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Durchhangssteuerung zur Geschwindigkeitsregelung der einzelnen Antriebsmotoren
für mehrteilige Arbeitsmaschinen Bei Papier- und ähnlichen langgestreckte Güter,
wie Bänder, Drähte, Textilstoffe usw., herstellenden oder verarbeitenden Maschinen
werden zur Geschwindigkeitsregelung der einzelnen Maschinenteile Durchhangssteuerungen
benutzt,. bei welchen die Papierbahn eine Schleife zwischen den aufeinanderfolgenden
Arbeitsvorrichtungen bildet, welche z. B. dadurch zur Geschwindigkeitssteuerung
benutzt wird, daß sie einen auf eine lichtempfindliche elektrische Zelle fallenden
Lichtstrahl abdeckt und * beispielsweise die Geschwindigkeit des die Papierbahn
fördernden Antriebsmotors regelt.
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Die Aufgabe der Erfindung ist. es, eine Steuervorrichtung zu schaffen,
bei der die teuren, verwickelteren Teile der Regelvorrichtung geschont werden und
nur die billigeren Teile stark beansprucht sind, bei der also die normalerweise
arbeitenden Vorrichtungen aus billigen, einfachen Einzelgeräten bestehen. Dieses
Ziel wird nach der Erfindung im wesentlichen dadurch erreicht, d'aß von der durchhängenden
Bahn z. B. über eine lichtempfindliche Zelle ein Impulsrelais- gesteuert wird, welches
seinerseits über robuste Zeitzelai;s den zu steuernden Motor unmittelbar z. B. durch
grobe Widerstandsschaltungen beeinflußt, und daß diese Zeitrelais mit verschiedenen
einstellbaren Zeiten arbeiten und ihrerseits Steuervorgänge nach dem Ablauf des
Zeitrelais auslösen, durch welche ein feinstufiger, teurer Schnellregler gesteuert
wird. Es wird also von dem Impulsrelais nur, die .normale Regelung und von den zu
dieser gehörenden Apparaten eine Schnellregelung nach Ablauf einstellbarer Zeiten
durchgeführt. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Regeleinrichtung nach der Erfindung
gehen aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
einer-
Regelvorrichtung nach der Erfindung hervor, das in den Fig. i und schematisch dargestellt
ist, von welchen dis, Fig. i die Steuervorrichtung und die Fig;-ein übersichtliches
elektrisches Schalth% zeigt. -. ..;'1 In den Figuren ist die Papierbahn mit'r bezeichnet.
Sie wird von der Vorrichtung -q geliefert und der Vorrichtung 3 zugeführt. Die Vorrichtung
2 kann die Papierbahn beispielsweise einseitig mit Klebestoff versehen, der in der
Vorrichtung 3 getrocknet wird. Die Papierbahn i ist über Rollen 4 und 5 geleitet,
zwischen denen sie die Schleife 6 mit dem tiefsten Punkt 7 bildet. Solange die beiden
Lieferwalzen 4 und 5 mit gleicher Geschwindigkeit arbeiten, verändert der tiefste
Punkt 7 seine Lage nicht. Wird aber beispielsweise von der Walze 4 zuvkel Papier
gefördert, so senkt sich der Punkt 7, bis er in bekannter Weise den Lichtstrahl
8 der Lampe 9 vor dem Auftreffen auf den Empfänger io abdeckt. In diesem Augenblick
setzt die Steuerung ein und bewirkt, daß die Lieferwalze 4 entsprechend langsamer
arbeitet. Der Antrieb ist so beschaffen, daß die Walze 5 von dem Motor 12 mit gleichmäßiger
Geschwindigkeit angetrieben wird. Der Motor 12 wird von dem Netz 15, 16 gespeist.
Er hat eine Erregerwicklung 13 mit einem einstellbaren Regelwiderstand 14, um die
Drehzahlhöhe des mit konstanter Geschwindigkeit arbeitenden Motors 12 einstellen
zu können. Die Walze 4 wird über ein Vorgelege 17 von dem Motor 2o angetrieben,
dessen Anker durch die Leitungen 18, i9 mit der elektrischen Stromquelle verbunden
ist. Der Erregerstrom fließt durch die Leitung 21, den einstellbaren Widerstand'5i,
durch die Erregerwicklung 22 und die Widerstände 53 bis 55 nach dem POI 21Q,_ und
zwar je nachdem ob die Relais 24, 25, 26 arbeiten oder nicht. Die lichtelektrische
Zelle io ist in bekannter Weise mit einer Verstärkereinrichtung 28 verbunden,
über welche von den Leitungen 2i und 21, das Impulsrelais 27 mit Strom versorgt
wird. Dieses hat drei Kontakte 47, 48, 49. Im Ruhezustand ist der Kontakt 49 geschlossen,
die Kontakte 47, 48 sind dagegen offen. Im Arbeitszustand ist es umgekehrt. Mit
24, 25, 26 sind Zeitrelais bezeichnet, von denen das Relais 25 vom Kontakt 49 gesteuert
wird. Die Relais 24 bis 26 haben Erregerwicklungen 33 bzw. 29, Entmagnetisierungswicklungen
35 und je eine Kurzsclilußwicklung 34. Ferner gehören zu diesen Relais Widerstände
36 und 37. Der Widerstand 37 ist jeweils ein Vorschaltwiderstand und der Widerstand
36 ein einstellbarer Widerstand, um die Entmagnetisierung regeln zu können. Zur
Verstellung des Hebels 6o am Regelwiderstand 51 dient der Motor 61 mit zwei einander
entgegengeschalteten Erregerwick-"l,iingen 6z und 63, in deren Zuleitungen Kont.te
65 und 66 liegen, die von dem Arm 6o @.es regelbaren Widerstandes 51 beim Errei-:chen
der Endlagen betätigt werden. Die Einrichtung arbeitet folgendermaßen: Es sei angenommen,
daß die Maschine stillsteht und alles bis auf die Lampe 9 stromlos ist, die allein
ihren Lichtstrahl auf die Photozelle io sendet. In diesem Zustand ist das Impulsrelais
27 stromlos. Desgleichen sind die Relais 24 bis 26 stromlos. Um die Maschine einzuschalten,
werden die Sammelschienen 15, 16 und 18, 19 sowie 21 und 21Q an Spannung gelegt,
wodurch mehrere Stromkreise sofort mit Strom versorgt werden. Zunächst läuft der
Motor 12 sofort an und auf seine durch die Einstellung des Widerstandes 14 gegebene
Drehzahl. Ferner erhält die Hauptwicklung 29 des Zeitrelais 25 sofort über den geschlossenen
Kontakt 49 des Impulsrelais 27 Strom. Daher spricht das Relais 25 sofort an und
öffnet seine Kontakte 42 und 43, so daß die Erregerwicklung 62 des Motors 61 stromlos
und die Verbindung zum Widerstand 54 geöffnet ist.
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Das Relais 24 ist und bleibt zunächst in Ruhe, so daß seine Kontakte
4o und 41 geschlossen bleiben. Auch die zu diesen Kontakten gehörenden Stromkreise
werden deshalb mit Strom versorgt, und zwar erhält die Erregerwicklung 63 des Motors
61 über den Kontakt 41 Strom, welcher über den Endschalter 65, den Motor 61 und
den Widerstand 67 fließt. Der Kontakt 40 überbrückt die Erregerwicklung z2 des Motors
:2o. Da in dieser Überbrückung der Widerstand 56 und im gleichen Stromkreis der
Widerstand 53 liegen, so ist dadurch der durch die Erregerwicklung 22 fließende
Strom nach Größe und Spannung gegeben. In diesem- Schaltungszustand der Regelanordnung
sind die Widerstände 54 und 55 noch nicht in den Kreis der Erregerwicklung 22 eingeschaltet.
Die Erregerwicklung 22 erhält daher einen sehr geringen Strom, so daß der Motor
2o mit hoher Geschwindigkeit arbeitet. Er läuft zu gleicher Zeit wie der Motor 12
an.
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Die Anordnung ist so getroffen, daß in diesem Zustand der Motor 2o
die Rolle 4 schneller als der Motor 12 die Rolle 5 antreibt, so daß der tiefste
Punkt 7 der durchhängenden Papierbahn gesenkt wird. Sobald der tiefste Punkt 7 des
Durchhanges den von der Lampe 9 auf die lichtenpfindliche Zelle io fallenden Lichtstrahl
unterbricht und die Photozelle verdunkelt ist, wird über die Verstärkereinrichtung
28 das Relais 27 von deii Sammelschienen 21, 21, aus mit Strom versorgt: Das Relais
27 schließt sofort die Kontakte
47, 48 und öffnet den Kontakt 49.
Die Kontakte 47 und 48 legen die Erregerspulen der Relais 24 und 26 an Spannung,
während das Relais 25 durch den geöffneten Kontakt 49 spannungslos wird. Etwa 2
Sekunden nach dem Spannungsloswerden schließt das Zeitrelais 25 die Kontakte 42
und 43. In der Zwischenzeit sind die Kontakte4o und 41 des Relais 24 geöffnet und
der Kontakt 44 des Relais 26 geschlossen worden.
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Das Öffnen des Kontaktes 4o bewirkt das Öffnendes Kurzschlußstromkreises
über den Widerstand 56 für die Erregerwicklung 22, so daß die Erregung des Motors
2o sofort verstärkt wird. Der sich öffnende Kontakt 44 des Relais 26 schaltet den
Widerstand 55 zum Widerstand 53 parallel, wodurch die Erregung des Motors 2o um
einen weiteren Betrag ge- ' steigert wird. Der Motor 2o verringert seine Drehzahl
noch mehr, wodurch die Papierzulieferung vern lindert wird und der tiefste Punkt
7 der Papierbahn zu steigen beginnt. Sofern sich die Schleife 6 vor dem Ablauf des
Zeitrelais 25 so weit hebt, daß die Lichtzelle io wieder bestrahlt wind, so wird
das Relais 27 stromlos, und der Antrieb arbeitet in der anfangs beschriebenen Weise
weiter.
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Ist beim Ablauf des Zeitrelais 25 die Photozelle noch nicht beleuchtet,
so bleibt das Relais 27 erregt. Die Kontakte 42 und 43 werden geschlossen. Der Kontakt
43 schaltet den Widerstand 54 zu den Widerständen 53, 5-5 parallel, so daß die Erregung
des Motors i0 vergrößert Wird und sich die Drehzahl des. Motors noch mehr vermindert.
Zur gleichen Zeit wird durch den Kontakt 42 die Erregung 62 des Motors 61. eingeschaltet;
dadurch. wird der Reglerarin 6o nach links bewegt, was eine weitere Steigerung der
Erregung des Motors 2o und damit eine weitere Verminderung seiner Drehzahl bewirkt.
Dadurch wird der Motor 2o auf eine so niedrige Drehzahl gebracht, daß die Größe
des Durchhanges 7 bestimmt vermindert wird. Sobald der Lichtstrahl 8 die Photozelle
io wieder beleuchtet, wird das Relais 27 stromlos. Die Kontakte 47 und 48 öffnen
sich, der Kontakt 49 schließt sich. Das Zeitrelais 24 ist so eingestellt; daß die
Kontakte 40, 41 erst nach i Sekunde nach dem Stromloswerden der Spule 33 geschlossen
werden. Das Relais 26 braucht 2 Sekunden für das Schließen des Kontaktes 44. Das
Relais 25 dagegen öffnet sofort seine Kontakte 42 und 43. Auf Grund dieser verschiedenen
Arbeitszeiten der einzelnen Relais bewirkt das Stromloswerden des Relais 27 die
i,sofortige Stillsetzung des Motors 61. Außerdem wird der Widerstand 54 sofort abgeschaltet.
Der Widerstand 55 bleibt jedoch noch parallel geschaltet zum Widerstand 53. Der
Motor 2o läuft jetzt schneller. Sollte der Durchhäng 7 den -Lichtstrahl 8 innerhalb
i Sekunde nach dem Stromloswerden des Relais 27 die Photozelle wieder verdunkeln,
weil der Motor 2o im Verhältnis .zum Motor 12 noch- nicht schnell genug läuft,.
so, wird das Relais 27 von neuem ansprechen, wodurch die Regelung in dem oben beschriebenen
Sinne wieder einsetzt. Wenn jedoch der tiefste Punkt 7 innerhalb i Sekunde noch
außerhalb der Linie 8 bleibt, so wird das Relais 24 stromlos. Sobald das Zeitrelais
24 seine Kontakte 4o und 41 schließt, wird die Erregung für den Motor 20' weitervermindert
und die Drehzahl des, Motors 20 weitergesiteigert, weil einerseits der Widerstand
56 wieder parallel zur Erregerwicklung 22 geschaltet wird und andererseits die Erregung
63 des Motors 61 eingeschaltet ist, so daß der Reglerhebel 6o nach rechts bewegt
und der Widerstand 51 in den Stromkreis 22 mehr und mehr eingeschaltet wird. Dieser
Vorgang bewirkt eine weitere Steigerung der Geschwindigkeit des Motors 2o, bis der
Lichtstrahl 8 durch den Durchhang 6 wieder unterbrochen wixd, worauf das oben beschriebene
Reglerspiel von neuem beginnt. Das Reglerspiel setzt sich so lange fort, bis: von
dem Widerstand 5 i gerade so viel eingeschaltet isst, daß unter der Voraussetzung
von normalen Arbeitsbedingungen die Regelung der Erregung des Motors 2o nur noch
durch das Zeitrelais 26 allein gesteuert wird, indem der Widerstand 55 vom Kontakt
44 dauernd ein- und ausgeschaltet wird. Beim normalen Arbeiten wird also lediglich
der Kontakt 44 des Relais 26 betätigt. Der Punkt 7 fällt und steigt daher entsprechend
dem Zeitmaß, welches für das Arbeiten der Relais maßgebend ist. Solange dieser ausgeglichene
Zustand noch nicht erreicht ist und das Zeitrelais 26 allein den Motor 2o nicht
regeln kann, greifen die anderen Zeitrelais 24, 25 und der Motorregler 51, 6o, 61
in der oben beschriebenen Art in -den Regelvorgang ein, wodurch eine Schnellregelung
im einen oder anderen Sinne herbeigeführt wird.
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Die Fig.2 zeigt ein vereinfachtes Ersatzschema der Steuerung nach
Fig. i unter Verwendung der gleichen Bezugszeichep.
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Durch die Erfindung wird also der Vorteil erreicht, daß durch ein
verhältnismäßig einfaches Zeitrelais 26 die Regelung im normalen Betrieb dauernd
durchgeführt wird. Da die Zeitrelais 24. bis 26, insbesondere das Relais 26, verhältnismäßig
billig gegenüber dem Motorregler 51, 6o, 61 sind und die Regelung in der Hauptsache
durch das Zeitrelais 26 bewirkt wird, so hat die Regeleinrichtung nach der Erfindung
den großen Vorteil, daß nur die billigen Teile dauernd einem erhöhten Verschleiß
unterworfen sind, daß aber die teuren Reglerteile geschont werden.