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Elektromotorischer Haspelantrieb, insbeondere für Bandwalzwerke.
Bei Walzwerksanlagen für Bandeisen u. dgl., bei denen das Arbeitsgut über Haspeln läuft, die für sich elektrisch angetrieben sind, ist die Erfüllung folgender Forderungen erwünscht : l. Selbst- tätige Gleichhaltung der Zugkraft im auf-bzw. abzuwickelnden Arbeitsgut, trotz Änderung des Bund- durchmessers auf dem Haspel. 2. Möglichkeit der Einstellung einer bestimmten Zugkraft im Stillstand und ebenso jederzeit während des Betriebes. 3. Möglichkeit, die Zugkraft in jedem Zeitpunkt messen bzw. ablesen zu können. 4. Auswalzen des Walzgutes bis zum Ende, um Abfall zu vermeiden.
Volle Betriebssicherheit auch bei Reissen des Arbeitsgutes.
Die bisher bekannten und üblichen Haspelantrieb mit Regelung auf konstanten Ankerstrom des Haspelmotors sind wohl geeignet, die erste der vorgenannten Forderungen zu erfüllen, es ist jedoch mit ihnen nicht oder mindestens nicht ohne Verwendung verwickelter zusätzlicher Einrichtungen möglich, der zweiten und vierten zu entsprechen. Auch mit den derzeitigen Einrichtungen mit selbst- tätiger Veränderung des Ankerstromes des Haspelmotors sind die vorgenannten Bedingungen nicht zur Gänze oder nur mit sehr verwickelten Mitteln zu erfüllen.
Die Erfindung gibt nun die Möglichkeit, die erste und vierte Bedingung ohne weiteres zu erfüllen und gleichzeitig der zweiten und dritten unter Einfügung einfacher Regel-und Messgeräte in die Anlage zu entsprechen.
Gemäss der Erfindung wird dies im wesentlichen dadurch ermöglicht, dass die den Haspelmotor speisende Leonard-Dynamo neben der an sich bekannten einstellbaren Fremderregung eine Erregung in Abhängigkeit von der Differenz von Bandgeschwindigkeit und Haspelmotorgeschwindigkeit bzw. von dem Quotienten aus der Differenz zwischen Band-und Haspelmotorgeschwindigkeit einerseits und der Haspelmotorgeschwindigkeit anderseits besitzt.
Mit dieser Anordnung ist es nicht nur möglich, eine völlig einwandfreie und richtige selbsttätige Zugregelung während des Betriebes zu erhalten und das
Walzgut ohne Abfall bis zum Ende auszuwalzen (da die eine hiebei entlastete Haspelmaschine wegen des im wesentlichen nicht veränderlichen Feldes nicht durchgehen kann), sondern es lässt sich auch durch die gleichzeitige Verwendung einfacher Steuer-und Messgeräte, die sich in besonders günstiger
Weise in die erfindungsgemässe Anlage einfügen, der Bandzug messen und ablesen und dementsprechend auch sowohl während des Betriebes als auch während des Stillstandes eindeutig und nach Wunsch einstellen.
Zur Verbesserung der Genauigkeit des Arbeitens kann ausser den beiden vorgenannten Er- regungen für die Leonard-Dynamo noch eine weitere von der Geschwindigkeit des Haspelmotors allein abhängige Erregung vorgesehen sein, die vorzugsweise so bemessen wird, dass der durch sie erzeugte
Spannungsanteil die jeweils vom Haspelmotor erzeugte Gegen-EMK aufwiegt. Bei ungesättigter Aus- führung der Leonard-Dynamo ist dann der im Ankerkreis des Haspelmotors fliessende Strom aus- schliesslich der eingestellten Fremderregung und der der Geschwindigkeitsdifferenz von Band und
Haspelmotor abhängigen Erregung verhältnisgleich und jeder weitere die Eindeutigkeit der Regelung störende Einfluss der Motordrehzahl ausgeschaltet.
Einen Haspelantrieb der genannten Art zeigt Fig. 1 der Zeichnung im Schaltbild. Die Schaltung ist nur für den Haspelantrieb auf der einen Seite des Walzwerkes dargestellt, für den Haspel auf der andern Seite ist sie in gleicher Weise ausgeführt zu denken. Mit 1 sind die Walzen des Walzwerkes,
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mit 2 der Walzenantriebsmotor bezeichnet. J ist der vom Motor 5 angetriebene Haspel, auf dem das
Arbeitsgut 4 aufgewickelt wird.
Der Anker des Motors J, der eine gleichbleibende Fremderregung 6 besitzt, ist an eine eigene Leonard-Dynamo 7 angeschlossen, die ausser einer durch den Regler 8 verstell- baren Fremderregung 9 eine von der Haspelmotorgeschwindigkeit abhängige Erregung 10 und eine weitere von der Differenz von Haspelmotor-und Bandgeschwindigkeit abhängige Erregung 11 hat.
Die Erregung 10 der Leonard-Dynamo ist an eine mit dem Haspelmotor gekuppelte Hilfsmaschine 12 angeschlossen, die durch die Fremderregung 13 konstant erregt ist und somit eine der Haspelmotor- geschwindigkeit verhältnisgleiehe Spannung erzeugt.
Die Erregung 11 wird von der Spannungs- differenz zwischen der genannten Hilfsmasehine 12 und einer weiteren Hilfsmasehine 14 gespeist, die durch die Fremderregung 15 ebenfalls konstant erregt ist und entweder von den Walzen 1 oder über
Rollen u. dgl. vom Arbeitsgut 4 angetrieben wird, also eine der Walzen-bzw. Bandgeschwindigkeit ver- hältnisgleiche Spannung erzeugt. Die Erregung 10 ist so bemessen, dass der von ihr erzeugte Anteil der
Spannung der Leonard-Dynamo jeweils gleich der im Haspelmotor induzierten Gegen-EMK ist. 16 ist eine etwa noch vorhandene Gegenverbundwieklung, die ebenso wie eine Vergrösserung des Ohmschen
Spannungsabfalles wirkt, d. h. die Maschine gegen Periodensehwankungen u. dgl. unempfindlicher macht.
Wegen der besonderen Auslegung der Erregung 10 kann sich der Strom der Leonard-Dynamo nur ändern, wenn sich die Grunderregung 9 oder die Erregung 11 ändert. Dies hat zur Folge, dass sich der Strom im Haspelmotor bei fest eingestellter Grunderregung 9 der Leonard-Dynamo ausschliesslich in Abhängigkeit von der Erregung 11 ändert, jeder weitere Einfluss von Seiten des Motors aber ausgeschaltet ist, also eine völlig eindeutige Abhängigkeit zwischen den Veränderungen des Ankerstromes und der veränderlichen Erregung 11 der Leonard-Dynamo besteht.
Bei leerem Haspel sind die Spannungen der beiden Maschinen 12 und 14 gleich, die Erregerwicklung 11 also stromlos. Der von der Leonard-Dynamo abgegebene Strom ist also lediglieh von der Erregung 9 abhängig, die durch den Regler 8 einstellbar ist. Sinkt bei zunehmendem Bunddurchmesser auf dem Haspel die Haspelmotordrehzahl, so fliesst unter dem Einfluss der entstehenden Spannungdifferenz zwischen den Maschinen 72 und 14 ein Strom durch die Erregerwicklung 11 der LeonardDynamo. Die dadurch bewirkte Stromsteigerung im Kreise zwischen Dynamo und Haspelmotor ist verkehrt proportional der Drehzahlsenkung des Haspelmotors, also direkt proportional der Steigerung des Bunddurchmessers.
Da das Feld des Haspelmotors gleich gehalten wird, steigt das Drehmoment verhältnisgleich mit dem Strom, d. h. also auch verhältnisgleich mit dem Bunddurehmesser, der Bandzug als Quotient aus Drehmoment und Bunddurchmesser wird somit ständig konstant gehalten.
Da Auf-und Abhaspelmotor eigene Steuerdynamos besitzen und durch ihr gleichbleibendes Feld am Durchgehen verhindert sind, ist völliges Auswalzen des Walzgutes möglich, Selbst wenn z. B. das Ende des Walzgutes die Walzen verlässt und der Aufhaspelmotor plötzlich entlastet wird, kann seine Drehzahl nicht unzulässig steigen, da sie durch den Sättigungszustand der Leonard-Dynamo begrenzt ist. Das gleiche gilt für den Abhaspelmotor, wenn das Ende des Bandes den Abhaspel verlässt.
Die Einstellung bzw. Nachregelung des Bandzuges kann in einfacher Weise durch einen Regler 8 im Kreis der fest eingestellten Fremderregung 9 bewirkt werden, der zweckmässig mit einem Regler 17 im Stromkreis der von der Differenz von Band-und Haspelmotorgeschwindigkeit abhängigen Erregung 11 gekuppelt ist. Wenn der Strom nicht in weiten Grenzen geregelt werden braucht und auch keine besonders genaue Regelung gefordert wird, kann u. U. der Regler 8 zur Einstellung des Bandzuges genügen.
Die erfindungsgemässe Anordnung gestattet auch in besonders günstiger und einfacher Weise die Messung bzw. Anzeige des jeweiligen Bandzuges. Zu diesem Zweck genügt gegebenenfalls lediglich ein Mess-oder Anzeigegerät, das nur den Strom im Ankerkreis des Haspelmotors misst. Zur genaueren Messung empfiehlt sich jedoch ein Messgerät, das sowohl durch den Haspelmotorstrom als auch durch den von Bunddurehmesser abhängigen Erregerstrom der Leonard-Dynamo beeinflusst ist. Wird nur der Strom des Haspelmotors gemessen, so erhält man wohl einen gewissen Richtwert für die Zugkraft, es wird aber nicht deren wirklicher Verlauf bei veränderlichem Bunddurehmesser angezeigt, sondern eigentlich das vom Haspelmotor ausgeübte Drehmoment.
Erst dadurch, dass noch ein der Vergrösserung des Bunddurchmessers proportionaler Wert von dem dem Motorstrom entsprechenden Messwert abgezogen wird, wie er eben dem Strom in der Erregung 11 entspricht, bekommt man die dem vergrösserten Durchmesser entsprechende Zugkraft, also die tatsächliche Zugkraft im Bande. Ein Messgerät, das in dieser Weise die Zugkraft misst, ist in Fig. 1 mit 18 bezeichnet. Es kann z. B. ein Drehspulenmessinstrument sein, das zwei einander entgegenwirkende Spulen 19 und 20 besitzt, von denen die eine proportional dem Haspelmotorstrom, die andere proportional dem Strom in der Erregung 11 erregt ist.
In Fällen, in denen die Bandgeschwindigkeit stark veränderlich und eine grössere Genauigkeit im selbsttätigen Arbeiten der Anlage erwünscht ist, kann die Anordnung nach Fig. 2 angewendet werden. Bei dieser entspricht der Strom in der Erregerwicklung 11 dem Quotienten aus der Differenz zwischen Band-und Haspelmotorgesehwindigkeit einerseits und der Haspelmotorgeschwindigkeit anderseits. Der vom Bunddurehmesser abhängige Erregerstrom in der Wicklung 11 wird hier von einer
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EMI3.1
beim Abhaspeln oder beim Einziehen des Bandes am Beginn des Walzens erwünscht ist. Wird der Hebel 31 in den Schlitz 33 gebracht, so wird der Motorstromkreis mittels der Kontakte 38 und 42 ge- schlossen, die Erregungen 10 und 11 der Leonard-Dynamo bleiben ausgeschaltet.
Die Leonard-Dynamo wird in diesem Fall nur durch Umkehren bzw. Änderung der Grösse der Erregung 9 gesteuert, eine selbst- tätige Regelung liegt dann nicht vor.
Der erfindungsgemäss verwendete Steuerbock hat neben seiner Einfachheit den Vorteil, dass er den Zusammenhang der Schaltvorgänge in sinnfälliger Weise wiedergibt, zugleich aber auch deren richtige Aufeinanderfolge eindeutig festgelegt ist, ohne dass Verriegelungen vorgesehen werden müssen.
Die Erfindung ist nicht auf die gezeichneten Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie kann auch in anderer Weise verwirklicht werden, wesentlich ist nur, dass die Regelung des Bandzuges im wesent- lichen durch Veränderung des Haspelmotorstromes entsprechend dem Bunddurchmesser auf dem
Haspel erfolgt und das Feld des Haspelmotors hiebei nicht oder mindestens nicht in weiten Grenzen verändert werden braucht.
Die Erfindung ist naturgemäss auch anwendbar, wenn z. B. jeweils nur der Aufhaspelmotor selbsttätig geregelt werden soll und der Abhaspelmotor keine oder nur eine gröbere Regelung hat. Die
Erfindung ist überall anzuwenden, wo es darauf ankommt, trotz Änderung des Aufwickeldurchmessers den Bandzug selbsttätig auf einen bestimmten Wert zu halten, also z. B. auch auf dem Papier- masehinengebiet.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektromotorischer Antrieb für Aufwickelvorrichtungen, insbesondere für Haspel von Bandwalzwerken, mit selbsttätiger Zugregelung durch selbsttätige Veränderung des Ankerstromes des Motors, dadurch gekennzeichnet, dass die den Haspelmotor speisende Leonard-Dynamo neben der an sich bekannten einstellbaren Fremderregung eine Erregung in Abhängigkeit von der Differenz von Bandgeschwindigkeit und Haspelmotorgeschwindigkeit bzw. von dem Quotienten aus der Differenz zwischen Band-und Haspelmotorgeschwindigkeit einerseits und der Haspelmotorgeschwindigkeit anderseits besitzt.