DE1266390B - Winding device for goods passing through - Google Patents

Description

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.Winding device for passing material The invention relates to a rewinder for continuous material driven by a direct current shunt motor is driven, whose armature current is driven by an acting on the armature supply voltage Armature current control device on a constant, adjustable, the winding tension determining Value is held and its armature voltage by adjusting the field current by means of an armature voltage regulating device to one of a direct current tachometer machine supplied voltage setpoint is regulated, the speed of which the speed of the winding material is proportional.

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. It is known to keep such winders on constant tension to regulate the winding material, while the speed of the winding material from the upstream Devices such as rollers, calenders, cutting machines and the like., Is given.

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. But it has now been shown that due to various influences, such as z. B. Coefficient of friction and elasticity of the winding material, a regulation on constant Zug is not always cheap, in fact, it is often much better to buy the goods at Wind up the small diameter of the coil with strong tension and the tension with increasing Gradually decrease in diameter.

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. There is already a winding device for goods passing through, which is driven by a DC shunt motor, known in which the Winding tension is changed automatically with increasing winding diameter. With the well-known The winder becomes the armature of the DC shunt motor of a Leonard generator fed with a speed proportional to the winding material Speed is driven. There is also an armature current control device, which determines the winding train, which are combined via a motor-driven one Generator motor field actuator on the excitation fields of the Leonard generator and the Motor acts one after the other. For automatic change of the winding tension receives the armature control relay of the armature current regulator apart from the two excitation windings for the actual value and the setpoint of the armature current one of the field current of the direct current shunt motor or a branch current through which the auxiliary winding flows.

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. The invention is based on the object of an automatic Change of the winding tension with increasing winding diameter with rewinding devices of the type mentioned at the beginning, namely in the case of winding devices with the armature supply voltage acting armature current control device and acting on the field current Armature voltage regulating device to be provided.

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. The invention solves the problem in that the direct current tachometer machine is designed as an externally excited machine and is excited with an excitation voltage, depending on the desired direction of change of the winding tension from the sum or the difference between a constant voltage and a voltage proportional to the field current is.

Der Sollwert für die Ankerspannung wird also nicht allein von der Geschwindigkeit des Wickelgutes, sondern zusätzlich vom Feldstrom hergeleitet. The nominal value for the armature voltage is therefore not only determined by the Speed of the winding material, but also derived from the field current.

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. If one assumes that the speed of the winding material is constant, the armature voltage would be constant tension according to the known regulation also regulated to a constant value, namely that with increasing Winding diameter, so decreasing speed, the field current would be amplified; if neglected the iron saturation, the field current would have to be exactly proportional to the winding diameter be. You can now reduce the tensile force with increasing diameter in that the armature voltage is regulated to a value that decreases with increasing field current. The fact that with a smaller nominal value for the armature voltage, the field current also is regulated to a smaller value, so that the additional influencing of the Armature voltage is not free of retroactive effects, can be determined by appropriate dimensioning the influence of the field current on the setpoint of the armature voltage regulation wear.

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. The influence of the armature voltage regulation by the field current could be done most easily by one of the speed of the winding material proportional DC voltage and one proportional to the field current of the drive motor DC voltage can be added with a suitable sign and the Sum serves as the setpoint for the voltage of the drive motor. The speed proportional DC voltage can e.g. B. be the voltage of the speedometer machine, which is on a upstream rolling mill, calender, a cutting machine or the like. Or which is driven by its own rotating roller or a pulley. Such an arrangement would have the disadvantage that the regulated tensile force of would depend on the speed of the winding material, since only the one setpoint component for the armature voltage regulation is proportional to the speed in the desired manner would be, but the other would not. Is the winding speed with an externally excited, unsaturated DC tachometer machine is measured, the second setpoint component is also measured thereby made the speed proportional that to the excitation winding of the Tachometer machine the sum formed with a suitable sign from a constant and a voltage proportional to the field current of the drive motor and the Armature voltage of the tachometer machine as setpoint for the voltage regulation of the Drive motor is used. With such an arrangement, the tension of the winding material is independent of the speed and only dependent on the diameter of the roll. The dependence of the tensile force on the winding diameter, the winding characteristics, can through suitable dimensioning of the constant and the variable portion of the Change the excitation current of the tachometer machine within wide limits.

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. An embodiment of the invention is shown in the drawing. Part is, for example, a rolling mill for a strip or film-shaped material 2, which is wound with the winding device 3. The winding device 3 is of the separately excited direct current shunt motor 4 driven whose armature current the magnetic amplifier 5 and its field current through the magnetic amplifier 6 dem Three-phase network is taken. The magnetic amplifier5 regulates the armature current of the motor 4 in a known manner to a constant, adjustable with the setpoint potentiometer 7 Value. The magnetic amplifier 6 regulates the current through the field winding 8 of the motor 4 in such a way that the armature voltage of the motor 4 except for the low one at the input 9 of the amplifier 6 for controlling required voltage of the armature voltage DC tachometer machine 10 is the same. The tachometer machine 10 also runs the speed of rotation of the rolling mill 1; it could also be driven by a pulley , whereby inaccuracies due to the slip of the winding material in the rolling mill are avoided would.

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. In the circuit of the excitation winding 11 of the tachometer machine 10 acts as the driving voltage, the difference between one at terminals 12 of the Amplifier 6 available constant DC voltage and one with the voltage divider 13 adjustable proportion of the output voltage of the amplifier 6, the excitation current of the motor 4 is proportional if one disregards the effects of heating. With the Series resistor 14 can also change the excitation current of the tachometer machine. The voltage tapped at 13 must be smaller than the voltage at 12. This means that the difference between the two voltages is given to the excitation winding 11, a winding characteristic that decreases with increasing winding diameter is obtained. If you wanted to achieve an increasing winding characteristic as an exception, you would have to the voltage tapped at 13 is fed into the excitation circuit with the opposite sign insert for the tachometer machine 10, d. H. the sum of the tensions at 12 and 13 form. The degree of falling or rising of the winding characteristic can be set with the help of the resistors 14 and especially 13.

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. Instead of the magnetic amplifiers 5 and 6, electronic Amplifiers, Leonard generators or the like. Can be used. The invention leaves suitable for all types of goods passing through, also e.g. for tape, wire or rope reels, use.

Claims (1)

Patentanspruch: 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 proportional ist, dadurch gekennzeichn e t, daß zur selbsttätigen Änderung des Wickelzuges mit steigendem Wickeldurchmesser 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 des Wickelmotors proportionalen Spannung gebildet ist. Claim: winding device for goods passing through, the is driven by a direct current shunt motor, the armature current through an armature current control device acting on the armature supply voltage on a constant, adjustable value, which determines the winding tension, is maintained and its Armature voltage by adjusting the field current by means of an armature voltage control device to a voltage setpoint supplied by a DC tachometer machine is regulated, the speed of which is proportional to the speed of the winding material, characterized in that the winding tension changes automatically with increasing Winding diameter the DC tachometer machine is designed as an externally excited machine and is excited with an excitation voltage which depends on the desired direction of change of the winding tension from the sum or the difference of a constant and a dem Field current of the winding motor proportional voltage is formed. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 835 316, 970 572; deutsche Auslegeschrift Nr. 1 100 151; britische Patentschrift Nr. 554 650; »Machine Design«, 29. Oktober 1959, S. 128, 129. Considered publications: German Patent Specifications No. 835 316, 970 572; German Auslegeschrift No. 1 100 151; British patent specification No. 554 650; "Machine Design", October 29, 1959, pp. 128, 129.