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Anordnung zur selbsttätigen Regelung des Drehmomentes bei Umrollern,
deren auf die Aufwickelrolle laufendes Arbeitsgut von einer Pendelmaschine angetrieben
wird
Es ist bereits eine Anordnung zur selbsttätigen Regelung des Drehmomentes auf
vorgeschriebene Werte bei elektrischen Maschinen vorgeschlagen worden, bei der auf
den drehbaren Ständer der Maschine ein z. B. durch eine Feder einstellbares äußeres
Drehmoment und das vom Läufer auf den Ständer ausgeübte Moment einander entgegenwirken.
Bei einer Abweichung des Ständers aus einer Sollwertstellung wird z. B. durch Schließung
von Kontakten ein Regelvorgang ausgelöst, der den Sollwert des Drehmomentes selbsttätig
wieder herstellt. Diese Anordnung kann dazu benutzt werden, einen gleichbleibenden
Zug auf ein durch laufendes Arbeitsgut auszuüben, das über Rollen von regelbaren
Motoren angetrieben wird, denen das Moment mittels drehbarem Ständer und Feder kraft
vorgeschrieben wird. Es sind dort auch Fälle genannt, wo das Arbeitsgut auf Rollen
aufgewickelt wird (Umroller) und der wachsende Durchmesser mittels Fühlhebels die
Federkraft spannt, so daß das vom Motor aufzubringende Moment mit wachsendem Durchmesser
des aufgerollten Arbeitsgutes steigt. Es ist nun nicht immer zulässig, daß auf das
Arbeitsgut durch den Fühlhebel ein Druck ausgeübt wird, z. B. bei empfindlichen
Stoffen. Außerdem bestehen die
meisten Umroller aus zwei Rollen,
die aus einer zum Aufwickeln und einer zum Abwickeln des Arbeitsgutes, die abwechselnd
ihre Aufgabe tauschen. Meistens wird die Rolle, von der abgewiclielt wird, mechanisch
gebremst, um den gewünschten Zug in das Arbeitsgut hineinzubringen, während die
Aufwickelrolle in geeigneter Weise regelbar angetrieben wird. Dieses Verfahren erfordert
vom Bedienenden ein hohes Maß von Aufmerksamkeit, und es ist nicht immer möglich,
das Arbeitsgut mit gleichbleibendem Zug aufzuwickeln, da hierfür meist nicht einmal
ein Anzeigeorgan zur Verfügung steht. Hier bietet nun vorliegende Erfindung eine
Möglichkeit, solche Umroller derart zu verbessern, daß auf das Arbeitsgut kein Druck
mittels Fühlhebels ausgeübt wird und es dennoch mit gleichbleibendem Zug und gleichbleibender
Geschwindigkeit aufgewickelt wird, ohne daß die abzuwickelnde Rolle mit den unvollkommenen
mechanischen Mitteln abgebremst wird. Die Bremsung erfolgt vielmehr elektrisch durch
den mit dieser Walze gekuppelten Motor.
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Erfindungsgemäß werden beide Rollen, die Aufwickel- und die Abwickelrolle,
mit je einem Motor, z. B. einem im Feld regelbaren Gleichstrommotor gekuppelt. Beide
erhalten drehbaren Ständer mit Federkraft, wobei das von der Feder ausgeübte Drehmoment
selbsttätig dem veränderlichenDurchmesser der Aufwickelrolle angepaßt wird, damit
jeder zum Ab- wie zum Aufwickeln verwendet werden kann. Die einen bestimmten Sollwert
des Drehmomentes einregelnde Steuerung wird jeweils nur auf einen Motor, den Aufwickelmotor,
geschaltet, sie beeinflußt dann die Felder der beiden Motoren derart, daß das des
einen zu- und das des anderen abnimmt, und umgekehrt. Die Änderung des Rollendurchmessers
beim steuernden Motor wird dadurch berücksichtigt, daß eine mit dem Motor gekuppelte
Kurvenscheibe die Federkraft entsprechend verändert.
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Einige Ausführungsbeispiele lassen den Erfindungsgedanken besser
erkennen. In Fig. I bedeutet I die Aufwickelrolle, 2 die Abwickelrolle, 3 das durchlaufende
Arbeitsgut, z. B. eine Stoffbahn, die von 2 auf I gewickelt wird. Die Rolle I ist
mit dem Gleichstrommotor 4 und die Rolle 2 mit einem gleichen Motor 5 gekuppelt.
Beide werden nur im Feld geregelt, können demnach konstante Leistung entwickeln.
Der Motor 4 hat einen drehbaren Ständer, dem durch die Feder 6 ein Sollmoment erteilt
wird. Bei Abweichen von diesem Sollwert macht der Ständer rechts oder links Kontakt
und betätigt damit über die Verstellvorrichtung 7 den Widerstand S, der die Felder
der beiden Motoren so regelt, daß z. B. das Feld von 4 zunimmt und das von 5 gleichzeitig
abnimmt, und umgekehrt.
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Für den in Fig. I dargestellten Fall, daß die Rolle I aufwickelt,
muß die Drehzahl des Motors 4 ständig abnehmen, d. h, sein Feld muß zunehmen.
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Der wachsende Durchmesser von I erfordert auch wachsendes Moment des
Motors 4. Dies wird dadurch bewirkt, daß über die mit dem Motor durch eine Übersetzung
gekuppelte Kurvenscheibe g die Feder 6 mehr gespannt wird. Die Übersetzung ist so
zu wählen, daß beim größten Durchmesser der Rolle I der Motor das zugehörige Moment
entwickelt. Je nach der Stärke des Arbeitsgutes wird der gleiche Durchmesser nach
etwas mehr oder weniger Umdrehungen erreicht, so daß entweder verschiedene Kurvenscheiben
vorzusehen sind oder die Übersetzung zwischen Motor und Kurvenscheibe entsprechend,
gegebenenfalls regelbar, zu ändern ist. Die Kurvenscheibe erhält zweckmäßig eine
verstellbare Einstellung, damit sie bei Beginn des Umrollens stets in die gleiche
Ausgangsstellung gebracht werden kann. Beim Motor 5 ist der drehbare Ständer und
die Kurvenscheibe nicht angedeutet, er wird aber zweckmäßig ebenfalls damit ausgerüstet,
damit er auch zum Aufwickeln verwendet werden kann, es ist dann lediglich die Verstellvorrichtung
7 auf den Motor 5 zu schalten.
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Das kann auch geschehen, wenn der Motor 5 Bremsmotor ist wie im Fall
der Fig. I. Es wird dann statt der Zugkraft durch den Motor I die Bremskraft durch
den Motor 2 konstant gehalten.
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Bei gleichbleibender Umfangsgeschwindigkeit des Arbeitsgutes verhalten
sich die Drehzahlen der Motoren 4 und 5 umgekehrt wie die Durchmesser der zugehörigen
Rollen I und 2. Andererseits verhalten sich die Flüsse der Motoren 4 und 5 umgekehrt
wie ihre Drehzahlen, die Flüsse entsprechen demnach dem Durchmesser der zugehörigen
Rollen I und 2.
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Die Anwendung des Erfindungsgedankens bleibt nicht auf Gleichstrommotoren
beschränkt. In Fig. 2 sind z. B. zwei ständergespeiste Drehstromnebenschlußmotoren
Io und II an Stelle der Gleichstrommotoren 4 und 5 vorgesehen, die über den Umspanner
I2 und den regelbaren Umspanner I3 so geregelt werden, daß der eine übersynchron
und der andere untersynchron läuft, und umgekehrt.
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Bei der Regelspannung Null laufen beide nahezu synchron. Die Steuerung
und die Berücksichtigung des sich ändernden Durchmessers der Rollen I und 2 erfolgt
wieder in ähnlicher Weise wie in Fig. I. Ebenso können auch läufergespefste Drehstromnebenschlußmotoren
verwendet werden, deren Bürstenbrücken bei einem auf Untersynchronismus, beim anderen
auf Übersynchronismus gesteuert werden. Man erhält auf diese Weise einen Umrollerantrieb
der sich nach dem Anfahren selbsttätig regelt und neben der Gewährleistung gleichbleibenden
Zuges auf das Arbeitsgut eine große Vereinfachung der Bedienung bietet.