DE839964C

DE839964C - Drive for take-up reels for wire u. like

Info

Publication number: DE839964C
Application number: DEM3079A
Authority: DE
Inventors: Thomas Bousfield Somerville
Original assignee: MARSHALL RICHARDS MACHINE COMP; Marshall Richards Machine Co Ltd
Current assignee: MARSHALL RICHARDS MACHINE COMP; Marshall Richards Machine Co Ltd
Priority date: 1947-01-02
Filing date: 1950-04-30
Publication date: 1952-05-26

Description

Antrieb für Aufwickelspulen für Draht u. dgl. Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Antrieb für eine Spule zum Aufwickeln von Draht od. dgl. bei einer Dralitziehmaschine, die insbesondere durch einen Wechselstromasynchronmotor angetrieben wird.Drive for take-up reels for wire and the like on an electric drive for a coil for winding wire od. Like. In a twisting machine, which is in particular by an AC asynchronous motor is driven.

Bisher wurden solche Spulen üblicherweise von dein Motor der Drahtziehmaschine aus über Vorrichtungen, wie eine mechanische Gleitkupplung, mit Schlupf arbeitende elektromagnetische Antriebe sowie Differentialschwungradkupplungen angetrieben. Alle diese Vorrichtungen weisen erhebliche Nachteile und Mängel auf. Der wesentlichste dieser Nachteile besteht darin, daß die Spannung des Drahtes beim Aufwinden auf die Spule während der Beschleunigungslieriode der Drahtziehniaschine unmittelbar nach deren Anlaufen schwierig zu regeln ist, und daß deshalb häufig ein Rucken des Drahtes erfolgt sowie daß dem auf die Spule aufzuwickelnden Draht nicht in einfacher Weise vor dem Anlaufen der Drahtzielimaschine eine Vorspannung erteilt werden kann.Up to now, such coils were usually driven by the motor of the wire drawing machine from devices, such as a mechanical sliding clutch, working with slippage electromagnetic drives and differential flywheel clutches are driven. All of these devices have significant drawbacks and shortcomings. The most essential one of these disadvantages is that the tension in the wire when it is wound up the coil immediately during the acceleration period of the wire drawing machine is difficult to regulate after they have started, and that therefore often a jerk of the Wire takes place and that the wire to be wound on the spool is not easy Way, a preload can be given before starting the wire aiming machine.

Zweck der Erfindung ist es, eine Anordnung zu schaffen, die automatisch eine nahezu genaue Steigerung des Drehmoments der Spule während der Beschleunigung der Maschine ergibt, ohne daß in irgend. einem Augenblick die Spannung des Drahtes nachgibt urjd ohne daß Rucke auftreten können. Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht in der Schaffung einer Anordnung, durch welche dem Draht eine Vorspannung erteilt werden kann, bevor die Hauptdrahtziehmaschine anläuft. Ferner schafft die Erfindung eine leicht zu betätigende Einstellmöglichkeit sowohl für das Aufspulen wie für die Vorspannung, welche so geeicht werden kann, daß die einmal erzielten Ergebnisse leicht wiederholbar sind. Ein weiteres Merkmal besteht in der Schaffung einer Anordnung, die Bestandteile verwendet, welche für andere Zwecke üblich sind und daher normalerweise leicht zu geringen Kosten erhältlich sind.The purpose of the invention is to create an arrangement that automatically an almost exact increase in the torque of the spool during acceleration the machine yields without any. for a moment the tension of the wire urjd gives way without jerks occurring. Another feature of the invention is to provide an arrangement whereby the wire is preloaded can be issued before the main wire drawing machine starts up. Furthermore, creates the invention an easy to operate adjustment option both for winding as well as for the preload, which can be calibrated so that the once achieved results are easily repeatable. Another feature is there in creating an arrangement that uses components that are shared with others Purposes are common and therefore usually readily available at low cost are.

Gemäß der Erfindung wird zum Antrieb der Aufwickelspule ein Asynchronmotor verwendet, wobei die Spule unmittelbar auf der Motorwelle oder einer besonderen getriebemäßig oder durch einen von der Motorwelle angetriebenen Riemen mit dieser gekuppelten Welle angeordnet sein kann. Die Statorwicklung des Spulenmotors wird mit der Statorwicklung des Drahtziehmaschinenmotors so verbunden, daß ein Strom von derselben Stärke oder Ströme, deren Stärke in einem konstanten Verhältnis zueinander steht, durch die beiden Statorwicklungen fließen.According to the invention, an asynchronous motor is used to drive the take-up reel used, the coil directly on the motor shaft or a special one geared or by a belt driven by the motor shaft with this coupled shaft can be arranged. The stator winding of the coil motor becomes connected to the stator winding of the wire drawing machine motor so that a current of the same strength or currents whose strength is in constant proportion to one another to flow through the two stator windings.

Nachstehend werden unter Bezugnahme auf die Abbildungen zwei Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, und zwar zeigt Fig. i den Stator des Spulenmotors, der unmittelbar mit dem Stator des Drahtziehmaschinenmotors verbunden ist, und Fig. 2 die Verbindung des Spulenmotors mit der Drahtziehmaschine über einen Transformator. Gemäß Fig. i wird die Drahtziehmaschine durch einen Asynchronmotor i angetrieben, dessen Statorwicklung 2 von einer Wechselstromquelle 3 über Schalter 4 und 5 gespeist wird. Die nicht dargestellte Drahtspule wird durch einen Schleifringasynchronmotor 6 mit einer Statorwicklung 7 angetrieben. Die Wicklung 7 ist in Reihe mit der Statorwicklung 2 des Motors i geschaltet. Die Statorwicklung 7 liegt ferner in einem Hilfsstromkreis 8, der an die Pole a eines Schalters 5 angeschlossen ist. In jede Leitung 8 ist ein veränderlicher Widerstand 9 eingeschaltet. Mit den Schleifringen io des Spulenmotors 6 ist ein veränderlicher Widerstand ii verbunden. Die Anordnung arbeitet in der folgenden Weise: Vor dem Anlaufen des Drahtziehmaschinenmotors i wird der Schalter 5 in die Stellung gebracht, in der er mit den Polen a Kontakt macht, und der Schalter 4 geschlossen. Der Strom von der Wechselstromquelle 3 fließt nach der Statorwicklung des Spulenmotors 6 und ist bestrebt, den Rotor desselben in Drehbewegung zu versetzen. Diese Drehbewegung des Rotors wird jedoch dadurch verhindert, daß der von der Drahtziehmaschine kommende Draht an der Spule fest ist. Das :Moment am Rotor ergibt daher eine Vorspannung des an der Spule befestigten Drahtes. Der Betrag dieser Spannung kann durch Einstellung des veränderlichen Widerstandes 9 auf den gewünschten Wert eingeregelt werden. Wenn das Drahtziehen beginnen soll, so wird der Schalter 5 umgelegt und mit seinen Polen b geschlossen. Die Wechselstromquelle ist nunmehr zusammen @nit der Statorwickhing 2 des Drahtziehmaschinenmoto s 2 in Reihe mit der Statorwicklurg des Spulermotors 6 geschaltet. Der Schalter 5 ist so ausgeführt, daß, wenn er von (!e:, Polen a raeh den Polen b umgelegt wird, c'er Kontakt mit den ersteren aufrechterhalten wird, bis der Kontakt mit den Polen b ordnungsgemäß erfolgt ist, so daß die Vorspannung des Drahtes nicht vorübergehend verlorengeht.Two embodiments of the invention are described below with reference to the figures, namely Fig. 1 shows the stator of the coil motor, which is directly connected to the stator of the wire drawing machine motor, and Fig. 2 shows the connection of the coil motor to the wire drawing machine via a transformer. According to FIG. I, the wire drawing machine is driven by an asynchronous motor i, the stator winding 2 of which is fed from an alternating current source 3 via switches 4 and 5. The wire reel, not shown, is driven by a slip ring asynchronous motor 6 with a stator winding 7. The winding 7 is connected in series with the stator winding 2 of the motor i. The stator winding 7 is also located in an auxiliary circuit 8 which is connected to the pole a of a switch 5. A variable resistor 9 is connected in each line 8. A variable resistor ii is connected to the slip rings io of the coil motor 6. The arrangement works in the following way: Before the start of the wire drawing machine motor i, the switch 5 is brought into the position in which it makes contact with the poles a, and the switch 4 is closed. The current from the alternating current source 3 flows to the stator winding of the coil motor 6 and tends to set the rotor of the same in rotary motion. However, this rotating movement of the rotor is prevented by the fact that the wire coming from the wire drawing machine is fixed on the spool. The: moment on the rotor therefore results in a pretensioning of the wire attached to the coil. The amount of this voltage can be adjusted to the desired value by setting the variable resistor 9. When the wire drawing is to begin, the switch 5 is thrown and closed with its poles b. The alternating current source is now connected together with the stator winding 2 of the wire drawing machine motor 2 in series with the stator winding of the winder motor 6. The switch 5 is designed in such a way that when it is flipped from (! E :, poles a to poles b , contact with the former is maintained until contact with poles b has been made properly, so that the The pretension of the wire is not temporarily lost.

Sobald die Maschine läuft, kann die Spannung des auf die Spule aufgelaufenen Drahtes durch geeignete Einstellung des veränderlichen Widerstandes ii eingeregelt werden, dessen Änderung das Drehmoment, das auf die Spule durch den Spulenmotor 6 ausgeübt wird, verändert. Unter der Annahme, daß die Drahtziehgeschwindigkeit im wesentlichen konstant ist, ist es klar, daß die Drehgeschwindigkeit des Spulenmotors in dem Maße, in dein sich die Spule füllt, infolge der dadurch eintretenden Vergrößerung des wirksamen Spulendurchmessers allmählich abnehmen muß. Deshalb muß der Schlupf a des Spulenmotors 6 mit dem Ansteigen des Spulendurchmessers d größer werden, d. h. der folgenden Beziehung entsprechen: a prop d. (i) Die günstigsten Aufspulbedingungen liegen vor, wenn die Spannung des Drahtes nahezu konstant bleibt, d. h. das durch den Spulenmotor ausgeübte Drehmoment T direkt proportional zu der Vergrößerung des Spulendurchmessers ansteigt. Jedoch ändert sich das Drehmoment durch einen Schleifringasynchronmotor mit dem Rotorwiderstand R, dem Quadrat der Spannung E und dem Schlupf a im Sinne der Beziehung: ' T prop R - E2. a. (2) Durch Kombination der Gleichsingen (i) und (2) miteinander ergibt sich T prop R - E2 - d. As soon as the machine is running, the tension of the wire wound onto the reel can be regulated by suitable adjustment of the variable resistor ii, the change of which changes the torque which is exerted on the reel by the reel motor 6. Assuming that the wire drawing speed is essentially constant, it is clear that the speed of rotation of the reel motor must gradually decrease as the reel fills, as a result of the resulting increase in the effective reel diameter. Therefore, the slip a of the reel motor 6 must become larger with the increase in the reel diameter d, ie it must correspond to the following relationship: a prop d. (i) The most favorable winding conditions exist when the tension of the wire remains almost constant, ie the torque T exerted by the reel motor increases in direct proportion to the increase in the reel diameter. However, the torque changes through a slip ring asynchronous motor with the rotor resistance R, the square of the voltage E and the slip a in the sense of the relationship: ' T prop R - E2. a. (2) Combining the same singing (i) and (2) with each other results in T prop R - E2 - d.

Daher ist bei einer gegebenen Einstellung des Rotorwiderstandes R über einen begrenzten Bereich von Spulendurchmessern T prop d, d. h. die Bedingung, die oben festgelegt wurde, die geeignetste für den Aufspulvorgang. Daher wird durch Verwendung der Antriebsart nach der Erfindung die notwendige Steigerung des Drehmoments in dem Maße, in dem der Spulendurchmesser ansteigt, automatisch erzielt.Therefore, for a given setting of the rotor resistance R over a limited range of bobbin diameters T prop d, ie the condition which has been set out above, is the most suitable for the winding operation. Therefore, by using the type of drive according to the invention, the necessary increase in torque is automatically achieved as the reel diameter increases.

Es ist ferner klar, daß bei Benutzung der beschriebenen Anordnung das durch den Spulenmotor ausgeübte Drehmoment die Zerreißspannung des Drahtes sehr erheblich übersteigen kann, ohne daß die Gefahr eines Reißens des Drahtes auftritt, weil dieses zusätzliche Drehmoment nur vorhanden sein kann, während die Maschine und die Spule sich im Zustand der Beschleunigung befinden. Beispielsweise kann ein Motor von 3 PS die Drahtziehmaschine treiben und ein :Motor von i PS die Spule, wobei die Nennspannung des ersteren 3oo Völt und die des letzteren ioo Volt beträgt, im Falle einer Schaltung in Reihe mit einer 400-Volt-Stromquelle. Der im Aufspulen begriffene Draht kann eine Zerreißspannung von 5 kg besitzen und das vorstehende Drehmoment des Spulenmotors so eingestellt werden, daß die Vorspannung 2,5 kg beträgt. Wenn der Hauptmotor eingeschaltet wird, so kann der Anlaufstrom in der Größenanordnung des 6- bis iofachen des Vollaststromes liegen und in dem Spulenmotor ein Drehmoment hervorrufen, das, wenn es nicht teilweise durch die Beschleunigung der Spulenmasse und des Spulenmotors selbst aufgenommen wird, eine Spannung ergeben würde, die ein Mehrfaches der Zerreißspannung des Drahtes beträgt. Weiin die Maschine ihre endgültige Geschwindigkeit erreicht, sinkt die Stromstärke allmählich auf den Wert ab, der notwendig ist, um sie mit dieser Geschwindigkeit zu treiben, und der dann der Nennlaststrom sein kann oder kleiner als dieser ist.It is also clear that when using the arrangement described the torque exerted by the reel motor greatly reduces the tensile stress of the wire can exceed considerably without the risk of the wire breaking, because this additional torque can only be present while the machine is running and the coil is in the state of acceleration. For example, a 3 HP motor drive the wire drawing machine and a: 1 HP motor the coil, where the nominal voltage of the former is 300 volts and that of the latter is 100 volts, in the case of a circuit in series with a 400 volt power source. The one on the spool conceived wire can have a tensile strength of 5 kg and the above The torque of the coil motor can be adjusted so that the preload is 2.5 kg. When the main motor is switched on, the starting current can be in the order of magnitude 6 to 10 times the full load current and a torque in the coil motor cause, that if it's not partly due to the acceleration the coil mass and the coil motor itself is recorded, result in a voltage that is several times the tensile strength of the wire. Whine the machine reaches its final speed, the current will gradually decrease to the Value necessary to propel them at that speed, and the then the rated load current can be or less than this.

Die Anordnung nach Fig, i kann durch Ersatz der variablen Widerstände 9 und ii durch variable Drosseln oder durch variable Drosseln und Widerstände abgeändert werden.The arrangement according to FIG. I can be achieved by replacing the variable resistors 9 and ii modified by variable chokes or by variable chokes and resistors will.

Fig.2 zeigt eine Änderung der Ausführungsform der Fig. i, bei welcher an Stelle des Schleifringm0tOr> b ein 1\UrZ5ClilUßlailfer 12 die Spule i antreibt. Die Statorwicklung des Motors 12 ist mit der Statorwicklung des Drahtziehmaschinenmotors über den "Transformator 13 verbunden, dessen primäre und/oder sekundäre Wicklungen mit variablen Anzapfungen versehen ist. In den Fig. i und 2 sind die gleichen Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Anordnung gemäß Fig. 2 arbeitet im wesentlichen in der g;eichen Weise wie nach Fig. i. Die Vorspannung wird durch eine geeignete Einstellung des variablen Widerstandes und/oder der Drossel g erzielt, während die Betriebsspannung durch eine geeignete Einstellung der Anzapfungen des Transformators 1.3 geregelt werden kann. Gemäß der obigen t@lcicl@i@ng (2) T prop R. E2. Q ist bei einem Kurzschlußläufermotor der Widerstand des 1Zo>tors R koin-tant und daher T prop E2. a.FIG. 2 shows a modification of the embodiment of FIG. I, in which a 1 \ UrZ5ClilUßlailfer 12 drives the coil i instead of the slip ring motor> b. The stator winding of the motor 12 is connected to the stator winding of the wire drawing machine motor via the transformer 13, the primary and / or secondary windings of which are provided with variable taps. In Figures i and 2, the same parts are denoted by the same reference numerals 2 works essentially in the same way as in Fig. 1. The bias voltage is achieved by a suitable setting of the variable resistor and / or the choke g, while the operating voltage is controlled by a suitable setting of the taps of the transformer 1.3 According to the above t @ lcicl @ i @ ng (2) T prop R. E2. Q in a squirrel cage motor, the resistance of the 1Zo> tor R is constant and therefore T prop E2. a.

Durch Kombination dieser Gleichung mit der Gleichung (i) ergibt sich die Beziehung T prop E2 - d. Combining this equation with equation (i) results in the relationship T prop E2 - d.

Die der Statorwicklung des Motors 12 zugeführte Spannung E kann durch Einstellung der Anzapfungen des Tninsformators 13 geregelt werden, und deshalb ändert sich bei einer gegebenen Einstellung der Spannung E das durch den Spulertmotor ausgeübte Drehmoment unmittelbar mit der Vergrößerung des Spulendurchmessers, wodurch, wie oben erläutert, die günstigste Vorbedingung für das Aufspulen geschaffen wird.The voltage E supplied to the stator winding of the motor 12 can through Adjustment of the taps of the Tninsformators 13 are regulated, and therefore changes For a given setting of the tension E, that exerted by the Spulert motor Torque immediately with the increase in the coil diameter, whereby how explained above, the most favorable precondition for the winding is created.

Die Einstellung der variablen Widerstände und/oder Drosseln g und ii bei der Anordnung nach Fig. i und die Einstellung des variablen Widerstandes und oder der Drosseln q sowie der Anzapfungen des Transformators 13 bei der Anordnung gemäß Fig. 2, welche die günstigsten Bedingungen für einen gegebenen Drahtziehvorgang ergeben, können festgelegt werden, so daß diese Bedingungen wieder geschaffen werden können, wenn es notwendig ist, denselben Drahtziehvorgang später zu wiederholen. Wahlweise können die verschiedenen Regelvorrichtungen mit Skalen versehen sein, die so geeicht sind, daß sie die genaue Einstellung für das Aufspulen von Draht verschiedener Größen und/oder Werkstoffe anzeigen.The setting of the variable resistors and / or chokes g and ii in the arrangement according to FIG. i and the setting of the variable resistor and or the chokes q and the taps of the transformer 13 in the arrangement according to Fig. 2, showing the most favorable conditions for a given wire drawing operation result can be determined so that these conditions are re-established can, if necessary, repeat the same wire drawing process later. Optionally, the various control devices can be provided with scales, which are calibrated so that they have the exact setting for the winding of wire different sizes and / or materials.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Arrangement in wire drawing machines driven by alternating current asynchronous motors, characterized in that a further asynchronous motor is provided for driving the take-up reel, which can be arranged on the shaft of this latter motor or on another gear-wise or via a belt driven by this shaft with this connected shaft, and the stator winding of the coil motor is connected to the stator winding of the wire drawing machine motor so that a current of one and the same strength or currents whose strength is in a constant ratio to each other flow through the stator of the two motors.

2. Arrangement according to claim i, characterized in that the stator of the coil motor is also in an auxiliary circuit that is on the rotor of the coil motor before starting the wire drawing machine generates a moment.

3. Arrangement according to claim 2, characterized characterized in that in the auxiliary circuit a variable resistor and / or a Throttle is on.

4. Arrangement according to claim i to 3, characterized in that that the coil motor is a slip ring synchronous motor.

5. Arrangement according to claim 4, characterized by a variable resistor and / or a choke, which in Series is connected to the rotor of the slip ring asynchronous motor.

6. Arrangement according to claims i to 3, characterized in that the coil motor is a short-circuit asynchronous motor is. Arrangement according to Claim 6, characterized in that the stator of the coil motor is connected to the stator of the wire drawing machine motor via a transformer, whose primary and / or secondary windings have variable taps.