DE1413778B2 - Vorrichtung zum Steuern und Regeln eines Elektromotors in Abhängigkeit von der Kantenabweichung einer Warenbahn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern und Regeln eines Elektromotors in Abhängigkeit von der Kantenabweichung einer Warenbahn beim Einlauf in Spannmaschinen unter Verwendung eines mit mindestens einem Potentiometer verbündenen Kantenabtastorgans, welches die Drehzahl des Verstellmotors, der als Gleichstrommotor ausgebildet ist, regelt.

Es ist eine Steuerung für die Einlaßwangen an Spannmaschinen bekannt, bei der ein regelbarer Motor angewendet wird,,der die Steuerung abhängig von der Größe der Kantenabweichung einer Warenbahn durchführt.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Reaktionsfähigkeit der Vorrichtung .zum Steuern und Regeln der Warenbahnkante beim Einlauf in eine Spannmaschine gegenüber dieser und-ähnlichen bekannten Einrichtungen zu steigern.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die vom Schleifer am Potentiometer abgenommene veränderliche Spannung über einen Spannungsteiler abfällt, die herabgeteilte Spannung an einem Punkt zwischen zwei Widerständen des Spannungsteilers zur Regelung des Verstellmotors abgenommen wird und der Punkt mit dem Schleifer über einen zum entsprechenden Teil des Spannungsteilers parallelliegenden Kondensator verbunden ist. Durch die erfindungsgemäße Anordnung des Kondensators ist es möglich, rasche Änderungen des Potentials am Schleifer in differenzierter Form auf die Basis des zu steuernden Transistors weiterzugeben, bevor diesen die volle Spannungsänderung vom Schleifer erreicht. Hierdurch wird dann ein schnelleres Anlaufen und auch ein schnelleres Bremsen der Verstelleinrichtung erreicht,' wobei der Kondensator wirkungsmäßig einen Momentankurzschluß erzielt.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß der Verstellmotor Teil eines Leonard-Satzes ist, wobei der Generator des Leonard-Satzes entsprechend seiner ausgangsseitigen Polarität den Verstellmotor bezüglich der Drehrichtung und entsprechend der ausgangsseitigen Spannüngshöhe be-. züglich der Drehzahl regelt.

Ein weiterer Vorschlag besteht darin, daß die vom Potentiometer über den Schleifer, den Spannungsteiler und den Kondensator kommende Regelspannung dem Verstellmotor bzw. der Feldwicklung des Generators des Leonard-Satzes über eine verschiedene Drehrichtungen des Verstellmotors bewirkende Schaltung aus Transistoren, Röhren, Magnetverstärkern od. ä. zugeführt wird.

Ein Ausführungsbeispiel ist auf der Zeichnung dargestellt, wobei im Hinblick auf klare Darstellung und auf die Möglichkeit der Gesamtfunktionsbeschreibung ein gesamtes Aggregat gezeigt ist. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 den mechanischen Aufbau der Vorrichtung, F i g. 2 die elektrische Schaltung der Vorrichtung, F i g. 3 a bis 3 c schematisch das elektrische Verhalten bei einer Abwanderung der Warenbahn.

Das Kantenabtastorgan 1 in F i g. 1, das an der Kante der Warenbahn 2 anliegt, ist über die Achse 3 mit dem Schleifer 4 des Potentiometers 5 verbunden. Die Feder 6, die einerseits an der Verlängerung 7 des Tastorgans 1 und andererseits an dem am Potentiometer befestigten Haltestab 8 eingehängt ist, drückt das Tastorgan immer leicht gegen die Warenkante. Das Potentiometer ist über den Bolzen 9 und den Tragarm 10 fest mit der Einlaß wange 11 des Spannrahmens verbunden. Die Einlaßwange 11 liegt mit den Rollen 12 auf der Tragschine 13 auf.

Die nicht aufgezeigten Anschlüsse des Potentiometers 5 stellen über ebenfalls in der F i g. 1 nicht enthaltene Leitungen eine elektrische Verbindung mit dem Steuergerät 14 her. Das Steuergerät 14 beliefert die Feldwicklungen des Gleichstromgenerators 15 mit Gleichstrom.

Der Drehstrommotor 16 ist mit dem Gleichstromgenerator 15 gekuppelt und treibt ihn an. Der Gleichstromgenerator 15 speist die Ankerwicklung des im folgenden mit Verstellmotor bezeichneten Gleichstrommotors 17, der mit dem Gleichstromgenerator 15 und dem Drehstrommotor 16 zu einem sogenannten Leonardsatz zusammengeschaltet ist. Der Verstellmotor 17 treibt über das Getriebe 18 das Ritzel 19 an und ist samt Getriebe 18 am Schwenkarm 20 befestigt, der seinerseits schwenkbar auf dem Bolzen 21 gelagert ist. Das Ritzel 19 greift in die Zahnstange 22, die mit der Tragschiene 13 fest verbunden ist, ein. Die Feder 23, die zwischen dem mit der Einlaßwange festen Haltebolzen 24 und dem Schwenkarm 20 gespannt ist, drückt das Ritzel 19 dauernd gegen die Zahnstange 22. Die soeben beschriebene Anordnung stellt die Verstelleinrichtung des Einführapparats dar. Bei Drehung des Motors 17 wird die Einlaßwange 11 in der einen oder anderen Richtung bewegt.

Das Potentiometer 5 in F i g. 2 wird vom Tastorgan 1 angetrieben. Es liegt mit seinen Endanschlüssen 26 und 27 am Plus-Pol 28 bzw. Minus-Pol 29. Die zwischen dem Plus-Pol 28 und dem Schleifer 4 des Potentiometers 5 abgegriffene Spannung gelangt an den Spannungsteiler, bestehend aus den Widerständen 30 und 31. Die im Punkt A abgenommene herabgeteilte Spannung am Widerstand 31 gelangt an den Transistor 32. In der Kollektorleitung des Transistors 32 liegt die Feldwicklung 33 des Gleichstromgenerators 15. Der Basisänschluß 35 des Transistors 36 ist über den Widerstand 37 mit dem Kollektoranschlüß 38 des Transistors 32 verbunden. Tn der Kollektorleitung des Transistors 36 liegt die für die andere Drehrichtung verantwortliche Feldspule 37 des Gleichstromgenerators 15. Die beiden Transistoren 32 und 36 sind derart elektrisch miteinander verbunden, daß ihre Stromdurchlässigkeit in der Emitter-Kollektor-Richtung gegensätzlich verläuft. Da nun der Strom durch den Transistor 32 mittels der Spannung am Widerstand 31 gesteuert werden kann, wird zwangläufig auch der Strom durch den Transistor 36 beeinflußt. Bei einem bestimmten Spannungswert am Widerstand 31 sind die Ströme durch die Transistoren 32 und 36 gleich groß; die Felder in den Erregerspulen 33 und 37 des Gleichstromgenerators 15 heben sich gegenseitig auf. In diesem Falle entsteht an den Ankerklemmen 38 und 39 des Generators 15 keine Spannung. Steigt die Spannung am Widerstand 31 höher an, so wird dadurch der Strom durch den Transistor 32 verstärkt und der Strom durch den Transistor 36 verringert. Damit herrscht das Feld der Feldspule 33 vor, und im Anker 39 des Gleichstromgenerators 15 wird eine Spannung erzeugt, deren Polarität an den Klemmen 38 und 39 für die Erregerspule 33 charakteristisch ist. Sinkt die Spannung am Widerstand 31, so verhalten sich die Ströme der Transistoren 32 und 36 umgekehrt und es tritt an den Klemmen 38 und 39 des Gleichstromgenerators 15

eine Spannung mit der umgekehrten Polarität auf. Die Ankeranschlußklemmen 38 und 39 des Gleichstromgenerators 15 sind mit den Ankeranschlußklemmen 40 und 41 des Verstellmotors 17 verbunden. Die Erregerspulen 43 und 44 des Verstellmotors 17 sind hintereinandergeschaltet und liegen an der Spannung zwischen den Polen 28 und 29. Der Gleichstromgenerator 15 wird mittels des Drehstrommotors " ' 16 mit einer konstanten Drehzahl angetrieben.

Der Verstellmotor 17 kann über geeignete in der Fig.2 nicht näher aufgezeigte mechanische Mittel die bei 46 angedeutete Halterung des Tastsystems in Richtung des Pfeils 47 hin- und herverstellen. Bei einer Lageänderung der Warenkante 48 bewegt sich der Verstellmotor 17 in der Weise, daß das Tastorgan 1 in bezug auf die Warenkante wieder seine ursprüngliche Lage einnimmt.

Erfindungsgemäß ist nun ein Kondensator 49 parallel zum Widerstand 30 geschaltet; dieser Kondensator 49 wirkt als Momentan-Kurzschluß, und diese Wirkung ist maßgeblich für die eingangs erwähnte, von der Erfindung angestrebte Verkürzung der Reaktionszeit.

Der Kondensator 49 bewirkt auch mit dem Widerstand 31 eine Differentiation der zwischen dem Schleifer 4 des Potentiometers 5 und dem Plus-Pol 28 liegenden Spannung. Eine plötzliche Spannungsänderung zwischen den beiden Punkten kommt dadurch nicht erst über den Spannungsteiler, bestehend aus Widerstand 30 und Widerstand 31, an die Basis des Transistors 32, sondern gelangt impulsmäßig über den Kondensator 49 unmittelbar und wegen der Momentan-Kurzschlußwirkung des Kondensators ungemindert an den Basisanschluß des Transistors 32. Gemäß der Zeitkonstante, die sich aus dem Kondensator 49 und den Widerständen 30 und 31 ergibt, klingt der durch den Kondensator 49 verursachte Spannungsimpuls alsdann wieder ab.

Die F i g. 3 c zeigt die Wirkung der Erfindung.

In F i g. 3 a ist das Verhalten der Schaltung beim Verlauf der Warenkante aufgezeigt. Auf der Warenkante 50 liegt der Tasthebel 51 auf. Der Pfeil 52 deutet die relative Bewegung des Tasthebels 51 in Längsrichtung der Warenbahn 53 an. Das Verstellgerät bewegt den Fühler in Richtung der Pfeile 54 und 65 quer zur Warenbahn.

F i g. 3 b zeigt das Verhalten der Spannung am Widerstand 31 der F i g. 2, ohne den Kondensator 49. F i g. 3 c zeigt die Steuerspannung für den Transistor 32, d. h. die Spannung am Widerstand 31 (F i g. 2), wobei der Kondensator 49 wirksam ist.

Vom Punkt 55 in F i g. 3 b an beginnt sich der Tasthebel 51 aus seiner Null-Lage zu bewegen und veranlaßt den Verstellmotor, daß er in der Richtung des Pfeiles 54 der Warenkante 50 nachgeführt wird. Bei Erreichen des Punktes 56 halten sich die Abwanderungsgeschwindigkeit der Warenkante 50 und die Verstellgeschwindigkeit, mit der der Tasthebel 51 senkrecht zur Warenbahn verstellt wird, die Waage. Vom Punkt 56 ab läuft damit, wie es aus der F i g. 3 b ersichtlich ist, der Tasthebel mit konstanter Geschwindigkeit der Warenkante 50 nach. Beim Erreichen des Punktes 57 wiederholt sich der gleiche Vorgang, jedoch in umgekehrter Reihenfolge. Ein ähnlicher Spannungsverlauf entsteht, wenn sich die Warenkante in die entgegengesetzte Richtung, wie z. B. von Punkt 58 ab bewegt. Eine Spannungshöhe gemäß dem Punkt 59 in F i g. 3 b entspricht der Null-Lage des ganzen Systems, in der keine. Verstellung erfolgt. Eine Erniedrigung der Spannung erzeugt eine Bewegungsrichtung gemäß dem :Pfeil.54, F i g. 3 a. Eine Erhöhung der Spannung verursacht eine Verstellbewegung in Richtung des Pfeils 65. .

F i g. 3 c zeigt wiederum die Spannung am Widerstand 31 in F i g. 2 und veranschaulicht die Wirkung des Kondensators 49 in F i g. 2. Beim Beginn der Tasthebelbewegung in Punkt 55 verändert sich die Spannung an Widerstand 31 entgegen der Darstellung F i g. 3 b wesentlich mehr, als es für die Erzielung der notwendigen Verstellgeschwindigkeit notwendig wäre. Dadurch erreicht man ein bedeutend schnelleres Anlaufen des Verstellmotors, und die Zeit, in der die notwendige Verstellgeschwindigkeit erreicht wird, kann um den Betrag 61 verringert werden. Das Verhalten im Punkt 62 gemäß F i g. 3 c zeigt, daß die Steuerspannung beim Erreichen des Punktes 62 nicht nur wie in F i g. 3 b langsam abnimmt und auf ihren Ausgangswert geht, sondern für eine kurze Zeit sogar unter den Ausgangswert sinkt und damit die umgekehrte Drehrichtung steuert. Selbstverständlich muß die Zeitkonstante zwischen den Bauelementen, Kondensator 49, Widerstände 30 und 31, so gewählt werden, daß der Impuls 63 in F i g. 3 c gerade dann abgeklungen ist, wenn der Verstellmotor stillsteht. Vor allem die Größe des Kondensators 49 ist so zu wählen, daß sich das System bei einer erfolgten äußeren Störung aperiodisch auf den neuen Zustand einstellt.

An Stelle von Transistoren können auch andere Verstärkerelemente wie Röhren, Magnetverstärker u. ä. verwendet werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Steuern und Regeln eines Elektromotors in Abhängigkeit von der Kantenabweichung einer Warenbahn beim Einlauf in Spannmaschinen unter Verwendung eines mit mindestens einem Potentiometer verbundenen Kantenabtastorgans, welches die Drehzahl des Verstellmotors, der als Gleichstrommotor ausgebildet ist, regelt, dadurchgekennzeichn e t, daß die vom Schleifer (4) am Potentiometer (5) abgenommene veränderliche Spannung über einen Spannungsteiler (30, 31) abfällt, die herabgeteilte Spannung an einem Punkt (A) zwischen zwei Widerständen (30, 31) des Spannungsteilers zur Regelung des Verstellmotors (17) abgenommen wird und der Punkt (A) mit dem Schleifer (4) über einen zum entsprechenden Teil des Spannungsteilers parallelliegenden Kondensator (49) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellmotor (17) Teil eines Leonardsatzes (15, 16, 17) ist, wobei der Generator (15) des Leonardsatzes entsprechend seiner ausgangsseitigen Polarität den Motor (17) bezüglich der Drehrichtung, und entsprechend der ausgangsseitigen Spannungshöhe bezüglich der Drehzahl regelt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Potentiometer (5) über den Schleifer (4), den Spannungsteiler (30, 31) und den Kondensator (49) kommende Regelspannung dem Verstellmotor (17)

bzw. der Feldwicklung (33, 37) des Generators (15) des Leonardsatzes über eine verschiedene Drehrichtungen des Verstellmotors (17) bewirkende Schaltung aus Transistoren, Röhren, Magnetverstärkern od. ä. zugeführt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen