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Antriebsschaltung fUr gesteuerte Einheiten mit gruppenweisem
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Antrieb Die Erfindung betrifft eine Antriebsschaltung fjjr gesteuerte
Einheiten mit gruppenweisem Antrieb, insbesondere fUr Druckmaschinen, Fertigungsstraßen
und Förderbänder mit Einheiten, die in Reihe geschaltet sind, insbesondere ftir
Einheiten, die durch ein System von Zahnrädern, Ketten oder Seilen miteinander verbunden
sind.
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Um bei einer Mehrfarben-Druckmaschine einen passerhaltigen Druck zu
erzielen, mUssen die Flanken der Zähne im System der Zahnräder aneinander anliegen,
so daß auch ein synchroner Betrieb der einzelnen Druckwerke sichergestellt ist.
Bei einer Fertigungestraße kann außer einem synchronen Betriebs auch die Einhaltung
einer vorbesffmsten Zugspannung in Riemen, Ketten oder Seilen erforderlich sein.
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Bei bisher bekannten Antriebsschaltungsanordnungen von gesteuerten
Einheiten ist Jeder einzelnen Druckeinheit außer der letzten Druckeinheit, ein Planetengetriebe
zugeordnet, das auf der Hauptantriebswelle angebracht ist. Dieses Planetengetriebe
teilt dann die gesamte Leistung entsprechend dem Bedarf auf die einzelnen Druckeinheiten
auf.
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Bei einer anderen bekannten Antriebs-Schaltungsanordnung ist Seder
einzelnen Einheit ein Regulier-Elektromotor zugeordnet. Die einzelnen Schaltungen
stellen zwar die gewünschten Funktionen sicher, sind jedoch wegen ihrer Anordnung,
ihrer Ausmaße und einer unerläßlichen Schmierung sehr teuer.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Antriebs-Schaltung,
insbesondere fUr einen Antrieb einzelner hintereinander angeordneter Druckeinheiten
einer Mehrfarben-Druckmaschine anzugeben, die eine Regelung der Drehzahl und die
Einhaltung vorbestimmter Verhältnisse der Drehmomente der einzelnen Druckeinheiten
ermöglicht.
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Nach derErfindung ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Hauptantriebseinheit
einen Elektromotor aufweist, dessen Welle mit einer Eingangswelle einer Induktionskupplung
verbunden ist, die mit einem Tachogenerator versehen ist, daß der Tachogenerator
elektrisch mit einem Eingang eines Vergleichs-Stromkreises verbunden ist, dessen
zweiter Eingang von einem Potentiometer gespeist und dessen Ausgang mit einem Regler
verbunden ist, daß der Regler elektrisch mit der Induktionskupplung in Verbindung
ist, auf deren Welle ein Abtriebsrad befestigt ist, daß in der Zuleitung der Betriebsspannung
des Elektromotors ein Drehmoment-FUhler angeordnet ist, der elektrisch über Potentiometer
mit Vergleichs-Stromkreisen und Reglern der Hilfs-Antriebseinheiten verbunden ist.
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Sodann kann dafür gesorgt sein, daß die Wellen der Elektromotoren
der Hilfsantriebseinheiten mit den Eingangswellen von mit Abtriebsrädern versehenen
Induktionskupplungen verbunden sind, daß in der Zuleitung der Betriebsspannung dieser
Elektromotoren Drehmoment-FUhler liegen, die elektrisch mit den Vergleichs-Stromkreisen
der Hilfsantriebseinheiten verbunden sind, und daß diese Vergleichs-Stromkreise
elektrisch über die Regler der Hilfsantriebseinheiten mit den Induktionskupplungen
der Hilfsantriebseinheiten verbunden sind.
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Diese Ausbildung hat den Vorteil, dan sie eine I?e-elung rler Drehzahl
aller Antriebseinheiten und gleichzeitig eine Aufteilung der Belastung auf die einzelnen
Antriebseinheiten in vorbetimmten Verhältnissen zueinander ermöglicht, aber dennoch
ohne komplizierte und teuere Planetengetriebe und Regulier-Elektromotoren auskommt.
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Ein weiterer Vorteil dieser Schaltung besteht in einer wesent lichen
Vereinfachung <1er einzelnen Antriebe, so da. auch die Herstellungskosten niedriger
sind.
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F;in weiterer Vorteil dieser Schaltungsanordnung besteht darin, daß
es durch Einstellung von Übertragungs-Konstanten bei den Drehmoment-.-ihlern möglich
ist, ein nahezu heliebiges Verhältnis der Eingangsdrehmomente der Hilfsantriebseinheiten
zum Ausgangs-Drehmoment der Hauptantriebseinheit einzustellen.
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Win bevorzugtes Ausführungsbeispiel wird im folgenden nilhand der
Zeichnung naher beschrieben. Es zeigt: vier Fig. 1 eine Antriebsschaltung für/Durckeinheiten
einer Druckmaschine und Fig. 2 eine Ansicht der Druckmaschine in der Richtung des
Pfeiles "P" nach Figur 1 gesehen, bei der jede Antriebseinheit jeweils nur eine
Druckeinhei-t antreibt.
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Die Antriebsschaltung gemäß der Erfindung besteht aus einer Hauptantriebseinheit
und mehreren Hilfsantriebseinheiten, die in Reihe geschaltet sind.
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Die Hauptantriehbseinheit bewirkt den Antrieb einer Druckeinheit 1
und weist einen Elektromotor 10 in Form eines Asynchronmotors auf, dessen Welle
mittels einer Kupplung mit einer Induktionskupplung 11 verbunden ist.
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An der Eingangswelle der Induktionskupplung 11 ist ein Tachogenerator
17 als Drehzahlmesser angebracht, wobei das Ende der Eingangswelle mit einer Riemenscheibe
16 als Abtriebsrad versehen ist. Der Tachogenerator 17, ein Potentiometer 14, ein
Vergleichs-Stromkreis 15, ein Regler 12 und ein Drehmoment-FLihler 13 sind miteinander
in der Weise elektrisch verbunden, daß die Ausgangssignale von Tachogenerator 17
und Potentiometer 14 dem Vergleichs-Stromkreis 15 und von dort dem Regler 12 zugeführt
werden, wobei der Regler 12 weiter mit der Induktionskupplung 11 elektrisch verbunden
ist. In dar Zuleitung der Netzspannung des Asynchronmotors 10 liegt der Drehmoment-Fühler
13, der elektrisch mit Potentiometern 24, 34, 44 der EIilfsantriebseinheiten verbunden
ist. Die Hilfsantriebseinheiten, die Druckeinheiten 2, 3, 4 antreiben, weisen Elektromotoren
20, 30, 40 in Form von Asynchronmotoren auf, deren Wellen über Kupplungen mit Eingangswellen
von Induktionskupplungen 21, 31, 41 verbunden sind. Die Eingangswellen der Induktionskupplungen
21, 31, 41 sind mit Riemenscheiben 26, 36, 40 als Abtriebsräder versehen.
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In der Zuleitung der Netzspannung der Elektromotoren 20, 30, 40 sind
Drehmoment-Fühler 23, 33, 43 eingebaut. Bei allen Hilfsantriebseinheiten werden
die Ausgangssignale der Drehmomentfühler 23, 33, 43 den zugehörigen Vergleichs-Stromkreisen
25, 35, 45 zugeführt und von dort in die Regler 22, 32, 42 weitergeleitet.
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Die Ausgangssignale der Regler 22, 32, 42 werden den zugehörigen Induktionskupplungen
21, 31, 41 zugeführt.
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Diese Antriebsschaltung arbeitet folgendermaßen: Der Tachogenerator
17 erzeugt eine Spannung, die direkt proportional der Drehzahl des Elektromotors
10 ist. In dem Vergleichsstromkreis 15 wird diese Spannung mit der am Potentiometer
14 abgegriffenen Spannung verglichen, die den Sollwert der Drehzahl der Maschine
bestimmt. Wenn beide Spannungen gleich sind, ist die Regelabweichung gleich Null.
Das bedeutet, daß die Ist-Drehzahl der Soll-Drehzahl der Maschine entspricht. Wenn
die Ausgangsspannung des Tachogenerators 17 niedriger oder höher ist, als
die
am Potentiometer 14 eingestellte pannung, entsteht im Vergleichs-Stromkreis 15 eine
Regelabseichtung. Diese ltbweichunG bewirkt über den Regler 12, daf3 der Erregerstrom
der Induktionskupplung 11 und somit auch das Drehmoment großer oder kleiner wird,
so daß die Drehzahl der Maschine auf den Sollwert geregelt wird. Der in der Zuleitung
der Netzspannung des Elektromotors 10 liegenden Drehmomenten-FUbler 13 mißt den
Strom des Elektromotors 10. Dieser Strom ist im Arbeitsbereich direkt proportional
dem Drehmoment. Mit demselben Drehmoment, das die Induktionskupplung 11 überträgt,
wird auch der Elcktromotor 10 belastet.
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Der Drehmomenten-FUhler 13 in der Zuleitung des Elektromotors 10 mißt
auch das Ausgangs-Drehmoment der Induktionskupplung 11.
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Diese Meßgröße wird den aus Elektromotoren 20, 30 und lto, Induktionskupplungen
21, 31, 41 Reglern 22, 32, 42 und Drehmoment-FUhlern 23, 33 und 43 bestehenden Hilfs-Antriebseinheiten
als Sollwert zugefilhrt. Die Hilfs-Antriebseinheiten sind im Verbund mit der ebenfalls
einen Regelkreis bildenden Haupt-Antriebseinheit arbeitende Drehmoment-Regelkreise.
Dies b<-deutet, daß die Meßwerte über die Ausgangsdrehmomtente der Induktionskupplung
21, 31, 41 die mittels der Drehmoment-Fühler 23, 33, 43 gemessen werden, in den
Vergleichs-Stromkreis 25, 35, 45 mit den Istwerten der Eingangsdrehmomente der Haupt-Antriebseinheit
verglichen werden. Dieses Drehmoment wird mittels des Drehmomenten-FUhlers 13 gemessen
und über die Potentiometer 24, 34, 44 in die Vergleichs-Stromkreise 25, 35, 45 geleitet.
Mittels der Potentiometer 24, 34, 44 und gegebenenfalls durch Einstellung der Ubertragungsbeiwerte
der Drehmoment-Filhler 23, 33, 43 kann man ein fast beliebiges Verhältnis der Ausgangs-Drehmomente
der Hilfs-Antriebseinheiten gegenüber dem Ausgangs-Drehmoment der Haupt-Antriebseinheit
einstellen.
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Jede Änderung der Belastung, die sich bei der Haupt-Antriebseinheit
infolge der Änderung des Drehmomentes des Elektromotors 10 einstellt, erscheint
auch in der linderung der Spannung am Drehmomenten-Fühler 13.
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Die erfindungsgemäße Schaltung fUr den Gruppen- oder Verbund-Antrieb
kann insbesondere dort mit Vorteil verwendet werden, wo
die gesamten
Einrichtungen mechanisch zu einer Einheit verbunden sind, z. B. mittels Zahnrädern,
Ketten, Seilen oder Transportbändern, oder wo außer der Regelung der Drehzahl auch
eine bestimmte Verteilung der Drehmomente gefordert wird, mit denen die einzelnen
Antriebe die einzelnen Einheiten der Einrichtung antreiben sollen. Die Schaltung
gemäß dieser Erfindung kann mit Vorteil an Mehrfarben-Druckmaschinen, aber auch
für den Antrieb von Fertigungsstraßen und von Förderbändern Verwendung finden.
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L e e r s e i t e