf entsteht, wenn sich die
Warenkante in die entgegengesetzte Richtung, wie z. B. von Punkt 58 ab bewegt. Eine Spannungshöhe
gemäß dem Punkt 59 in F i g. 3 b entspricht der Null-Lage des ganzen Systems, in der keine. Verstellung
erfolgt. Eine Erniedrigung der Spannung erzeugt eine Bewegungsrichtung gemäß dem :Pfeil.54, F i g. 3 a.
Eine Erhöhung der Spannung verursacht eine Verstellbewegung in Richtung des Pfeils 65. .
F i g. 3 c zeigt wiederum die Spannung am Widerstand 31 in F i g. 2 und veranschaulicht die Wirkung
des Kondensators 49 in F i g. 2. Beim Beginn der Tasthebelbewegung in Punkt 55 verändert sich die
Spannung an Widerstand 31 entgegen der Darstellung F i g. 3 b wesentlich mehr, als es für die Erzielung
der notwendigen Verstellgeschwindigkeit notwendig wäre. Dadurch erreicht man ein bedeutend schnelleres
Anlaufen des Verstellmotors, und die Zeit, in der die notwendige Verstellgeschwindigkeit erreicht wird,
kann um den Betrag 61 verringert werden. Das Verhalten im Punkt 62 gemäß F i g. 3 c zeigt, daß die
Steuerspannung beim Erreichen des Punktes 62 nicht nur wie in F i g. 3 b langsam abnimmt und auf ihren
Ausgangswert geht, sondern für eine kurze Zeit sogar unter den Ausgangswert sinkt und damit die umgekehrte
Drehrichtung steuert. Selbstverständlich muß die Zeitkonstante zwischen den Bauelementen,
Kondensator 49, Widerstände 30 und 31, so gewählt werden, daß der Impuls 63 in F i g. 3 c gerade dann
abgeklungen ist, wenn der Verstellmotor stillsteht. Vor allem die Größe des Kondensators 49 ist so zu
wählen, daß sich das System bei einer erfolgten äußeren Störung aperiodisch auf den neuen Zustand
einstellt.
An Stelle von Transistoren können auch andere Verstärkerelemente wie Röhren, Magnetverstärker
u. ä. verwendet werden.
Claims (3)
1. Vorrichtung zum Steuern und Regeln eines Elektromotors in Abhängigkeit von der Kantenabweichung
einer Warenbahn beim Einlauf in Spannmaschinen unter Verwendung eines mit mindestens einem Potentiometer verbundenen
Kantenabtastorgans, welches die Drehzahl des Verstellmotors, der als Gleichstrommotor ausgebildet
ist, regelt, dadurchgekennzeichn e t, daß die vom Schleifer (4) am Potentiometer
(5) abgenommene veränderliche Spannung über einen Spannungsteiler (30, 31) abfällt, die herabgeteilte
Spannung an einem Punkt (A) zwischen zwei Widerständen (30, 31) des Spannungsteilers
zur Regelung des Verstellmotors (17) abgenommen wird und der Punkt (A) mit dem Schleifer
(4) über einen zum entsprechenden Teil des Spannungsteilers parallelliegenden Kondensator
(49) verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellmotor (17) Teil
eines Leonardsatzes (15, 16, 17) ist, wobei der Generator (15) des Leonardsatzes entsprechend
seiner ausgangsseitigen Polarität den Motor (17) bezüglich der Drehrichtung, und entsprechend
der ausgangsseitigen Spannungshöhe bezüglich der Drehzahl regelt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Potentiometer
(5) über den Schleifer (4), den Spannungsteiler (30, 31) und den Kondensator (49) kommende
Regelspannung dem Verstellmotor (17)
bzw. der Feldwicklung (33, 37) des Generators (15) des Leonardsatzes über eine verschiedene
Drehrichtungen des Verstellmotors (17) bewirkende Schaltung aus Transistoren, Röhren, Magnetverstärkern
od. ä. zugeführt wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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