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Schaltung zur Beeinflussung des Vorschubes von Sägen, insbesondere
für heißes Walzgut Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur Beeinflussung
des den Vorschub der Sagenscheibe bewirkenden .Motors von Kreissägen, insbesondere
solcher für heißes Walzgut.
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Die Sagenscheiben werden meist durch schnell laufende Drehstrommotoren
mit Leistungen von zoo bis zoo PS angetrieben. Um zu verhüten, daß die Sagenscheibe
mit zu schnellem Vorschub in -das Walzgut eindringt und hierdurch die Säge, den
Motor und den Bedienungsmann in Gefahr bringt, hat man bereits verschiedene Mittel
angewandt, welche dies unabhängig von der Geschicklichkeit des Bedienungsmannes
verhindern sollen. Man kommt dem gesteckten Ziel dadurch am nächsten, daß man den
Vorschubmotor von dem Belastungsstrom des Sagenmotors derart beeinflussen läßt,
daß die Umlaufgeschwindigkeit des ersteren mit wachsendem Delastungsstrom des letzteren
zum Sinken gebracht wird.
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Um dies zu erreichen, hat man beispielsweise den Vorschubmotor als
Gleichstrommotor ausgeführt und entweder sein Feld bei unveränderter Ankerspannung
entsprechend verstärkt, oder man hat bei unveränderter Feldstärke die dem Anker
durch einen Leonar ddynamo, zugeführte Spannung entsprechend abgesenkt, ohne daß
der Steuermann dies verhindern kannte. Die Veränderung des Erregerstromes der die
Drehzahl des Vorschubmotors bestimmenden Maschinen wurde durch eine Anzahl Schütze
vorgenommen, die der Reihe nach mit wachsendem Belastungsstrom des Sagenmotors zum
Ansprechen gebracht wurden.
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Abgesehen davon, daß derartig umfangreiche Einrichtungen teuer sind
und zudem sorgfältiger Wartung bedürfen, haben sie den
erheblichen
Nachteil, daß sie wegen der Trägheit der Gleichstromfelder und der Schaltgeräte
nicht schnell genug zur Wirkung kommen, insbesondere nicht dann, wenn der Steuermann
ohne vorsorgliche Absenkung der Vorschubgeschwindigkeit mit der Sägenscheibe auf
das Walzgut stößt.
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Die Erfindung vermeidet die genannten Nachteile dadurch, daß sie keinerlei
Schaltgeräte verwendet und die Beeinflussung des Vorschubmotors durch einen einfachen
Transformator trägheitslos vornimmt, -wobei dieser Motor ein Drehstrommotor ist,
der n--eckmäßigerweise einen Kurzschlußanker besitzt.
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Die Abb. i zeigt die Schaltung des Sägenmotors i und des Vorschubmotors
2 nach der Erfindung, wobei beide Motoren Kurzschlußanker besitzen mögen. Die Speisung
beider Motoren erfolgt durch die drei Phasen U, V und W des Drehstromnetzes 3. Zwischen
das Netz und den Sägenmotor sind die drei Wicklungen 4., 5 und 6 eines Transformato,r:s
geschaltet. Die drei Zuleitungen zu dem Vorschubmo-tor 2 sind zwischen Netz und
Transformator angeschlossen und führen über die drei Wicklungen 7, 8 und 9 und über
den Betätigungsschalter i o zu diesem Motor. In den letzteren drei Wicklungen wird
bei Belastung des Sägenmotors eine Gegenspannung zur Netzspannung induziert. Hierdurch
sinkt die Spannung an den Klemmen des Vorschubmotors entsprechend und damit quadratisch
dessen jeweils wirksames Drehmoment, und zwar ohne jede zeitliche Verzögerung.
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Wählt man beispielsweise das Verhältnis der Windungen der Wicklungen
¢, 5 und 6 gegenüber den Wicklungen 7, 8 und 9 so, daß bei auftretendem Vollaststrom
am Sä.genmotor eine Gegenspannung von ettva 3000 der Netzspannung in den Wicklungen
7, 8 und 9 entsteht, so würde das den Vorschub bewirkende Drehmoment des Motors
2 augenblicklich auf die Hälfte herabsinken, und der Vorschub würde- sich dementsprechend
verlangsamen. Die beschriebene Wirkung setzt bereits beim Eindringen der ersten
Sägenzähne in das Walzgut ein und verstärkt sich etwa verhältnisgleich mit dem Anpressungsdruck
der Sägenscheibe und der zum Schneiden kommenden Zahl der Säg enzähne.
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Durch Änschluß des Vorschubmotors an verschiedene der eingezeichneten
Anzapfklemmen des Transformators hat man es in der Hand, das Vorschubdrehmoment
gegenüber der Belastung des Sägenmotors in weiten Grenzen zu verändern und dieses
dem jeweils zu schneidenden Querschnitt und der Festigkeit des Walzgutes anzupassen.
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Die Spannungsabsenkung am Vorschubmotor ist nur dann -wirksam, solange
der Sägenmotor Schneidearbeit leistet. Vor Beginn des Arbeitens und nach Beendigung
des-#selben herrscht am Vorschubmotor die volle Klemmenspannung, so daß schnell
auf das Walzgut zugefahren und nach Beendigung des Schnittes auch noch ein Stück
schnell weitergefahren werden kann, was meistens als er--;-ünscht betrachtet wird.
Desgleichen könnte mit dem vollen Drehmoment wieder zurückgefahren «<erden, -wenn
man es nicht vorzieht, hierzu einen wesentlich schneller laufenden zweiten Motor
zur Wirkung zu bringen.
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Als Vorschubmotor wird zweckmäßigerweise ein relativ langsam laufender
Drehstrommotor mit Kurzschlußanker und kleinem Schwungmoment verwandt, dessen Drehzahl
mit steigendem Drehmoment verhältnismäßig stark abfällt.
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Im folgenden soll an Hand des Vektordiagramms (Abb. 2) noch gezeigt
-werden, auf -welche Weise die der Netzspannung im u-esentlichen entgegengerichtete
Spannung in den Wicklungen 7 bis 9 des Transformators zustande kommt, und es soll
untersucht werden, -welche Rück-virkung hierdurch auf die Spannung an den Klemmen
des Sägemnotors entsteht.
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Eingangs sei darauf hingewiesen, daß die Stromstärke in den Wicklungen
.. bis 6 etwa 7 - bis i omal so groß ist als die in den Wicklungen 7 bis 9, weil
die Leistung des Vorschubmotors fast nur ein Zehntel der des Sägenmotors beträgt.
Ein besonderes 'Merkmal der Schaltung besteht darin, daß- jede der Wicklungen 7
bis 9 an eine andere Phase angeschlossen ist als die Wicklungen 4. bis 6, mit der
sie auf dem gleichen Transformatorkern sitzt, und daß weiterhin die Spulen 7 bis
9 im umgekehrten Windungssinn gegenüber den Spulen q. bis 6 angeschlossen sind.
Diese Maßnahmen sind deswegen erforderlich, um bei der gegebenen Phasenverschiebung
des vom Sägenmotor aufgenommenen Stromes eine Spannung zu erhalten, -welche der
des Netzes im wesentlichen entgegengerichtet ist.
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In dem Diagramm stellen die Vektoren et" e1, und e", die Spannungen
der drei Phasen des Drehstromnetzes 3 dar, wobei der Umlaufsinn, wie eingezeichnet,
linksdrehend sein soll. Für die Phase rt ist der Vektor i", des Stromes des Sägenmotors
eingezeichnet, der gegen die an seinen Klemmen herrschende Spannung esr, um den
Winkel ri-S nacheilt. Vorwegnehmend stelle e "t,. den Vektor der reduzierten Spannung
an den Klemmen des Vorschubmotors für die Phase v dar und i"", den Vektor seiner
Stromaufnahme in der gleichen Phase, die um den Winkel (,c," nacheilt. Die durch
diesen Strom in der `Vicklung 7 des Transformators erzeugten Amperetvindungen sind
durch den VektorAIl-'"t dargestellt, der deswegen dem
Stromvektor
entgegengerichtet eingezeichnet ist, weil die Wicklung 7, wie berelits bemerkt,
im umgekehrten Windungssinn gegenüber der Wicklung q. angeschlossen ist. Diese AW,"
ergeben zusammen mit den durch den Strom!", im Schenkel der Phasen erzeugten AW,r
die resultierenden ALLjT. Das von, diesen erzeugte Feld induziert in der Wicklung
7 die Spannung Ed", welche dem Feld um 9o° nacheilt. Diese Spannung muß im; vorliegenden
Fall wieder im umgekehrten. Sinn, also anscheinend voreilend, aufgetragen werden,
weil eben die Wicklung 7 im umgekehrten Windungssinn geschaltet ist. Die SpannungEd"
ist, wie ersichtlich, der 'lUemmenspannung e, im wesentlichen entgegengerichtet
und senkt diese auf die Spannung e"" ab, deren Richtung und Größe oben vorweg genommen
wurde.
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Das von den resultierenden AII'T erzeugte Feld im Schenkel der Phasen
induziert aber, auch in der Wicklung 4. eine Spannung E.r", die hier im nacheilenden
Sinn auf die N.etzspännung,e" einwirkt, und diese damit auf den Wertes" bringt,
die der Phase und Größe nach ebenfalls vorweggenommen wurde, und der der Strom-
des Sägenmotors um den Winkel cps nacheilt. Es entsteht also auch am Sägenmotor
eine Absenkung der Klemmenspannung. Diese ist jedoch praktisch belanglos, und zwar
deswegen, weil sich einmal die Spannung E'."" im wesentlichen fast senkrecht zur
Netzspannung auswirkt, und weil anderseits .der absolute Wert dieser Spannung verhältnismäßig
klein ist und etwa dem umgekehrten Verhältnis der Stromaufnahme des Sägenmotors
zu der des Vorschubmotors entspricht, wenn man die Spannung F", mit der Spannung
E'd" vergleicht. Bei der weiter oben beispielsweise betrachteten Absenkung der Spannung
an den Klemmen des Vorschubmotors um 3o%, wofür das Vektordiagramm ungefähr gezeichnet
ist; beträgt die Absenkung der Spannung an den Klemmen des Sägenmotors nicht viel
mehr als i %.
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Der Übersichtlichkeit wegen ist das Diagramm nur für den mit den Spulen
q. und 7 versehenen Schenkel des Transformators der Phasen sowie der teilweise damit
verketteten Phase v gezeichnet; desgleichen sind die Ohmschen Spannungen als hier
vernachlässigbar fortgelassen worden.
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Solange man mit dem Transformator im ungesättigten Zustand des Eisens
arbeitet, erfolgt die Absenkung der Spannung am Vorschubmotor im wesentlichen verhältnisgleich
mit dem Belastungsstrom des Sägenmotors, und man hätte es beispielsweise in der
Hand, das Drehmoment des Vorschubmotors praktisch ganz aufzuheben und damit den
Vorschub gänzlich einzustellen, wenn allzu heftig in das Walzgut hineingefahren
worden wäre. Durch entsprechende Wahl der Eisensättigung und durch Einschaltung
von veränderlichen Unterbrechungsstrecken im Eisenweg des Transformators hat man
es in der Hand, die Absenkung dem jeweiligen Zweck entsprechend zu gestalten und
zu begrenzen.
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Als Vorschubmotor kann in an sich bekannter Weise auch :ein Drehstromkommutator
verwandt werden.