DE643357C - Drehzahlregeleinrichtung fuer einen Gleichstrommotor zum Antrieb einer Drahtziehmaschine - Google Patents

Description

Bibiioiheek

. Ind. Eigendom

15 MEI '.937

AUSGEGEBEN AM
6. APRIL 1937

Es sind bereits Einrichtungen zur Regelung der Antriebe von Drahtziehmaschinen bekanntgeworden. Diese beziehen sich jedoch lediglich auf die Regelung des Gleichlaufes der einzelnen Ziehsätze, bei denen die Ziehgeschwindigkeit nur von der Drehzahl des jeweiligen Zugmotors abhängt. Als Maß für den Gleichlauf der einzelnen Sätze und zur Beeinflussung der Regeleinrichtung wird bei den bekannten Einrichtungen der Durchhang benutzt, welcher bei Drehzahlverschiedenheit aufeinanderfolgender Sätze jeweils in dem Abschnitt zwischen der Ziehtrommel der vorhergehenden und dem Ziehstück der nachfolgenden Arbeitseinheit auftritt und seine Größe mit der Drehzahldifferenz ändert.

Im Gegensatz hierzu bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Drahtziehmaschine, bei welcher der Regelvorgang für den letzten Arbeitssatz dadurch bedingt wird, daß eine besondere Wickel trommel mit dem zugehörigen Antriebsmotor und den entsprechenden Regeleinrichtungen erspart werden und der gezogene Draht unmittelbar auf der Trommel des letzten Arbeitssatzes aufgewickelt werden soll. Sowohl mit Rücksicht auf die Spannung, mit der der Draht durch das vorgeschaltete letzte Ziehstück gezogen wird — und damit auf seine Güte —, wie auch mit Rücksicht auf eine gleichmäßig feste Aufwicklung des Drahtes auf der Trommel muß die Spannung des auf die Trommel auflaufenden Drahtes konstant gehalten werden. Eine Regelung auf konstante Drehzahl genügt in diesem Fall im Gegensatz zu den bekannten Einrichtungen nicht mehr, da bei konstanter Drehzahl wegen des wachsenden Durchmessers der Rolle des gezogenen Drahtes die Auflauf- und damit die Ziehgeschwindigkeit des Drahtes, d. h. aber auch die Zugspannung, dauernd wachsen würde. Demgemäß sind bei der vorliegenden Anordnung Mittel vorgesehen, um die Geschwindigkeit des die Trommel antreibenden Motors gemäi3 dem Erfindungsgedanken in Abhängigkeit von der Zugspannung stetig zu verringern. Der Antriebsmotor wird in an sich bekannter Weise ganz oder wenigstens in einer Regelwicklung über gittergesteuerte Dampf- oder Gasentladungsstrecken gespeist. Die in den Entladungsstrecken umgeformte Leistung kann in ebenfalls bekannter Weise durch Änderung der Steuerspannung geregelt werden. Ertündungsgemäß wird die Drehzahl des die Wickeltrommel antreibenden Motors im Sinne der Aufrechterhaltung eines konstanten Drahtzuges durch einen Scheinwiderstand geregelt, der im Steuerkreis der zur

Speisung einer Regehvieklung des Antriebsmotors dienenden gittergesteuerten Dampfoder Gasentladungsstrecken liegt und dessen Widerstandswert in Abhängigkeit von der Zugspannung des gezogenen Drahtes, beispielsweise durch Steuerung des Eisenkernes einer Drosselspule, beeinflußt wird. Insbesondere kann zur Regelung der Drehzahl des Antriebsmotors der Aufwickeltrommel ίο dessen Feldwicklung über die gesteuerten Entladungsstrecken gespeist werden. Die Änderung des Feldstromes und damit der Motorgeschwindigkeit wird in Abhängigkeit von den Änderungen des Scheinwiderstandes durch Phasenverschiebung· zwischen der Steuerspannung und der Anodenspannung der einzelnen Entladungsstrecken bewirkt.

Der Erfindungsgedanke ist an Hand eines Ausführungsbeispieles näher beschrieben. In der Zeichnung, die das Ausführungsbeispiel darstellt, wird der Draht 10 von einer vollen Trommel 11 durch die Ziehvorrichtung o. dgl., wie sie beispielsweise schematisch in der Zeichnung durch die Anordnung 12 dargestellt ist, gezogen und von der Trommel 13 wieder aufgewickelt. Diese Trommel ist mit ihrer Antriebswelle, die von dem Elektromotor 14 über eine geeignete Übersetzung angetrieben wird, mechanisch fest verbunden. Gleichstrom wird dem Anker des Antriebsmotors 14 von einer Gleichspannungsquelle 17 zugeführt. Die Klemmen des Ankers sind durch die Leiter rS und iS" und über die Schalterkontakte 19 an die Spannung 17 gelegt. Der Motor 14 kann durch eine selbsttätige Anlaßvorrichtung 20 in Betrieb gesetzt werden, wie sie schematisch in der Zeichnung dargestellt ist.

Der Motor 14 ist mit einer fremderregten Feldwicklung 22 ausgeführt. Diese Wicklung wird mit Gleichstrom gespeist, der einer Einrichtung 2i mit Entladungsgefäßen über die Leitungen 24 und 24^s entnommen wird. Die L'mformungseinrichtung 23 ihrerseits erhält Wechselstrom durch den Transformator 25, dessen Primärwicklung 26 an die Wechselstromquelle 2" mittels des Schalters 28 angeschlossen ist.

DieL^Tmformungseinrichtung23 enthält zwei gittergesteuerte Entladungsgefäße 29 und 30 mit Anoden 31 bzw. 32, Gitter 33 bzw. 34 und Kathoden 35 bzw. 36. Obwohl die Entladungsgefäße 29 und 30 beliebiger Bauart sein können, sollen doch vorzugsweise solche Entladungsgefäße verwendet werden, die eine kleine Menge Gas oder Dampf, beispielsweise Quecksilberdampf, enthalten, die nach dem Evakuieren eingeführt ist. Das Gas bewirkt, daß sich eine Bodenentladung bildet, die durch die Gitter gesteuert wird. Ein Cha- ι rakteristikuni dieser Dampfentladungsgefäße , ist, daß eine kleine Steuerleistung im Gitterkreis es ermöglicht, eine große Ausgangsleistung im Anodenkreis zu steuern. Die Kathoden $$ und 36 werden bis zur erforderliehen Temperatur »lurch Wechselstrom geheizt, der der Sekundärwicklung 37 des Transformators i~, entnommen wird.

Wie in der Zeichnung dargestellt ist. sind die Entladungsgefäße 29 und 30 in Yolhvegschaltung angeordnet, d. h. die Anoden 31 und 32 sind an entgegengesetzten Enden der Sekundärwicklung 40 angeschlossen, deren Mittelanzapfung 41 über die Leiter 24 und 24« mit der gemeinsamen Verbindung 42 der Mittelpunkte der Kathoden 35 und 36 verbunden ist.

Den Gittern 33 und 34 wird je eine Wechselspannung über die Schutzwiderstände 47 und 48 zugeführt, die einer Brückenanordnung, bestehend aus den beiden Teilen der Sekundärwicklung49, dem Widerstand 51 und der veränderlichen Induktivität 50, entnommen sind, wobei der in die eine Brückendiagonale geschaltete Widerstand 44 als Spannungsteiler für die beiden Gitterspannungen dient.

Wie bekannt ist, kann man den Strom, der in den Leitern 24 und 24" der Umformungseinrichtung 2^ fließt, verändern, indem man die Phasenlage zwischen der Gitterspannung und der Anodenspannung jedes der Gefäße 29 und 30 verändert. Hierfür dient ein beweglicher Weicheisenkern 5.Ö, durch den die Induktivität der Spule 50 verändert wird. Der Kern 56 wird von einer Rolle ~,j gehalten. Die Rolle $7 ihrerseits liegt in einer Schleife des gezogenen Drahtes 10, der von den Rollen 5S und 59 gehalten wird, die an »lern Rahmen der Maschine 12 mittels einer Tragvorrichtung öo befestigt sind. L"m ein einwandfreies Arbeiten der Regelvorrichtung zu ermöglichen, muß das Gewicht der Rolle $~ so groß sein, daß zwischen der sich aus dem Ziehvorgang ergebenden Zugspannung des auf die Aufwickelrolle 13 aufzuwickelnden Drahtes 10 und dem Gewicht der Rolle 57 ein Gleichgewichtszustand herbeigeführt wird. Die Induktivität der Spule 50 ist veränderbar zwischen einem Maximum, wenn der Kern 56 in seiner tiefsten Stellung, und einem Minimum, wenn der Kern in seiner höchsten Stellung ist. Somit dient die Veränderung der Stellung des Kernes 56 in der Spule 50 dazu, die Phasenlage zwischen Anodenspannung und Gitterspannung zu verändern, und bewirkt, daß der der Feldwicklung 22 zugeführte Strom sich ändert. Infolgedessen ändert sich auch die Geschwindigkeit des Motors entsprechend den Änderungen der Spannung des gezogenen Drahtes 10.

Ein Kontakt 61 ist in den Kreis mit der

Feldwicklung 22 eingeschaltet und dient dazu, wenn er in seine obere Stellung gebracht wird, die Feldwicklung 22 des Motors in den Ausgangskreis der Umformungseinrichtung einzufügen. Die Erregerwicklung des Schalters 19 wird durch ein Steuerrelais 62 gesteuert, dessen Erregerwicklung 63 mit der Feldwicklung 22 über die Hilfskontakte 64 in Reihe geschaltet ist, wenn der Feldkontakt 61 geschlossen ist.

Ein Anlaßschalter, der als Druckknopfschalter 65 dargestellt ist, dient dazu, wenn er geschlossen ist, einen Kreis zur Speisung der Wicklung 66 des Feldkontaktes zu schließen. Dieser Kreis liegt einerseits an der Wechselspannung 27 über einen Schalter 67, die Leitung 68 und bewegliche oder feste Kontakte 65, Leiter 69, Wicklung 66 und Leiter 70. Der Feldkontakt 61 ist ferner mit einer Hilfswicklung 71 versehen, der in der geschlossenen Stellung dazu dient, die Kontakte 72 zu schließen und so für die Erregerwicklung 66 einen von dem Anlaßschalter 65, der dann wieder geöffnet wird, unabhängigen Haltekreis zu schaffen.

Vor der Inbetriebsetzung der Umformungseinrichtung 23 seien die verschiedenen in der Zeichnung dargestellten Steuerschalter stromlos. Die Umformungseinrichtung 23 wird in Betrieb gesetzt, indem der Schalter 28 geschlossen wird, d. h. der Transformator wird an die Wechselspannung 27 gelegt. Xachdem die Glühkathoden 35 und 36 bis zur erforderlichen Temperatur erwärmt worden sind, wird die Umformungseinrichtung 23 in der Lage sein, einen gleichgerichteten Strom der Feldwicklung 22 zuzuführen.

Drückt man den Anlaßschalter 65 nieder, so wird der Kontakt 64 des Relais 61 geschlossen und fügt dadurch die Feldwicklung 22 in den Ausgangskreis ein. Dieser Kreis verläuft λ'οη einer der Kathoden 35, 36 über den Leiter 24, durch die Feldwicklung 22, über die Erregerwicklung 63 des Steuerrelais 62, den Hauptkontakt 64 des Relais 61, den Leiter 24« zur Mittelanzapfung 41 der Sekundärwicklung des Transformators 25 und dann zu einer der beiden Anoden 31, 32. Der Strom in der Erregerwicklung 63 wird das Relais 62 steuern. Dadurch wird ein Kreis geschlossen, der den Schalter 19 betätigt. Dieser Kreis geht von der positiven Klemme der Gleichspannung 17 über den Leiter 73, den unteren Kontakt des Relais 61, die Hauptkontakte des Steuerrelais 62, den Leiter 74, die Spule 19 zurück zur negativen Klemme. Der Kontakt 19 bewegt sich in Abhängigkeit von der Erregung der Spule und schließt dadurch den Hauptspeisekreis des Motors 14, der über die Kontakte 19, die selbsttätige Anlaßvorrichtung 20, die Leiter 18 bzw. i8^a, den Anker und die Hauptschlußfeldwicklungen 75 und 76 mit der Gleichspannungsquelle 17 verbunden ist.

Infolge der angelegten Spannung wird der Motor 14 anlaufen und die Trommel 13 antreiben, welche den Draht durch die Zieheinrichtung 12 zieht und ihn aufwickelt. Der Außendurchmesser der Trommel vergrößert sich entsprechend dem Fortschreiten des Ziehprozesses. Der bewegliche Kern 56 wird eine Stellung einnehmen, die abhängig von seinem Gewicht ist. Infolgedessen wird die Spannung in der Schleife des gezogenen Drahtes vom Gewicht des Kernes 56 abhängig sein.

Solange die Geschwindigkeit des Motors 14 und der Trommel 13 derartig ist, daß die Spannung des Drahtes 10 den gewünschten Wert hat, wird die Steuereinrichtung keine Änderung bewirken. Sobald jedoch die Spannung des Drahtes über den vorbestimmten Wert steigt, wird sich der Kern 56 nach oben bewegen und dadurch eine \^reränderung der Induktivität der Spule 50 bewirken. Infolgedessen ändert sich auch die Phase der den beiden Gitterkreisen zugeführten Spannung, und zwar derart, daß der Strom in der Feldwicklung 22 steigt. Dadurch tritt eine Verminderung der Geschwindigkeit des Motors 14 ein, und die Spannung des Drahtes 10 verringert sich.

Sollte die Spannung im Draht 10 unter dem vorgeschriebenen Wert liegen, so wird der Eisenkern 56 infolge der Schwerkraft fallen und dadurch die Phase zwischen den Gitter- und Anodenspannungen derartig verschieben, daß der der Feldwicklung 22 zugeführte Strom sich verringert und die Geschwindigkeit des Motors steigt.

Es ist zu ersehen, daß jede Änderung der Drahtspannung eine Änderung der Induktivität der Spule 50 und dementsprechend eine Veränderung der Phase der Gitterspannung in bezug auf die Anodenspannung bewirkt. Entsprechend wird sich der Strom in der Feldwicklung 22 ändern und dadurch auch die Geschwindigkeit des Motors, bis die Spannung des Drahtes 10 ihren gewünschten Wert wieder erreicht hat.

Wenn die Geschwindigkeit des Motors 14 konstant bliebe, hätte die Spannung des Drahtes die Neigung, zu wachsen entsprechend dem Fortschreiten des Ziehprozesses, da eine Vergrößerung des Durchmessers der Trommel 13 eine Vergrößerung der Ziehgeschwindigkeit zur Folge hätte. Jede Neigung der Spannung, zu wachsen, ergibt jedoch in der eben beschriebenen Weise eine Lagenveränderung des Kernes 56, so daß der Strom in der Feldwicklung 22 wächst und so die Geschwindigkeit verkleinert, wie sie zur Kon-

stanthaltung der Drahtspannung erforderlich ist.

Versagt die Wechselspannung 27, so wird die Erregerwicklung 66 des Feldkontaktes enterregt werden. Der Kontakt wird abfallen und dabei den Erregerkreis für den Ankerschalter 19 unterbrechen, so daß der Ankerstromkreis stromlos wird. In ähnlicher Weise wird beim Versagen eines der Entladungsgefäße 29 oder 30, in deren Anodenkreisen die Erregerspule des Steuerrelais 62 eingefügt ist, stromlos und läßt das Steuerrelais abfallen, wodurch der Ankerstrom unterbrochen wird. Es ist also klar, daß der Ankerkontakt sowohl von der Wechselspannung 27 als auch vom Feklkreis des Motors abhängig ist. Daher ist auch der Motor stets gegen ein Versagen der Feldwicklung geschützt.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Drehzahlregeleinrichtung für einen-Gleichstrommotor zum Antrieb einer Drahtziehmaschine mit einem vom Zieheisen unmittelbar auf die Wickeltrommel auflaufenden Draht, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des die Wickeltrommel antreibenden Motors im Sinne der Aufrechterhaltung eines konstanten Drahtzuges durch einen im Steuerkreis der zur Speisung einer Regelwicklung des Antriebsmotors dienenden gittergesteuerten Dampf- und Gasentladungsstrecken liegenden Scheinwiderstand geregelt wird, dessen Widerstandswert in Abhängigkeit von der Zugspannung des gezogenen Drahtes, beispielsweise durch Steuerung des Eisenkerns einer Drosselspule, beeinflußt wird.
2. 2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verstellbare Teil des elektrischen Scheinwiderstandes, insbesondere der Eisenkern einer Drosselspule, über ein Führungsglied durch den gezogenen Draht gesteuert wird.
3. 3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der veränderliche Scheinwiderstand in den einen Zweig einer Brückenanordnung eingeschaltet ist, die an die gleiche Wechselspannung wie die Anodenkreise der Entladungsgefäße angeschlossen ist.
4. 4. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichstrommotor als Hauptstrommotor ausgeführt ist mit einer zusätzlichen Xebenschlußwicklung, die über die Entladungsgefäße gespeist wird.
5. 5. Regeleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichstrommotor (14) bei Ausbleiben des Anodenstromes durch einen Xetzschalter (19) stillgesetzt wird, dessen Einschaltspule über ein vom Anodenstrom abhängiges Relais (62) an das Xetz (17) angeschlossen ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen