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Elektromotorischer Antrieb für Maschinen zum Umrollen von Stoffbahnen
Das Umrollen von Stoffbahnen bietet bei Verwendung gewöhnlicher Umrollmaschinen
gewisse Schwierigkeiten, welche dadurch begründet sind, daß der Durchmesser der
die Stoffbahn abwickelnden Rolle im Laufe des Arbeitsvorganges immer geringer, der
Durchmesser der die Stoffbahn aufwickelnden Rolle dagegen immer größer wird.' Infolgedessen
ändert sich - und das ist für die Güte des bearbeiteten Stoffes nachteilig - beim
Antrieb der aufwickelnden Rolle mit gleichbleibender Drehzahl auch die. Stofflaufgeschwindigkeit,
falls nicht die aufwickelnde Rollendrehzahl umgekehrt proportional ihrem sich ständig
ändernden Durchmesser verändert wird. Auch der Zug in der Stoffbahn ändert sich
zum Nachteil für die Qualität des bearbeiteten Stoffes dauernd, wenn nicht die Drehzahl
der aufzuwickelnden Rolle fortwährend kleiner wird.
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Zur Verbesserung des Betriebes sind des-halb schon z. B. mechanische
Differentiale zwischen die Wellen der ab- und aufwickelnden Rollen geschaltet worden.
Diese Einrichtungen bieten aber im Betrieb noch Unzuträglichkeiten. Daher wurde
bei derartigen Antrieben jeder Wickelwalze eine besondere ,elektrische Maschine
zugeordnet.
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Die Schwierigkeiten bei derartigen Einzelantrieben für Rollapparate
liegen darin, daß die Motoren entsprechend der Ab- bzw. Zunahme des Wickeldurchmessers
gexegelt werden müssen, um einen konstanten Zug aufrechtzuerhalten. Hierzu werden
entweder in dem Erregerkreis der Motoren Regler angeordnet, oder die Regelung erfolgte
durch Rotorwiderstände. Dabei machte es erhebliche Schwierigkeiten, die Widerstände
in einwandfreier Weise zu regeln. Es sind komplizierte Steuerorgane erforderlich,
ohne daß. ,eine absolute Gewähr dafür gegeben ist, daß sich die Drehzahlen der beiden
Wickelwalzen bzw. der beiden Motozen selbsttätig :ohne Regelorgane entsprechend
der Veränderung der .Rollendurchmesser einstellen.
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Es sind zwar schon Schaltungen für Gleichstrommotoren für Antriebe
von Umrollmaschinen, z. B. für jigger, bekannt, bei denen durch Reihenschaltung
der beiden Gleichstromantriebsm:ofioren für die Auf- und Abwickelwalzenerreicht
wird, daß sich die Drehzahlen der letzteren selbsttätig den sich verändernden Wickeldurchmessern,
und zwar ohne Verwendung besonderer Regelorgane, abgesehen von einem nicht regelbaren
festen. Ankerwiderstand, anpassen. Im allgemeinen steht aber kein Gleichstrom, sondern
nur Drehstrom, also Wechselstrom, zur Verfügung. Für diese Stromart sind aber nur
die oben angegebenen Antriebe mit den genannten Mängeln bekannt.
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Gemäß der Erfindung wird nun ein unmittelbar aus einem Wechsel- bzw.
Drehstromnetz gespeister Antrieb geschaffen, welcher
nicht mehr
die 1-längel der bekannten Drehstromantriebe, sondern die Vorteile der zuletzt genannten
Gleichstromantriebe hat, und zwar dadurch, daß beide Wiclkelwalzeit;@ durch in Kaskade
geschaltete Wechselstrorrt-; motoren, insbesondere Drehstromasynchrorimotoren, angetrieben
werden. Bei diesem Drehstromantrieb sind nur an sich normale elektrische Maschinen
und keine besonderen Apparatebenutzt und die Maschinen in solcher Weise geschaltet,
daß sich ein im Aufbau und Betrieb äußerst einfacher und billiger Antrieb für die
Umrollnraschine ergibt.
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Der Antrieb ist so gestaltet, daß, unabhängig von der Arbeitsrichtung
der Umrollmaschine, stets beide Wickelwalzen anCetrieben sind. Dabei ist die abwickelnde
Walze stets gebremst, wodurch ein praktisch gleichbleibender Zttg in der umzuwickelnden
Stoffbahn aufrechterhalten wird.
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Kaskadenschaltung von Asynchronmotoren sind zwar an sich bekannt,
aber nur in der Form, daß beide Motoren als Teilmotoren auf einer gemeinsamen. grelle
sitzen, welche von beiden gemeinsam angetrieben wird und von der die nach außen
abzugebende Motorleistung abgenommen wird. Kaskadenschaltung von einzelnen auf andere
Art und Weise voneinander abhängigen Antriebsmotoren, welche ein veränderliches
gegenseitiges Geschwrindigkeitsverhältnis annehmen können, fällt nicht unter die
im Sprachgebrauch üblich gewordene Kaskadenschaltung von Motoren, die auf einer
gemeinsamen Welle sitzen. Gemäß der Erfindung wird die Kaskadenschaltung aber zur
Lösung einer Aufgabe benutzt, die bisher zwar für Gleichstrom, aber nicht für Drelrstroin
in befriedigender Weise gelöst war, obwohl gerade für einen solchen Drehstromantrieb
ein ganz besonderes Bedürfnis wegen des häufigen Vorkommens des Drehstromes gegenüber
dem Gleichstrom vorhanden ist. Dieses Bedürfnis wird durch die Erfindung in vollkommener
Weise mit den einfachsten Mitteln auf billigsteArt befriedigt.
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Ein Ausführungsbeispiel eines Antriebes nach der Erfindung iät in
der Abbildung s c 'hematiscli dargestellt. Z> Mit i ist die aufwickelnde, mit 2
die abwickelnde. und mit 3 die z. B. in Richtung des Pfeiles laufende Stoff- oder
Papierbahn bezeichnet. Die Motoren .l und 5 haben Ständer 6 und 7 und Läufer S und
g. Außerdem sind Bremsen to und 11 vorhanden. Die Motoren werden von dem Netz 12
gespeist. Ferner ist ein gemeinsamer Anlaßwiderstand 13 vorgesehen, der zum Einstellen
der Grundgeschwindigkeit dient. Mit dem Schalter 1q. kann entweder der Motor q.
oder der Motor 5 auf das Netz 12 und der Widerstand 13 entweder auf den Motor 5
oder auf den Motor 4 geschaltet werden. In dem Ausführungsbeispiel liegt der Motor
.4 am Netz 12 und der Widerstand 13 an dem Motor 5. Die beiden Ständerwickilungen
6 und 7 der Motoren 4 und 5 sind durch eine Leitung 15 miteinander verbunden. I*r
Schalter 14 hat außerdem noch zwei Hilfskontakte 16' und 17, von denen der Hilfskontakt
16 zur Steuerung der Brezn.se to und der Hilfskontakt 17 zur Steuerung der Bremse
11 dient. Die Bremsklötze werden elektromagnetisch betätigt. Die Bremsen 11 und
to sind so geschaltet, daß die jeweils zu dem abwickelnden Motor gehörende Bremse
stromlos und daher die abwickelnde Walze gebremst ist. Die zur aufwickelnden Walze
gehörende Bremse steht unter Strom und ist daher gelüftet.
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Die Arbeitsweise dieses Antriebes ergibt sich daraus, daß die beiden
in Kaskade geschaltete Motoren 4 und 5 durch die Papierbali" 3 mit veränderlichen
übersetzungsverhältnissen gekuppelt sind. Die Summe der Drehzahlen der beiden Motoren
q. und 5 ist stets gleichbleibend, und zwar, abgesehen vom normalen Schlupf der
Asynchronmotoren,
| gleich der Drehzahl, welche sich aus . der |
| Polzahl und der Frequenz ergeben wnde, |
| wenn die Motoren 4 und 5 einzeln an ',ein |
Netz gleicher Frequenz angeschlossen würden. Werden also beispielsweise zwei sechspolige
Motoren verwendet, so beträgt die Sumimendrebzahl bei Anschluß an ein Netz von 5o
Hertz 1 ooo Umdr./Min., und es wird, wenn der Aufwickelmotor beispielsweise
250 Umläufe je Minute macht, der Abwickelmotor infolge der Kupplung durch
die Stoffbahn mit 75o Umdr./Min. laufen. Beim Beginn des Aufrollens, wobei sich
die Stoffbahn rechts auf die leere Wickelwalze wickelt, während links die Abwickelwalze
ihre größten Durchmesser hat, wird die Aufwickelrolle schnell, z. B. mit goo Umdr./Min.,
die Abwickelwalze langsam, z. B. mit 1 oo Umdr./Min., laufen. Die Drehzahlen der
beiden Wickelwalven bzw. der beiden Motoren stellen sich selbsttätig entsprechend
der Veränderung der Rollendurchmesser ein und ergeben eine praktisch gleichbleibende
Stoff bahngeschwindigkeit.
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Der Zug in der Stoffbahn hängt von dem Bremsmoment ab, welches
die Bremse auf die Abwickelrolle ausübt. Dieses Bremsmoment wird konstant gehalten,
so daß sich auch die Stoffbahnzugkraft praktisch nicht ändert.
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Die Erfindung ist nicht an das gezeichnete Ausführungsbeispiel gebunden.
So kann beispielsweise an Stelle der mechanischen Bremse auch eine elektrische Bremse
treten und das Bremsmoment je nach Erfordernis elektrisch, z. B. durch Bremsdynamo
oder Wirbelstrombremse o. dgl., eingestellt werden.
Weiter können
an Stelle der gezeichneten elektrischen Verbindungen zwischen den einzelnen Motoren
auch gleichwertige andere Kaskadenschaltungen treten. So körnen die Motoren auch
mit ihren Ankern miteinander verbunden und die Ständer der Motoren an das Netz bnv.
den Widerstand angeschlossen sein. Eine weitere Ausführung könnte darin bestehen,
daß der eine Motor mit seinem Läufer an das Netz und der andere Motor mit seinem
Ständer an den Widerstand angeschlossen ist und beide Motoren durch eine einerseits
an den Ständer und andererseits an den Läufer angeschlossene Leitung verbunden sind.
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Der erfundene Rollmaschinenantrieb mit Drehstromkaskade kann auch
bei Rollenschneidemaschinen, welche nach dem Tragwalzensystem arbeiten, benutzt
werden. Hierbei treibt der erste Kaskadenmotor die Tragwalze bzw. die beiden Tragwalzen,
der zweite Kaskadenmotor die abwickelnde Rolle an, wobei die Bremsung an der letzteren
anzuordnen ist.