DE2154047C3 - Einrichtung zur automatischen Regelung der Geschwindigkeit eines von einer Antriebsvorrichtung bewegten Objekts - Google Patents

Description

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ständer (2) und der Läufer (4, 5) des Motors gegenüber der ortsfesten Lagerung (8, t5, 16) eine Drehbewegung ausführen und daß der Läufer (4, 5) drehbar mit dem Kupplungselement (9, 10, 11) verbunden ist, das seinerseits durch den bewegten Körper gedreht wird (F i g. 1).

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (40) ein Linearmotor ist und Mittel vorgesehen sind, um die geradlinige Motorbewegung in eine Drehbewegung umzusetzen (F ig. 4).

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Linearmotor ein Solenoid ist, das einen Anker hin- und herbewegt, und daß ein Klinkenrad vorgesehen ist, das durch die Ankerhübe gedreht wird.

6. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor ein rotierender Elektromotor ist (F ig. 1).

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor des Elektromotors den Läufer (4,5) und der Stator den Ständer (2) darstellen und daß der Stator in einem zylindrischen Gehäuse (1) angeordnet ist, das relativ zur ortsfesten Lagerung (8,15,16) drehbar ist.

8. Einrichtung nach Atispruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (1) ein Drehpotentiometer (12) derart gehalten ist, daß sein Schleifarm durch eine Drehung des; Gehäuses relativ zur ortsfesten Lagerung (8,15,16) betätigt wird.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Drehpotentiometer (12) und dem Gehäuse (1) ein Untersetzungsgetriebe vorzesehen ist, um den Arbeitsbereich des Po-

tentiometers zu vergrößern.

10. Einrichtung nach Anspruch ! oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ständer (43) und dem Läufer (42) des Motors einerseits und der ortsfesten Lagerung (45) andererseits eine Linearbewegung stattfindet und der Ständer (43) seine lineare Bewegung über ein Kupplungselement (46, 47) erhält, das von dem bewegten Objekt linear bewegt wird und mit diesem in und außer Kontakt verbracht werden kann (F i g. 4).

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor ein hydraulischer Motor ist, dessen Kolben (42) den Läufer und dessen Zylinder (43) den Ständer des Motors darstellen, und daß der Zylinder (43) relativ zur ortsfesten Lagerung (45) bewegbar gehaltert ist, wobei eine Bremse (52) den Zylinder (43) während des Rückhubes des Kolbens (42) gegenüber der ortsfesten Lagerung (45) fixiert (F i g. 4).

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Zylinder (43) des Motors ein lineares Potentiometer (50) derart verbunden ist, daß es durch die Relativbewegung zwischen Zylinder (43) und ortsfester Lagerung (45) verstellt wird.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor ein doppeltwirkender Linearmotor ist, der zwei abwechselnd tätige Ständer hat, von denen jeder mit einem eigenen Kupplungselement in Antriebsverbindung steht, wobei die beiden Kupplungselemente abwechselnd in Tätigkeit sind.

14. Verwendung einer Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einem Filtergerät zur Regelung der Geschwindigkeit der Vorwärtsbewegung des Filters (17) (F i g. 3).

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur automatischen Regelung der Geschwindigkeit eines von einer Antriebsvorrichtung bewegten Objekts, mit einem Motor, dessen Läufer sich relativ zum Ständer mit der Sollgeschwindigkeit des Objekts bewegt, einer Vorrichtung zur Feststellung der jeweiligen Differenz zwischen der Geschwindigkeit des Objekts und der Sollgeschwindigkeit, sowie einer Steuervorrichtung zur Herbeiführung ders Gleichlaufes.

Einrichtungen dieser Art sind im wesentlichen bekannt, wie beispielsweise die Zeitschrift »Elektrotechnische Zeitschrift« 73. Jahrgang 1952, H. 7, S. 27 2 zeigt, wenn man davon absieht, daß sich bei dieser bekannten Einrichtung nicht wie bei der Erfindung der Läufer des Motors relativ zum Ständer mit der Sollgeschwindigkeit des Objekts bewegt, sondern eine vom Läufer des Motors angetriebene besondere Abtriebsvorrichtung.

Im übrigen handelt es sich bei dieser bekannten Einrichtung darum, die Drehgeschwindigkeit eines Motors mit der eines als Sollwertgeber dienenden Motors in Übereinstimmung zu bringen.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der vorstehend umrissenen Art so weiterzuentwickeln, daß sie geeignet ist, auch bei langsam bewegten Objekten deren Geschwindigkeit so zu regeln, daß sie stets mit einer vorgegebenen Sollgeschwindigkeit in Übereinstimmung steht.

Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung dadurch, daß die Vorrichtung zur Feststellung der Ge-

schwindigkeitsdifferenz ein mit dem Läufer des Motors verbundenes Kupplungselement aufweist, das mit dem bewegten Objekt in Gleichlaufverbindung gebracht werden kann, daß ferner der Ständer des Motors gegenüber einer ortsfesten Lagerung bewegbar ist, wobei 5 jedoch das Kupplungselement mit dem Ständer des Motors stärker gekoppelt ist als der Ständer mit seiner ortsfesten Lagerung, und daß die Steuervorrichtung aus zwei relativ zueinander bewegbaren Teilen besteht, deren einer mit dem Ständer des Motors und deren anderer mit der ortsfesten Lagerung verbunden ist.

Der durch die erfindungsgemäße Lösung gewährleistete technische Fortschritt ist ohne weiteres ersichtlich, denn die Erfindung macht es — im Gegensatz zu den bekannten Einrichtungen — möglich, auch die Geschwindigkeit von langsam oder extrem langsam bewegten Objekten (z. B. von Filtern in Pilteranlagen) zu regeln.

Zum Stand der Technik ist in diesem Zusammenhang noch auf die USA.-Patentschrift 32 26 972 und das Buch jo »Grundlagen der selbsttätigen Regelung« von O. Schäfer, 1965, S. 8 und 9, hinzuweisen. Dabei ist folgendes festzustellen:

Das Wesen der Erfindung liegt in der Verwendung einer Fühlvorrichtung mit einem Antriebsaggregat von solcher Bau- und Betriebsweise, daß mit seiner Hilfe auf Grund einer Relativbewegung zwischen dem Ständer seines Antriebsmotors und dessen ortsfeste;· Lagerung die Geschwindigkeit eines langsam bewegten Objektes automatisch geregelt werden kann. Der Motor nach der vorstehend genannten USA.-Patentschrift ist aber zur Lösung einer solchen Aufgabe weder bestimmt noch geeignet; denn es handelt sich dabei um einen Motor, der nach dem d'Arsonval-Prinzip ein konstantes Drehmoment abgeben soll und der daher als Antriebsmotor einer mit konstanter Sollgeschwindigkeit laufenden Geschwindigkeits-Fühlvorrichitung nicht in Frage kommt. Das gilt auch bezüglich der in dem Buch von O. Schäfer a. a. O. dargestellten Anordnung, die sich lediglich damit befaßt, die Differenz zweier Laufgeschwindigkeiten über eine Potentiometerschaltung zur Auswirkung zu bringen.

Beim Gegenstand der Erfindung stellt die differentielle Relativbewegung zwischen dem Ständer des Antriebsmotors und der ortsfesten Lagerung ein Fehlersignal dar, durch das die Geschwindigkeit des bewegten Objekts gesteuert werden kann. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Regelmechanismus wird eine volle Regelung der Geschwindigkeit auch eines sehr langsam bewegten Objekts in Abhängigkeit von der vorgegebenen Geschwindigkeit der Relativbewegung; zwischen Läufer und Ständer erzielt. Die Art der Relativbewegung dieser Motorteile hängt vom Typ und von den Eigenschaften des verwendeten Motors und von der Art seiner Erregung ab. Durch geeignete Wahl dieser Parameter läßt sich die Geschwindigkeit der Relativbewegung der Motorteile bestimmen.

Die Erfindung gestattet eine Reihe besonders vorteilhafter Ausführungsformen, die in ihren wesentlichen Zügen in den Unteransprüchen niedergelegt sind. Zur 6" Begründung und Erläuterung dessen, was danach unter Schutz gestellt werden soll, wird noch auf folgendes hingewiesen.

Um durch die Antriebsverbindung mit dem Kupplungselement die Differenz zwischen der Geschwindigkeit des Läufers und der vorbestimmten Relativgeschwindigkeit der beiden Motorteile darzustellen, ist es am zweckmäßigsten, dafür zu sorgen, daß die Antriebsverbindung zwischen dem Kupplungselement und dem Läufer zwar einerseits verhindert, daß die Bewegung des Kupplungselementes die vorbestimmte Relativbewegung der beiden Motorteile beeinflußt, andererseits aber zuläßt, daß die beiden Motorteile gemeinsam relativ zur ortsfesten Lagerung bewegt werden. Am einfachsten erreicht man dies dadurcn, daß man zwischen dem Läufer und dem Kupplungselement eine Zaimradverbindung mit hohem Übersetzungsverhältnis vorsieht. Diese isoliert die vorgegebene Relativbewegung der beiden Motorteile von den Einwirkungen des vom Kupplungselement auf den Motor übertragenen Antriebs und schafft die Möglichkeit, einen Motor mit niedriger Leistung zu verwenden.

Der Motor kann beispielsweise ein Linearmotor sein, etwa ein hydraulischer Motor, bei dem dann der Kolben den Läufer und der Zylinder den Ständer darstellt, oder in manchen Fällen auch ein wechselweise wirksamer gegenläufiger hydraulischer Motor mit doppeltem Kolben und Zylinder. Auch kann man einen Drehmotor verwenden, etwa einen rotierenden Elektromotor.

Ein einfachwirkender Linearmotor ist in seiner Verwendung durch seinen begrenzten Hub beschränkt, da eine kontinuierliche Regelung der Geschwindigkeit eines bewegten Objekts nur stattfinden kann, solange sich der Motor kontinuierlich bewegt. Jedoch ist mit einem solchen einfachwirkenden Linearmotor eine intermittierende Regelung möglich (das bedeutet Ausfall der Regelung während des Rückhubes des Motors), und eine solche intermittierende Regelung kann zweckmäßig sein, wenn die geregelte Geschwindigkeit sich nur relativ langsam ändert, so daß die Regelung während des Rückhubes des Motors nicht merklich verlorengeht. Diese Unzulänglichkeit kann durch die Verwendung eines doppeltwirkenden Linearmotors behoben werden, wobei jede Hälfte intermittierend und abwechselnd steuert, so daß sich eine kontinuierliche Regelung ergibt. Hierzu muß lediglich das Kupplungselement mit dem hinsichtlich seiner Geschwindigkeit zu regelnden bewegten Objekt in richtiger Weise gekuppelt werden.

Wenn ein Linearmotor, also etwa ein hydraulischer Motor, verwendet wird, kann das Kupplungselement in einem Stück mit dem als Läufer dienenden Kolben oder als eine Verlängerung desselben ausgebildet und am einen Ende für den Eingriff mit dem bewegten Ob jekt vorgesehen sein. Das Kupplungselement kann alsc einen Kontaktteil aufweisen, der mit dem bewegter Objekt in und außer Eingriff bringbar ist, sowie dazi eine Betätigungsanordnung, damit das bewegte Objek während seiner Bewegung über die Länge eines einzel nen Hubes des Motors hinaus gesteuert werden kann.

Ganz gleich, ob Linearmotoren oder Drehmotorer verwendet werden, die Anordnung sieht eine Drehbe wegung vor; damit ist gemeint, daß die Anordnung sol eher Art ist, daß sie eine Drehbewegung der beide! Motorteile relativ zur ortsfesten Lagerung bewirkt un< der Läufer so angetrieben wird, daß er ein Kupplungs element dreht, das im Betrieb für die Drehung des be wegten Objekts sorgt. Wenn also ein elektrische Drehmotor verwendet wird, kann der Rotor als Läufe und der Stator als Ständer fungieren.

In einer alternativen Ausführung kann man ein Drehbewegungsanordnung unter Verwendung eine solenoidbetätigten Schrittmotors vorsehen, bei dem ei Solenoid, das den Ständer darstellt und derart gehaltet ist, daß es sich relativ zur ortsfesten Lagerung drehe kann, einen Anker bewegt, der ein den Läufer darstel lendes Klinkenrad trägt, welches mit dem Kupplung!

element in Antriebsverbindung steht, wobei die Bewegung des Ankers und die Drehung des Klinkenrades mit einer Geschwindigkeit erfolgen, die von der Frequenz der an das Solenoid angelegten Impulse abhängt.

Im Betrieb funktionieren die Drehbewegungsanordnungen der oben geschilderten Art beim Einschalten des Motors zum Antrieb der beiden Motorteile mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit folgendermaßen: Der Läufer versucht, das Kupplungselement anzutreiben. Wenn jedoch das bewegte Objekt zu diesem Zeitpunkt sich nicht mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt wie der Läufer das Kupplungselement bewegen will, oder sich gar überhaupt nicht bewegt, dann dreht sich der Ständer relativ zur ortsfesten Lagerung derart, daß durch die Antriebsverbindung mit dem Kupplungselement die Differenz zwischen der Geschwindigkeit des Läufers und der vorgegebenen Geschwindigkeit, mit der der Motor läuft, dargestellt wird. Diese Relativbewegung des Ständers gegenüber der ortsfesten Lagerung betätigt die Einrichtung zur Bewegungsregelung des bewegten Objekts, wobei eine solche Bewegung des Objekts zustandekommt, daß sich das Kupplungselement im nötigen Maß bewegt, um den Ständer relativ zur ortsfesten Lagerung in solche Lagen zu drehen, daß sich die Geschwindigkeit des bewegten Objekts ihrem Sollwert nähen.

Wenn der erfindungsgemäße Mechanismus einen rotierenden Elektromotor enthält, kann dieser ein Synchronmotor sein, der von einem frequenzvariablen Eingangskreis gespeist wird, wodurch die Sollgeschwindigkeit des Motors und damit die Sollgeschwindigkeit des bewegten Objekts geregelt werden kann.

Zur Regelung der Geschwindigkeit des bewegten Objekts ist es im allgemeinen notwendig, das Fehlersignal, das durch die differentielle Relativbewegung zwischen dem Ständer und der ortsfesten Lagerung dargestellt wird, in ein elektrisches Signal umzuwandeln. Dies kann in irgendeiner passenden Weise geschehen, zum Beispiel mit Hilfe eines Potentiometers, dessen Widerstandsteil mit dem Ständer zur gemeinsamen Bewegung verbunden ist und dessen Schleifarm mit der ortsfesten Lagerung zur gemeinsamen Bewegung verbunden ist (oder umgekehrt). Um den wirksamen Arbeitsbereich des Potentiometers auszudehnen, kann eine Untersetzung vorgesehen werden, die die differentielle Relativbewegung zwischen dem Ständer und der ortsfesten Lagerung an das Potentiometer anlegt. Auch kann im Fall einer Drehbewegungsanordnung ein vielgängiges Schraubenpotentiometer verwendet werden. In den vorstehend beschriebenen Drehbewegungsanordnungen können Motor und Potentiometer in einem gemeinsamen zylindrischen Gehäuse untergebracht werden, das zum Ständer drehbar ist, wobei ein Ende des Gehäuses auf einer Welle befestigt ist, die den Potentiometer-Schleifarm betätigt Das andere Ende kann mit Hilfe einer Welle, die die Antriebsverbindung zwischen dem Läufer und dem Kupplungselement herstellt, in Lagern gelagert sein.

Wenn bei irgendeiner beabsichtigten Verwendung der Erfindung die Möglichkeit in Betracht gezogen werden muß, daß sich der Ständer um mehr als ein paar Umdrehungen dreht, müssen selbstverständlich zur Stromübertragung auf den Motor Schleifringe vorgesehen werden.

Das Kupplungselement kann entweder einen Reibungskontakt mit dem bewegten Objekt herstellen oder es kann über ein Zahnstangengetriebe zwangläufig mit dem Objekt verbunden sind.

Zum besseren Verständnis der Erfindung werden nachstehend einige Ausführungsbeispiele und deren Anwendung an einer speziellen Vorrichtung an Hand der beigefügten Zeichnungen genauer beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Drehbewegungsanordnung des Regelmechanismus in Aufriß und Schnitt,

F i g. 2 eine Seitenansicht des Beispiels der F i g. 1,
F i g. 3 eine Ansicht im Aufriß und Schnitt einer Vorrichtung, an der der Regelmechanismus der F i g. 1 angebracht werden kann,

F i g. 4 eine Skizze eines Regelmechanismus in einer Ausführungsform mit linearer Bewegung.

Wie F i g. 1 zeigt, weist der dargestellte Regelmechanismus ein zylindrisches Gehäuse 1 auf, das einen Wechselstromsynchronmotor 2 enthält, welcher im Betrieb mit Leitungen 3 an eine nicht gezeigte Energiequelle mit Frequenzregelung angeschlossen wird. Der Motor 2 ist über eine Zahnradverbindung 4 am einen Ende des zylindrischen Gehäuses befestigt. Die Zahnradverbindung hat eine Ausgangswelle 5, die in Lagern 6 und 7 in einer rohrförmigen ortsfesten Lagerung 8 gelagert ist. An ihrem freien Ende 9 trägt die Welle 5 ein Kupplungsrad 10, das in der Ausführungsform der F i g. 1 und 2 mit einem Reibbelag 11 aus Gummi od. dgl. versehen ist.

Durch diese Anordnung kommt eine Antriebsverbindung zwischen dem Läufer (in diesem Fall dem Rotor des Motors 2) und dem Kupplungsrad 10 über die Zahnradverbindung 4 und die Welle 5 zustande. Zugleich dienen die Welle 5 und die Zahnradverbindung 4 dazu, eine Antriebsverbindung vom Kupplungsrad 10 zur Bewegung des Ständers (in diesem Fall des Stators des Motors 2) und des Gehäuses 1, an dem der Stator fixiert ist, relativ zur ortsfesten Lagerung herzustellen, falls die Bewegung des zu steuernden Objekts nicht mit einer entsprechenden Bewegung des Motors abgestimmt ist. Wie später noch näher erklärt wird, beruht dies darauf, daß die Zahnradverbindung 4 so hoch übersetzt ist, daß das Kupplungsrad den Rotor nicht im Stator drehen kann.

In dem Gehäuse 1 ist auch noch an dem der Zahnradverbindung 4 entgegengesetzten Ende ein Drehpotentiometer 12 angeordnet. Der Widerstandsteil des Potentiometers 12 ist gegenüber Gehäuse 1 festgelegt, wogegen die Schleifarmwelle 13 durch eine Seitenwand 14 des Gehäuses vorsteht und an einem Arm 15 der ortsfesten Lagerung befestigt ist. Der Schleifkontakt des Potentiometers ist also relativ zu dem Arm 15 fixiert.

Der Arm 15 und das Rohr 8 der ortsfesten Lagerung sind starr mit einem Schaft 16 verbunden, der an der Vorrichtung befestigt werden kann, die mit Hilfe des gezeigten Mechanismus gesteuert werden soll.

In dem Ausführungsbeispiel der F i g. 3 besteht die Vorrichtung, bei der die Erfindung angewandt wird, aus einem Filtergerät zur Verwendung für die Extrusion heißplastischer Kunststoffe, bei dem ein Filterband 17 langsam quer durch einen Filterkanal 18 für das heißplastische Material 19 geführt wird.

Ein derartiges Filtergerät ist in der USA.-Patentschiift 3471017 und in der britischen Patentschrift 11 81 075 eingehend beschrieben, worauf hiermit bezüglich der Funktion des Gerätes verwiesen wird. Wie ersichtlich, läuft das Filterband 17 durch einen Einlaß 20, der mit Hilfe eines durch Kanäle 32 strömenden Kühlmittels gekühlt wird, so daß sich in dem Einlaß ein abschließender Pfropfen aus verfestigtem Kunststoff

bildet. Das Filterband 17 erstreckt sich in und durch den Filterkanal 18, wo es mittels eines Tragrostes 21 entgegen der Strömung des Kunststoffes 19 in Richtung des Pfeiles 22 abgestützt wird. Dann tritt das Filterband durch einen Auslaß 23, der ebenfalls mit Kühlkanälen 25 verschen ist, um einen abdichtenden Pfropfen fen aus verfestigtem Material entstehen zu lassen wie in den erwähnten Patentschriften näher erläutert wird, wird die Vorwärtsbewegung des Filterbandes durch den Einlaß 20, den Filterkanal 18 und den Auslaß 23 von den unterschiedlichen hydrostatischen Kräften verursacht, die auf das Filterband an den verfestigten Pfropfen des Kunststoffes am Einlaß und am Auslaß 20, 23 einwirken.

In dem Beispiel der F i g. 3 sind der Einlaß 20 und der Auslaß 23 in einem Stück mit den Wänden des Filterkanals ausgeformt. Der Auslaß ist zweiteilig; er umfaßt einen inneren Teil 24, der mit den Kühlkanälen 25 versehen ist, und einen äußeren Teil 26, der mit Heizelementen 27 ausgerüstet ist. Im Betrieb fließt die erweichte Kunststoffmasse im Filtcrkanal 18 in den inneren Teil 24 des Auslasses, wo sie auf Grund der Kühlwirkung des Kühlmittels in den Kanälen 25 zu einem verfestigten Pfropfen wird, der an dem Filterband 17 haftet. Da jedoch die Wände des Auslasses 24 praktisch parallel sind, siehe 28, (für die Verarbeitung von Kunststoffen mit hoher Reibung wie Styrol können die Wände sich etwas nach außen erweitern und mit einem Gleitmaierial, etwa Polyteirafluorälhylen, überzogen sein) wird der verfestigte Kunststoffpfropfen von dem hydrostatischen Druck der Masse des erweichten Kunststoffes 19 durch den Auslaß 23 nach außen gestoßen und nimmt das Filterband 17 mit. In dem äußeren Teil 26 des Auslasses 23 bilden die Innenwände eine Einschnürung 29, so daß der feste Kunststoffpfropfen den Teil 26 des Auslasses 23 nicht passieren könnte. Doch die Heizelemente 27 im Teil 26 erweichen den Kiinstsioffpfropfen, so daß er sich deformieren läßt und aus dem Teil 26 unter Mitnahme des Filterbandes 17 austritt.

In dem gezeigten Beispiel ist die Heizenergie der Heizelemente 27 regelbar und wird vom Ausgangsstrom des Potentiometers 12 beispielsweise über eine passende Gleichrichterschaltung mit Phasensteuerung durch die Leitungen 30 angelegt. Durch Verändern der den Heizelementen 27 zugeführten Wärmemenge kann das Ausmaß der Erweichung des verfestigten Kunststoffpfropfens in dem Teil 26 des Auslasses verändert werden und damit auch die Geschwindigkeit, mit der der Kunststoff und das Filterband 17 aus dem Auslaß 23 austreten.

In F i g. 3 ist ferner eine abgewandelte Form des Kupplungsrades dargestellt, bei der statt des Reibbelages 11 der F i g. 1 und 2 das Kuppliingsrad 10 auf seinem Umfang mit Zähnen 31 versehen ist, die in festen Eingriff mit dem Filterband 17 kommen.

Im Betrieb der Vorrichtung der F i g. 3 läuft das Filterband 17 mit einer niedrigen, kontinuierlichen Geschwindigkeit von beispielsweise 12 mm in der Stunde durch den Filterkanal 18. Die Zahnradverbindung 4 ist mit einer sehr hohen Übersetzung, z. B. 250 000 :1. versehen und der Synchronmotor 2 wird mit einem Strom solcher vorgegebener Frequenz gespeist, daß sich das Kupplungsrad 10 mit einer bestimmten, angestrebten Umfangsgeschwindigkeit dreht, die der gewünschten Fortbewegungsgeschwindigkeit des Filterbandes 17 entspricht.

Wenn das Filterband 17 sich mit einer von der vorgegebenen Geschwindigkeit, mit der sich das Kupplungsrad 10 dreht, abweichenden Geschwindigkeit bewegt, dreht sich das Gehäuse selbst nach der einen oder der anderen Richtung je nachdem, ob das Filterband 17 schneller oder langsamer läuft als der gewünschten Rotationsgeschwindigkeit des Kupplungsrades 10 entspricht. Dabei ist zu beachten, daß die Differenz zwischen der Sollgeschwindigkeit der Rotation des Kupplungsradcs 10 und der Istgeschwindigkeit der Bewegung des Filterbandes 17 nicht von dem Kupplungsrad 10 unter Änderung der Rotationsgeschwindigkeit des Rotors relativ zum Stator des Motors 2 aufgenommen werden kann, weil das hohe Übersetzungsverhältnis verhindert, daß das Kupplungsrad 10 die Drehung des Rotors im Stator beeinflußt.

Wenn sich das Gehäuse 1 dreht, ändert sich die Einstellung des Potentiometers 12. Diese Änderung der Potentiometereinstellung steuert die Stromzufuhr zu den Heizelementen 27 im Sinne einer Erhöhung oder Herabsetzung (je nach den Erfordernissen) der dem Teil 16 des Auslasses 23 zugeführten Wärme. Auf diese Weise wird das Ausmaß der Erweichung des Kunststoffpfropfens verändert und damit die Austrittsgeschwindigkeit des Pfropfens zusammen mit dem Filterband 17 je nach den durch die Sollgeschwindigkeit der Drehung des Kupplungsrades 10 gegebenen Erfordernissen erhöht oder herabgesetzt.

Die oben beschriebene Anordnung läßt sich einfach und billig herstellen, liefert aber zugleich eine genaue Regelung der Geschwindigkeit. In dem speziellen Beispiel, wo das sich bewegende Objekt, das gesteuert werden soll, nämlich das Filterband 17, sich mit einer sehr niedrigen Geschwindigkeit bewegt, findet zur Regelung natürlich nur eine geringe Drehung des Gehäuses 1 statt. Wenn rascher bewegte Objekte geregelt werden sollen, kann die Regelgenauigkeit mit Hilfe einer Zahnradverbindung mit niedrigerem Übersetzungsverhältnis und/oder mit Hilfe eines Potentiometers, dessen schraubenförmiger Widerstandsteil zum Gehäuse 1 festgelegt ist, erzieh werden, wodurch mehr als eine Umdrehung des Gehäuses gegenüber der ortsfesten Lagerung während des Regelvorganges ermöglicht wird.

Im Rahmen der Erfindung können Änderungen in der Art der Bewegungsregelung des Filterbandes vorgenommen werden. So kann beispielsweise in einer abgewandelten Form des Filtergerätes das Potentiometer 12 durch einen Schalter ersetzt sein, der die Folge in der Anlieferung von Kühlmittel zu den Kühlkanälen und von Strom'zu den elektrischen Heizelementen im Auslaß der Vorrichtung steuert. Es könnte auch ein Ventil vorgesehen werden, das die KühlmiUelströmung zu den Kühlkanälen des Auslasses steuert. In einer anderen Ausführung könnte ein Schalter einen hydraulischen Motor steuern, der zur mechanischen Bewegung des Filterbandes durch den Filterkanal des Gerätes dienen kann.

Wiederum kann eine diskontinuierliche Bewegung des Filterbandes durch den Filterkanal dadurch erzielt werden, daß man das Potentiometer mit den Heizelementen des Auslasses über eine Zeitsteuerung verbindet, beispielsweise eine Kippschaltung, in der entweder die Einschaltperiode oder die Ausschaltperiode für die Heizelemente durch die von der Stellung des Schleifarmes bestimmte Potentiometereinstellung variiert wird.

In F i g. 4 ist ein Beispiel der Erfindung mit Linearbewegung skizziert. Bei diesem Beispiel besteht der Motor aus einem hydraulischen Motor 40. der von einer

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geeigneten Energiequelle 41 gespeist wird. Der Kolben \2 stellt den Läufer und der Zylinder 43 den Ständer dar. Der Zylinder 43 ist in Lagern 44 einer ortsfesten Lagerung 45 derart gelagert, daß er gegenüber dieser in Achsrichtung verschieblich ist. Der Kolben 42 steht in Antriebsverbindung mit einem Kupplungselement 46. das in dem vorliegenden Fall von einer solenoidbetätigten Nadel 47 gebildet wird, die an das sich bewegende Objekt 48 anlegbar und von diesem abrückbar ist. Der Zylinder 43 des hydraulischen Motors 40 ist über ein Verbindungsglied 49 mit einem Linearpotentiometer 50 gekuppelt, dessen Schleifarm 51 an der ortsfesten Lagerung 45 fixiert ist. Eine steuerbare Sperrvorrichtung 52 (z. B. eine solenoidgesteuerte Bremse) dient zum Arretieren des Zylinders 43 relativ zur ortsfesten Lagerung 45 während des Rückhubes des Motors 40.

Im Betrieb der in F i g. 4 gezeigten Ausführungsform geschieht die Bewegungsregclung des bewegten Objekts 48 intermittierend, da sie ausschließlich während der Vorwärtsbewegung des Motors und nicht während dessen Rückhubs stattfindet. Wie schon erwähnt, muß dies nicht nachteilig sein, solange die Geschwindigkeit des bewegten Objekts 48 mit einer Frequenz schwankt, die wesentlich kleiner ist als die Frequenz des Motors. Während des Hinlaufs des Motors 40 ist die Nadel 47 mit dem bewegten Objekt 48 in Kontakt und die Bremse 52 ist gelöst; unter diesen Voraussetzungen stellt sich eine etwaige Differenz zwischen der Geschwindigkeit des Objekts 48, wie sie auf den Kolben 42 übertragen wird, und der vorgegebenen Relativbewegung zwischen dem Kolben 42 und dem Zylinder 43, wie sie durch geeignete Erregung des Motors 40 zustande kommt, als eine differentielle Relativbewegung des Zylinders 43 zur ortsfesten Lagerung 45 dar. Diese differentielle Bewegung des Zylinders stellt das Potentiometer 50 ein und dieses wiederum dient zur Bewegungsregelung des Objekts 48. Wenn der Kolben 42 das Ende seines Hubes erreicht hat, wird die Nadel 47 abgehoben und gleichzeitig die Bremse 52 angelegt;

der Kolben 42 kann dann ohne Änderung der Potentiomctereinstellung rückgcholt werden. Der Rückhub des Kolbens 42, in dessen Verlauf keine Regelung stattfindet, kann beträchtlich schneller erfolgen als der Vorwärtshub, bei dem geregelt wird. In der Anordnung der F i g. 3 wurde beispielsweise eine Filierbewegung in der Größenordnung von 13 mm/h angesetzt, so daß mit einem Kolbenhub von etwa 15 cm eine fortlaufende Regelung für maximal 12 Stunden erzielt werden konnte, der einige Sekunden ohne Regelung für den Kolbenrückhub gegenüberstehen. In einem solchen Fall hat der Rückhub des Kolbens einen vernachlässigbaren Einfluß auf die Regelung.

Wenn eine absolut kontinuierliche Regelung erforderlich ist, kann man dies auch mit einer Anordnung mit Linearbewegung erreichen, indem man eine Tandemanordnung zweier solcher Mechanismen nach Art der Fig.4 verwendet und diese beiden Mechanismen abwechselnd betätigt, so daß jeder Mechanismus die Regelung während des steuerungsfreien Rückhubes des anderen Mechanismus übernimmt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims (2)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur automatischen Regelung der Geschwindigkeit eines von einer Antriebsvorrichtung bewegten Objekts, mit einem Motor, dessen Läufer sich relativ zum Ständer mit der Sollgeschwindigkeit des Objekts bewegt, einer Vorrichtung zur Feststellung der jeweiligen Differenz zwischen der Geschwindigkeit des Objekts und der Sollgeschwindigkeit, sowie einer Steuervorrichtung zur Herbeiführung des Gleichlaufes, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Feststellung der Geschwindigkeitsdifferenz ein mit dem Läufer (4, S; 42) des Motors (2; 40) verbündenes Kupplungselement (9, 10, 11; 46, 47) aufweist, das mit dem bewegten Objekt in Gleichlaufverbindung gebracht werden kann, daß ferner der Ständer (2; 43) des Motors gegenüber einer ortsfesten Lagerung (8, 15, 16; 45) bewegbar ist, wobei jedoch das Kupplungselement (9, 10, 11; 46, 47) mit dem Ständer (2; 43) des Motors stärker gekoppelt ist als der Ständer mit seiner ortsfesten Lagerung, und daß die Steuervorrichtung (12; 50) aus zwei relativ zueinander bewegbaren Teilen besteht, deren einer mit dem Ständer (2; 43) des Motors und deren anderer imit der ortsfesten Lagerung (8, 15, 16; 45) verbunden ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kupplung des Läufers (4, 5) mit dem Kupplungselement (9,10,11) eine Zlahnradverbindung (4) mit hoher Übersetzung vorgesehen ist