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Regelvorrichtung für elektromotorische Antriebe von Rollapparaten,
insbesondere für Haspelantriebe bei Walzwerken Die Erfindung bezieht sich auf die
Steuerung von solchen Arbeitsmaschinen, bei. welchen das Arbeitsgut auf Rollen gewickelt
wird, beispielsweise Rollapparate zum Aufwickeln, von Papier, Färbemasrliinen und
Draht- bzw. Bandwalzwerke. Es ist bekanntgeworden, die Spannung ;des Arbeitsgutes
durch eine besondere mechanische Vorrichtung zu messen und in Abhängigkeit von dieser-Meßvorrichtung
zur Konstanthaltung der Spannung den Rollermotor zu steuern. Diese Meßvorrichtung
bewegt einen Kontakt, welcher das Feld des betreffenden Motors regelt.
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Die Aufgabe. der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Regelung
möglichst feinfühlig zu gestalten, so @daß die Spannung des Arbeitsgutes nur - in
geringen Grenzen schwankt und außerdem keine zu großen Kräfte zum Bewegen der Meßvorrichtung
erförderlich sind. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Meßvorrichtung
den einen Kontakt eines Zittersystems steuert, während der andere Kontakt des Zittersystems
von der geregelten Größe des Motors gestegert ist, und daß die Kontakte des Zittersystems
Über ein Differentialsystem den Motor steuern.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Anwendung
auf einen Walzwerksantrieb dargestellt. i ist die Arbeitsmaschine, welche im wesentlichen
aus zwei Profil- oder Kaliberwalzen 2 und den beiden Rollen oder Haspeln q. und
5 besteht. Bei dem in ;der Zeichnung dargestellten Zustand ist die Rolle 5 mit dem
Arbeitsgut voll gewickelt, und das Arbeitsgut soll nunmehr auf die Rolle 4 aufgewickelt
werden. Zu diesem Zweck wird (die Rolleq. von einem Gleichstrommotor 6 angetrieben.
7- ist der Anker und 8 das Feld dieses Motors, welches von der Erregermaschine 9
erregt wird. Die Haspel 5 übt auf das Arbeitsgut 3 einen Zug entgegen seiner Bewegung
aus, und zwar dadurch, daß sie mit dem Anker i i eines Motors io verbunden ist,
welcher als Generator arbeitet. Das Feld i2 des, Motors io-wird von der Erregermaschine
13 erregt.
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Die Anker 7 und ii der Maschinen 6 und io werden von dem Netz 14 gespeist.
Dieses Netz wind von einem Gleichstromgenerator 15 erzeugt, dessen Feld. 16 über
den Widerstand 18 von der Spannungsquelle 17 erregt ,v ird.
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Die Felder i9 und 2o der Erregermaschinen 9 bzw. 13 werden gleichfalls
von dem Netz 17 gespeist, und zwar über einstellbare Widerstände 21 und 22 sowie
einstellbare Regelwiderstände 23 und 2q.. Zur Einstellung
der Drehrichtung
der beiden Maschinen 6 und io sind in deren Feldkreisen Umkehrschalter 25 bzw. 26
angeordnet.
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Zur Einstellung des auf das Arbeitsgut ausgeübten Zuges sind zwei
Meßvorrichtungen vorgesehen, welche im wesentlichen aus zwei Führungsrollen 29 und
30 sowie einigen Hebeln bestehen, auf welche ..diese Führungsrollen wirken.
Das Arbeitsgut geht in der Weise an den Führungsrollen vorbei, daß diese eine der
Spannung des Materials proportionale Kraft auf die Hebel ausüben. Die Kraft wird
durch Stangen 31 und 32 übertragen, welche auf die einarmigen Hebel 33
und
34 wirken. Diese Hebel greifen an zweiarmigen Hebeln 35 und 36 an, auf denen einstellbare
Gewichte 37 und 38 angebracht sind. Man kann durch entsprechende Einstellung dieser
Gewichte einen bestimmten Zug im Arbeitsgut festlegen. Diese Gewichte können entweder,
wie es in der Zeichnung dargestellt ist, von. Hand .eingestellt werden, sie können
aber auch durch ferngesteuerte Motoren über Schneckengetriebe bewegt werden. Lurch
die gezeichnete Hebelanordnung wird .durch eine geringe Bewegung der Führungsrollen
ein großer Ausschlag der Hebel 35 und 36 erzielt. Dadurch können die Einstellgewichte
verhältnismäßig klein ausge-_ führt werden. Außerdem genügen geringe Bewegungen
der Führungsrollen, um die Regelvorrichtungen. zum Ansprechen zu bringen.
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Die mechanischen lleßyorrichtungen wirken nun unmittelbar auf einen
Kontakt 39 bzw. 40. Diese Kontakte arbeiten mit Kontakten 41 bzw. 42 zusammen, welch
letztere über den Magneten 53 bzvv. 54 von der zu regelnden elektrischen Größe,
nämlich der Felderregung der Maschinen 6 bzw. io, beeinflußt sind. Die Kontakte
41 und 42 sind auf Hebeln 51 und 52 angeordnet, welche einerseits von den bereits
aufgeführten Magneten und andererseits von den Federn 57, 58 beein- -'flußt werden.
Diese Federn sind bestrebt, die Kontakte 39 und 41 bzw. 40 und 42 zu schließen.
Die Kontakte 39, 40 sind auf Hebeln 43, 44 angebracht, welche über Federn
45, 46 mit den Hebeln 35; 36 verbunden sind. Mit den Hebeln sind weiterhin Dämpfungsvorrichtungen
47 und 48 und. Federn 49, 5o verbunden.
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Man kann die Regelvorrichtungen so ausführen, daß die Kontakte 39
bis 42 unmittelbar auf die betreffenden Felder wirken. Es I ist aber vorteilhafter,
ein Zwischenrelais vorzusehen. Die Zwischenrelais 63 und 64 sind als Differentialrelais
ausgeführt und steuern über die Kontakte 59, 6o die Regelwiderstände 23, 24. Die
eine Spule der Differentialrelais ist über den Schutzwiderstand-65 bzw. 66 dauernd
erregt, während die andere Spule nur dann erregt ist, wenn die betreffenden Kontakte
des Zittersystems geschlossen sind. Sind beide Spulen erregt, dann sind deren Magnetkräfte
im Relais einander entg egenges.etzt.
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Zum Abschalten der Regelvorrichtungen dienen Schalter 67 bzw. 68.
DieAntriebsmotoren für dieDynamos 9,13 und 15 sind der Einfachheit halber nicht
dargestellt.
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Wie bereits angegeben, wird das Arbeitsgut von der Haspel 5 auf .die
Haspel 4 gewikkelt. Der Schalter 67 ist geöffnet, so daß der Antriebsmotor 6 von
der Regelvorrichtung nicht gesteuert wird. Der Umkehrschalter 25 nimmt jene Stellung
ein, bei welcher der Motor 6 sich im Uhrzeigersinne dreht. Der Umkehrschalter 26
ist gleichfalls so eingestellt, daß die Maschine io sich im Uhrzeigersinne bewegen
kann. Durch entsprechende Einstellung der Felder 21. und 27 bzw. 22 und 28 wird
erreicht, daß die Maschine 6 als Motor arbeitet und die Maschine.io von der Maschine
6 durchgezogen wird und als Generafor arbeitet. Dies wird dadurch erreicht, daß
die Erregung der Maschine 6 kleiner eingestellt ist als die der Maschine io. Die
Maschine io übt also auf den Antrieb ein Gegenmoment aus und liefert Rückstrom in
das Netz 14. Das Bremsmoment braucht selbstverständlich nicht durch eine Stromrückgewinnungsbrems
ung erzielt zu werden.; man kann vielmehr auch eineKurzschlußbremsuug verwenden.
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Die Wirkungsweise der Regelvorrichtung ist folgende: Wenn. der Gegenzug
im Arbeitsgut 3 einen bestimmten, durch die Lage des Gewichtes 38 eingestellten
Wert Überschreitet, .bewegt sich die Führungsrolle 30 und der Bolzen 32 um
einen geringen Weg nach unten. Der linke Arm des Hebels 36 wird dadurch nach oben
bewegt und überträgt seine Bewegung durch die Feder 46 auf den Kontakt 40. Dieser
Kontakt, welcher bisher finit dem Kontakt 42 in Eingriff war, hebt sich nun, da
der Hebel 44 sich gegen den Uhrzeigersinn dreht, von dem Kontakt 42 ab. Dadurch
wird der Stromkreis der unteren Spule _des-Differentialrelais 64 unterbrochen. Die
Erregung, der oberen Wicklung des @ Differentialsystems ist nun stark genug, um
den Kern nach "oben zu ziehen, so daß die Kontakte 6o geöffnet werden. Dadurch wird
der . bisher kurzgeschlossene Regelwiderstand 24 teilweise dem Felde 2o der Erregermaschine
13 vorgeschaltet. Die Spannung des als Generator arbeitenden Motors io wird, dadurch
herabgesetzt. Der von der Maschine io ins Netz 14 gelierferte Strom wird ,daher
kleiner, und daher '-wird auch Glas Moment, .also- -der Gegenzug,
welchen
die Maschine io auf das Arbeitsgut 3 ausübt, geringer.
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Wenn sich die Spannung an den Klemmen des Feldes 12 der Gegenzugmaschine
vermindert, fällt auch -die Erregung des Magneten 54 ab, so daß die Kraft der Feder
58 nunmehr überwiegt und diese den Hebel 52 im Uhrzeigersinne dreht. Dadurch wird
der Kontakt 42 mit dem Kontakt 40 wieder .in Eingriff gebracht, so .daß die untere
Spule des Differentialsystems 64 wieder erregt ist, die Kräfte der beiden Spulen
im Differentialsystem sich aufheben und die Kontakte 6o wieder geschlossen werden.
Der dem Felde 2o vorgeschaltete Teil des Widerstandes 24 wird wieder kurzgesohlossan
und die S.p4nnung der Erregermaschine 13 und der Gegenzugmaschine io wieder
erhöht. Sobald die Spannung wieder einen bestimmten Wert erreicht hat, werden in
der bereits beschriebenen Weise die Kontakte 40 und 42 wieder außer Eingriff gebracht
und :die Spannung herabgesetzt. Dieses Spiel wiederholt sich dauernd, d. h. der
Kontakt 42 ist ständig in Schwingung begriffen, so daß die Erregung der Maschine
io auf einen bestimmten eingestellten Mittelwert gehalten wird (Schnellregelung
nach dem Tirril-Prinzip). Die Verwendung des von der eingeregelten Größe abhängigen
Magneten 54 (Rückführung) ist erforderlich, damit die geregelte Größe, nämlich die
Spannung der Maschine io, keine übermäßig hohen Werte annimmt.
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Wenn ,der Zug iah Arbeitsgut unter ,einen bestimmten Wert fällt, ,dann
bewegt das Gewicht 38 den Hebel 36 gegen :den Uhrzeigersinn, so. daB :die Spannung
der Maschine io erhöht wird.
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Ist das Arbeitsgut auf der Rolle 4 aufgewickelt, wird der Schalter
68 geöffnet und der Schalter 67 geschlossen. Die Umkehrschalter 25 und 26
wenden in die andere Stellung bewegt uäd die Walzen 2 für .den nächsten Arbeitsgang
eingestellt. Die Maschinen 6 und io haben nun entgegengesetzte Wirkung, wobei die
Maschine io als Motor und die Maschine 6 als Nutzbremsgenerator arbeitet.