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Aufwickelvorrichtung für durchlaufendes Gut Die Erfindung betrifft
eine Aufwickelvorrichtung für durchlaufendes Gut, die von einem Gleichstrom-Nebenschlußmotor
angetrieben wird, dessen Ankerstrom durch eine auf die Anker-Speisespannung einwirkende
Ankerstrom-Regeleinrichtung auf einem konstanten, einstellbaren, den Wickelzug bestimmenden
Wert gehalten wird und dessen Ankerspannung durch Verstellen des Feldstromes mittels
einer Ankerspannungs-Regeleinrichtung auf einen von einer Gleichstrom-Tachometermaschine
gelieferten Spannungssollwert geregelt wird, deren Drehzahl der Geschwindigkeit
des Wickelgutes proportial ist.
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Es ist bekannt, solche Aufwickelvorrichtungen auf konstanten Zug
des Wickelgutes zu regeln, während die Geschwindigkeit des Wickelgutes von den vorgeschalteten
Einrichtungen, wie Walzen, Kalandern, Schneidemaschinen u. dgl., vorgegeben wird.
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Nun hat es sich aber gezeigt, daß wegen mancherlei Einflüssen, wie
z. B. Reibungskoeffizient und Elastizität des Wickelgutes, eine Regelung auf konstanten
Zug gar nicht immer günstig ist, daß es vielmehr oft viel besser ist, das Gut bei
kleinem Durchmesser des Wickels mit starkem Zug aufzuwickeln und den Zug mit steigendem
Durchmesser allmählich abnehmen zu lassen.
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Es ist bereits eine Aufwickelvorrichtung für durchlaufendes Gut,
die von einem Gleichstromnebenschlußmotor angetrieben wird, bekannt, bei der der
Wickelzug mit steigendem Wickeldurchmesser selbsttätig geändert wird. Bei der bekannten
Aufwickelvorrichtung wird der Anker des Gleichstrom-Nebenschlußmotors von einem
Leonard-Generator gespeist, der mit einer der Geschwindigkeit des Wickelgutes proportionalen
Drehzahl angetrieben wird. Es ist dort ferner eine Ankerstrom-Regeleinrichtung,
die den Wickelzug bestimmt, vorhanden, die über einen motorisch angetriebenen, kombinierten
Generator-Motorfeldsteller auf die Erregerfelder des Leonard-Generators und des
Motors jeweils nacheinander einwirkt. Zur selbsttätigen Anderung des Wickelzuges
erhält das Ankersteuerrelais der Ankerstrom-Regeleinrichtung außer den beiden Erregerwicklungen
für den Istwert und den Sollwert des Ankerstromes eine vom Feldstrom des Gleichstrom-Nebenschlußmotors
oder einem Zweigstrom hierzu durchflossene Hilfswicklung.
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Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine selbsttätige
Änderung des Wickelzuges mit steigendem Wickeldurchmesser bei Aufwickelvorrichtungen
der eingangs genannten Art, nämlich bei Aufwickelvorrichtungen mit auf die Anker-Speisespannung
einwirkender Ankerstrom-Regeleinrichtung und mit auf den Feldstrom einwirkender
Ankerspannungs-Regeleinrichtung, vorzusehen.
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Die Erfindung löst die Aufgabe dadurch, daß die Gleichstrom-Tachometermaschine
als fremderregte Maschine ausgebildet und mit einer Erregerspannung erregt ist,
die je nach der gewünschten Anderungsrichtung des Wickelzuges aus der Summe oder
der Differenz einer konstanten und einer dem Feldstrom proportionalen Spannung gebildet
ist.
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Der Sollwert für die Ankerspannung wird also nicht allein von der
Geschwindigkeit des Wickelgutes, sondern zusätzlich vom Feldstrom hergeleitet.
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Nimmt man nämlich einmal an, daß die Geschwindigkeit des Wickelgutes
konstant ist, so würde nach der bekannten Regelung auf konstanten Zug die Ankerspannung
ebenfalls auf einen konstanten Wert geregelt, und zwar dadurch, daß mit steigendem
Wickeldurchmesser, also fallender Drehzahl, der Feldstrom verstärkt würde; bei Vernachlässigung
der Eisensättigung müßte der Feld strom genau proportional dem Wickeldurchmesser
sein. Man kann nun die Zugkraft mit steigendem Durchmesser dadurch verringern, daß
man die Ankerspannung auf einen mit steigendem Feldstrom fallenden Wert regelt.
Der Tatsache, daß bei kleinerem Sollwert für die Ankerspannung der Feldstrom ebenfalls
auf einen kleineren Wert geregelt wird, daß also die zusätzliche Beeinflussung der
Ankerspannung nicht rückwirkungsfrei erfolgt, kann man durch entsprechende Bemessung
des Einflusses des Feldstromes auf den Sollwert der Ankerspannungsregelung Rechnung
tragen.
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Die Beeinflussung der Ankerspannungsregelung durch den Feldstrom
könnte am einfachsten dadurch erfolgen, daß eine der Geschwindigkeit des Wickelgutes
proportionale Gleichspannung und eine dem Feldstrom des Antriebsmotors proportionale
Gleichspannung mit geeigneten Vorzeichen addiert werden
und die
Summe als Sollwert für die Spannung des Antriebsmotors dient. Die geschwindigkeitsproportionale
Gleichspannung kann z. B. die Spannung der Tachometermaschine sein, die an einem
vorgeschalteten Walzwerk, Kalander, einer Schneidemaschine od. dgl. sitzt, oder
die von einer eigenen mitlaufenden Walze oder einer Umlenkrolle angetrieben wird.
Eine solche Anordnung hätte aber den Nachteil, daß die eingeregelte Zugkraft von
der Geschwindigkeit des Wickelgutes abhinge, da nur der eine Sollwertanteil für
die Ankerspannungsregelung in der gewünschten Weise der Geschwindigkeit proportional
wäre, der andere aber nicht. Wird die Wickelgeschwindigkeit mit einer fremderregten,
ungesättigten Gleichstrom-Tachometermaschine gemessen, so wird auch der zweite Sollwertanteil
dadurch der Geschwindigkeit proportional gemacht, daß an die Erregerwicklung der
Tachometermaschine die mit geeigneten Vorzeichen gebildete Summe aus einer konstanten
und einer dem Feldstrom des Antriebsmotors proportionalen Spannung gelegt und die
Ankerspannung der Tachometermaschine als Sollwert für die Spannungsregelung des
Antriebsmotors verwendet wird. Bei einer solchen Anordnung ist der Zug des Wickelgutes
unabhängig von der Geschwindigkeit und nur vom Durchmesser des Wickels abhängig.
Die Abhängigkeit der Zugkraft vom Wickeldurchmesser, die Wickelcharakteristik, läßt
sich durch- geeignete Bemessung des konstanten und des veränderlichen Anteiles des
Erregerstromes der Tachometermaschine in weiten Grenzen verändern.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Teill ist beispielsweise ein Walzwerk für ein band- oder folienförmiges Gut 2, das
mit der Wickelvorrichtung 3 aufgewickelt wird. Die Wickelvorrichtung 3 wird von
dem fremderregten Gleichstrom-Nebenschlußmotor 4 angetrieben, dessen Ankerstrom
über den Magnetverstärker 5 und dessen Feldstrom über den Magnetverstärker 6 dem
Drehstromnetz entnommen wird. Der Magnetverstärker5 regelt den Ankerstrom des Motors
4 in bekannter Weise auf einen konstanten, mit dem Sollwertpotentiometer 7 einstellbaren
Wert. Der Magnetverstärker 6 regelt den Strom durch die Erregerwicklung 8 des Motors
4 in der Weise, daß die Ankerspannung des Motors 4 bis auf die geringe, am Eingang
9 des Verstärkers 6 zum Durchsteuern erforderliche Spannung der Ankerspannung der
Gleichstrom-Tachometermaschine 10 gleich ist. Die Tachometermaschine 10 läuft mit
der Drehzahl des Walzwerks 1; sie könnte auch von einer Umlenkrolle angetrieben
werden, wodurch Ungenauigkeiten durch den Schlupf des Wickelgutes im Walzwerk vermieden
würden.
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Im Stromkreis der Erregerwicklung 11 der Tachometermaschine 10 wirkt
als treibende Spannung die Differenz zwischen einer an den Klemmen 12 des
Verstärkers
6 zur Verfügung stehenden konstanten Gleichspannung und einem mit dem Spannungsteiler
13 einstellbaren Anteil der Ausgangsspannung des Verstärkers 6, der dem Erregerstrom
des Motors 4 proportional ist, wenn man von Erwärmungseinflüssen absieht. Mit dem
Vorwiderstand 14 läßt sich der Erregerstrom der Tachometermaschine zusätzlich verändern.
Die an 13 abgegriffene Spannung muß kleiner sein als die Spannung bei 12. Dadurch,
daß die Differenz der beiden Spannungen auf die Erregerwicklung 11 gegeben wird,
erhält man eine mit steigendem Wickeldurchmesser fallende Wickelcharakteristik.
Wollte man ausnahmsweise eine steigende Wickelcharakteristik erzielen, so müßte
man die bei 13 abgegriffene Spannung mit umgekehrtem Vorzeichen in den Erregerstromkreis
für die Tachometermaschine 10 einfügen, d. h. die Summe aus den Spannungen bei 12
und 13 bilden. Das Maß des Fallens bzw. Steigens der Wickelcharakteristik läßt sich
mit Hilfe der Widerstände 14 und insbesondere 13 einstellen.
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An Stelle der Magnetverstärker 5 und 6 können auch elektronische
Verstärker, Leonard-Generatoren od. dgl., eingesetzt werden. Die Erfindung läßt
sich für alle Arten von durchlaufendem Gut, auch z.B. für Band-, Draht- oder Seilhaspeln,
verwenden.