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Einrichtung zum. Regeln der Geschwindigkeit mehrerer Arbeitsmaschinen
im vorgeschriebenen Abhängigkeitsverhältnis. Es ist bereits in Vorschlag gebracht
worden, zwei Motoren im Synchronlauf dadurch zu erhalten, daß zwischen beiden ein
Differentialgetriebe eingeschaltet ist, wodurch bei Abweichung der vorgeschriebenen
Geschwindigkeit Widerstände für den einen oder den anderen Motor ein- oder ausgeschaltet
werden. Nach vorliegender Erfindung wird diese Einrichtung auch benutzt, um die
Geschwindigkeit mehrerer Arbeitsmaschinen im vorgeschriebenen Abhängigkeitsverhältnis
zu regeln. Zu diesem Zweck werden verschiedene im vorgeschriebenen Arbeitsverhältnis
zueinander in Tätigkeit zu setzende Antriebsmaschinen mit einer entsprechenden Anzahl
von Einzelmotoren angetrieben, die sämtlich von einem Hauptmotor dadurch beeinflußt
werden, daß Differentialgetriebe oder gleichwertige Einrichtungen den Gleichlauf
zwischen den Motoren aufrechterhalten, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von
das Übersetzungsverhältnis bestimmenden Zwischenorganen. Jede den Gleichlauf aufrechterhaltende
Vorrichtung kann mit einem Regulierwiderstand ausgestattet sein, dessen beweglicher
Kontaktträger auf einer Welle angebracht ist, die durch den Hauptmotor mit gleicher
Geschwindigkeit gedreht wird. Auch können besondere Hilfsmittel hierbei in Anwendung
kommen, um das Geschwindigkeitsverhältnis der einzelnen Motoren gegenüber dem Hauptmotor
willkürlich zu ändern. Ferner können mit diesen Einrichtungen sichtbare oder hörbare
Signale in Verbindung gebracht werden, die jede Abweichung des vorgeschriebenen
Geschwindigkeitsverhältnisses erkennen lassen.
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Abb. i der Zeichnung zeigt in schematischer Anordnung die neue Vorrichtung
z. B. in Verbindung mit einer Papiermaschine. Abb.2 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform
gleichfalls in schematischer Darstellung. Abb.3 zeigt die Reguliervorrichtung in
Seitenansicht, und die Abb. q. und 5 zeigen Schnitte nach den Linien 4-q. bzw. 5-5
der Abb. 3: Abb. 6 zeigt in vergrößertem Maßstabe einen Stromabnehmer, und Abb.
7 zeigt eine weitere abgeänderte Ausführungsform der Vorrichtung.
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Bei der in Abb. i gezeigten Anlage werden die verschiedenen Walzen
der Papiermaschine von den Motoren 12, i2a, i2b, i2c, 12d angetrieben, und zwar
ist an einem Motor schematisch das Leitungssystem für einen Gleichstrommotor zur
Darstellung gebracht. Der Leitmotor 12 ist mit der Hauptwelle 13 unmittelbar durch
ein Getriebe verbunden. Es kann aber auch die Hauptwelle durch einen besonderen
Leitmotor 1q. (Abb. 2) angetrieben werden und der erste Motor in diesem Falle in
gleicher Weise angeordnet werden wie die Motoren iaa, i2b USW.
Für jeden Motor,
mit Ausnahme für den Leitmotor 12 bzw. für den Leitmotor 1q., ist eine besondere
Reguliervorrichtung 15 vorgesehen, die mit dem Motor durch Riemenscheiben
16 und Riemen 17 verbunden sind. Weiter ist die Reguliervorrichtung durch Kegelgetriebe
18 mit der Hauptwelle i3 verbunden und besteht aus zwei gegeneinander beweglichen
Teilen, von denen der eine mit dem Motor und der andere mit der Hauptwelle in Verbindung
steht, wie weiter unten näher erläutert ist. Laufen die Teile der Reguliervorrichtung,
die mit dem Motor in Verbindung stehen, mit genau gleicher Geschwindigkeit wie die
Teile, die an die Hauptwelle angeschlossen sind, so ergibt sich offenbar keine gegenseitige
Winkelbewegung zwischen den beiden Teilen, vorausgesetzt, daß sie sich in gleicher
Richtung drehen.
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Die Reguliervorrichtung (Abb.3) ist auf einem Gestell ig untergebracht,
das mit einem Fuß in geeigneter Lage am Motorgestell o. dgl.
befestigt
ist. Die Wellen 21 und 2z ruhen in Lagern 23 am Gestell, die Welle 21 wird durch
die Kegelräder 18 von der Hauptwelle i3 aus und die Welle 22 von einem Riemengetriebe
17 mit kegelförmiger Riemenscheibe 16 angetrieben. Die beiden Wellen liegen in einer
Mittellinie hintereinander, und ihre Enden greifen in ein Gehäuse 24 ein und sind
innerhalb dieses Gehäuses mit Kegelrädern 25 und 26 ausgestattet (Abb. 5). Das Gehäuse
enthält eine geeignete Anzahl von Kegelrädern 27, deren Drehzapfen rechtwinklig
zu den Kegelrädern 25 und 26 gerichtet sind und mit letzteren in Eingriff stehen.
Dieser Mechanismus bildet das wohlbekannte Differentialgetriebe. Drehen sich die
Wellen 21 und 22 in gleicher Geschwindigkeit jedoch in entgegengesetzter Richtung,
so drehen sich die Räder 27 untätig, und das Gehäuse 24 verbleibt in Ruhe. Dreht
sich jedoch die eine Welle schneller als die andere, so dreht sich das Gehäuse in
Richtung der schneller laufenden Welle, und zwar mit einer Geschwindigkeit gleich
der halben Differenz zwischen den Geschwindigkeiten der beiden Wellen. Wie gewöhnlich
wird das Differentialgetriebe in geringen Abmessungen und leicht hergestellt, um
selbst möglichst wenig Kraft zu verbrauchen, und durch Zwischenschaltung von Kugellagern
28 ist dafür gesorgt, daß sowenig wie möglich Reibung entsteht.
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Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Reguliervorrichtung,
die nach dem System des veränderlichen Widerstandes gebaut ist, zum Teil an dem
Gestell x9 und zum Teil an dem Gehäuse des Differentialgetriebes angebracht. Der
feststehende Teil der Reguliervorrichtung besitzt eine Platte 29 aus Isoliermaterial
zur Aufnahme von Kontaktstücken 30 und irgendeiner geeigneten Anzahl von
Widerstandsspulen 31, von denen jedoch nur eine dargestellt ist. In geeigneten Abständen
von den Kontakten ist noch ein fester Ring 32 an der Platte 29, jedoch von dieser
selbst isoliert, befestigt. Dieser Ring bildet einen Pol, während der andere Pol
mit einem geeigneten Teil des Widerstandes verbunden ist.
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Das Differentialgehäuse 24 ist mit einem Radialarm 33 versehen, dessen
Ende ein Gehäuse 34 trägt, in dem sich ein Paar Kohlenbürsten 35 befinden (Abb.
6). Letztere werden durch Federn 36 auseinandergedrückt, sind jedoch durch einen
Draht 37 oder sonstwie elektrisch miteinander verbunden. Die eine Bürste 35 greift
über die besprochenen Kontaktstücke und die andere über den Polring 32, wodurch
der elektrische Strom geschlossen wird. Dreht sich der Motor in richtiger Geschwindigkeit,
so bleibt das Differentialgehäuse unbeweglich stehen sowie auch die Bürste. Läuft
jedoch der Motor zu schnell oder zu langsam, so dreht sich das Differentialgehäuse
in der einen oder anderen Richtung, wodurch die Bürsten über die Kontaktstücke hinweggleiten,
um den Widerstand in dem Stromkreis zu vergrößern oder zu verringern und somit das
Feld des Motors zu regulieren oder auch sonstwie die Geschwindigkeit des Motors
auf das richtige Maß zurückzuführen, je nach der Beschaffenheit des verwendeten
Motors.
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Offenbar hat die Einrichtung die Wirkung, daß die Wellen 21 und 22
sich stets mit der gleichen Geschwindigkeit drehen müssen. Arbeiten die Motoren
in Verbindung mit einer Papiermaschine, so laufen sie nicht alle gleich mit der
gleichen Geschwindigkeit, auch laufen sie notwendigerweise nicht immer mit dem gleichen
Geschwindigkeitsverhältnis, je nach der erforderlichen Arbeitsweise, und so kann
es notwendig sein, das Geschwindigkeitsverhältnis von Zeit zu Zeit je nach der Beschaffenheit
des zu bearbeitenden Materials zu ändern. Es ist daher erforderlich, Vorsorge zu
treffen, zwischen dem Motor und der Welle 22 eine Einstellbarkeit zu ermöglichen.
Die Hilfsmittel zur Erzielung einer derartigen Einstellbarkeit können bestehen aus
einem doppelten Kegelriemenscheibengetriebe (Abb. r und 3), das mit einem genau
einstellbaren Riemenrücker zum Verschieben des Riemens ausgestattet ist. Bei der
in Abb. 3 dargestellten Ausführungsform besteht der Riemenrücker aus einer Riemenführung
38, die auf einer Schraubenspindel 39 angeordnet ist, die drehbar, aber in
der Längsrichtung nicht verschiebbar in einem Ansatz 40 des Gestelles ig gelagert
ist und deren äußerstes Ende mit einem Handrad 41 ausgerüstet ist. Der Riemen selbst
ist so bemessen, daß unter Berücksichtigung der zu übertragenden Kraft kein Schlüpfen
auf der Kegelscheibe möglich ist. Offenbar können mit Hilfe eines derartigen Riemenrückers
sehr genaue, feine Einstellungen erzielt werden, beispielsweise Drehzahlunterschiede
unterhalb einer Umdrehung pro Stunde. Bei Einrichtungen dieser Art ist es zweckmäßig,
ein bekanntes Verhältnis zwischen der Steigung des Srhraubengewindes und der Konizität
der Riemenscheiben zu haben so daß die Einstellung einer Umdrehung der Schraubenspindel
39 eine bestimmte Änderung zwischen der Geschwindigkeit des Motors und der
der Wellen erzeugt. Um die Geschwindigkeit aller Einzehnotoren der Papiermaschine
zu vergrößern oder zu verringern, kann die Geschwindigkeit des Hauptmotors geändert
werden, während alle anderen Motoren das gleiche Geschwindigkeitsverhältnis, wie
es durch das Kegelriemengetriebe festgestellt ist, beibehalten.
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Die in Abb. 7 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von
der in Abb. i gezeigten insofern, als an Stelle der für gewöhnlich feststehenden
Kontaktstücke und Bürsten andeie Kontaktstücke 30a und Bürsten 33a zur Ver-
Wendung-
kommen, die beide ständig in-gleicher Richtung sich bewegen und eine nur verhältnismäßig
geringe gegenseitige Stellungsänderung einnehmen. Die geringste Änderung in dem
Winkel, die diese beiden Teile miteinander einschließen, hat eine Regulierung zur
Folge, um das Bestreben, die Geschwindigkeit zu wechseln, auszugleichen. Im übrigen
ist die Anordnung die gleiche wie die oben beschriebene, mit der Ausnahme, daß das
Differentialgetriebe fortgelassen ist, da bei dieser Ausführungsform kein Bedürfnis
für das feststehende Gehäuse vorhanden ist. Offenbar müssen die Wellen 21 und 22,
wenn ein Differentialgetriebe benutzt wird, sich in entgegengesetzter Richtung drehen.
Wenn jedoch die Ausführungsform Abb.7 benutzt wird, so müssen sich die Wellen in
gleicher Richtung drehen.
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Die Kontaktstücke 30 und 30" können in, irgendeiner
geeigneten Anzahl vorhanden sein. und werden zweckmäßig im Kreise verteilt angeordnet.
Die Anzahl und die Spannungsdifferenz, die zwischen ihnen erzielt wird, hängt vollkommen
von der Tätigkeit der angetriebenen Maschine ab. Maschinen, die nicht einer plötzlichen
Änderung in der Belastung unterworfen werden, können erfolgreich mit einem Regulator
arbeiten, der mit einer großen Anzahl von Kontaktstücken ausgestattet ist, bei denen
zwischen den benachbarten Kontaktstücken geringe Widerstandsänderungen bestehen
(Abb: q.). Maschinen jedoch, die eine erhebliche Änderung in der Belastung erfahren
oder welche. ständig Korrekturen in der Motorgeschwindigkeit bedürfen, müssen mit
einer verhältnismäßig geringen Anzahl von Kontaktstücken ausgestattet sein (Abb.
7), von denen das eine Kontaktstück, auf dem die Bürste für gewöhnlich ruht, verhältnismäßig
kurz ist. Die Widerstandsveränderung zwischen dem kurzen und den benachbarten langen
Kontaktstücken kann eine beträchtliche sein. Bei einem plötzlichen Belastungszuwachs
oder -abfall, bei dem eine schnelle gegenseitige Bewegung der Bürsten und der Kontaktstücke
eintritt, wird fast augenblicklich eine beträchtliche Änderung im Widerstande herbeigeführt
werden, um die Motorgeschwiildigkeit schnell zu regulieren, wodurch, im Falle es
sich um einen Gleichstrommotor handelt, die Verzögerung oder die Voreilung des Motorfeldes
ausgeglichen wird. Während die Felderregung sich entsprechend den Voraussetzungen,
die die Motorgeschwindigkeit regelt, einstellt, kehrt der Regulator nach seinem
Schwingungsausschlag oder seinem Ruhepunkt zurück, wodurch das richtige Geschwindigkeitsverhältnis
zwischen dem Motor und der Hauptwelle erzielt wird. Die in Abb. 7 dargestellte Reguliervorrichtung
mit geringen Einstellpunkten wird für gewöhnlich benutzt, wo eine geringe Winkeleinstellung
erforderlich ist und die Widerstandsänderungen zwischen den aufeinanderfolgenden
Stufen verhältnismäßig groß sind. Der Regulator braucht dann nur zwischen zwei Kontakten
ausschwingen, während der in Abb. q. gezeigte fein eingeteilte Kommutator verwendet
wird, wo eine große Winkelabweichung zulässig ist. Beide Ausführungsformen wirken
dahingehend, die Umdrehungen pro Minute mit Bezug auf zwei Wellen gleichmäßig zu
erhalten. An den gegenüberliegenden Seiten des Widerstandes kann ein hörbares lind
sichtbares Signal 42 angebracht sein, um anzudeuten, bei welchem Teil des Widerstandes
der Regulator arbeitet. Eine derartige Angabe ist nicht erforderlich, wenn ein Differentialgetriebe
in Anwendung kommt, jedoch ist ein solches Signal notwendig, wenn der Regulator
ohne Differentialgetriebe benutzt - wird, um anzuzeigen, daß sich kein Unterschied
in der Umdrehung zwischen dem Motor und der Hauptwelle ergibt: