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Verfahren zur Aufrechterhaltung eines vorgegebenen konstanten Zuges
einer aufzuwickelnden Bahn, insbesondere einer Papierbahn.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Sufrechterhaltung
eines vorgegebenen konstanten Zuges einer aufzuwickelnden Bahn, insbesondere einer
Papierbahn, während der Uebernahme eines auf einem Tragwalzenroller angewickelten
Tambours durch einen Elektrowickler, wobei zunächst die Geschwindigkeit des Elektrowicklers
mittels Drehzahlsteuerung der des Tambours angeglichen wird und anschließend beide
miteinander gekuppelt werden.
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In der Papierindustrie werden zum Aufwickeln der Papierbahn am Ende
des Herstellungs- oder Bearbeitungsvorganges sogenannte Allwickler verwendet, die
eine Kombination eines Tragwalzenrollers mit einem Elektrowickler darstellen. Die
Vorteile des Allwicklers liegen in der schonenden Behandlung des Papiers, verbunden
mit dem leichten und schnellen suffuhren auf den Tambour. Außerdem ergibt das Anwickeln
auf dem Tragwalzenroller feste Kerne. Bei derartigen Aufwickelvorrichtungen erhalten
die Tragwalze und die Wickelachse je einen getrennten Antrieb. Der Tambour wird
normalerweise auf der ragwalse liegend angewickelt. Nachdem
sich
ein Kern gebildet hat, wird dann der Antrieb der Wickelachse eingeschaltet, der
Tambour von der Tragwalze abgehoben und als Achswickler fertiggewickelt. Das Prinzip
eines solchen Allwicklers ist in Fig. 1 dargestellt, in der mit M1 der Antriebsmotor
der Tragwalze Tr, mit M2 der Antriebsmotor der Wickelachse Wi und mit Ta der Tambour
bezeichnet sind. Der Tambour Ta ist in drei Stellungen gezeigt, und zwar (von rechts
nach links) während des Anwickelns auf der Tragwalze (lnfangsstellung), in einer
Zwischenstellung und schließlich während des Fertigwickelns als Achswickler (Endstellung).
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Von den Antrieben wird hierbei ein Aufwickeln der Papierbahn mit konstantem
Zug gefordert. Diese Forderung läßt sich mit Hilfe geeigneter, an sich bekannter,
Steuer- oder Regeleinrichtungen sowohl beim reinen Tragwalzenbetrieb als auch beim
reinen ichswickelbetrieb ohne weiteres verwirklichen. Schwierigkeiten hinsichtlich
der Aufrechterhaltung eines konstanten Zuges ergeben sich jedoch während des ueberganges
von der einen auf die andere Betriebsart. Zunächst muß der Elettrowicklermotor hochgefahren
und mit der Drehzahl des Tambours synchronisiert werden. Bei Ubereinstimmung der
Drehzahlen werden dann beide miteinander gekuppelt. Schaltet man jetzt den vorgegebenen
Zug-Sollwert in voller Höhe auf den Elektrowickler, so würde - da der entsprechende
Istwert noch Null ist - ein starker Stoß entstehen, der gegebenenfalls zum Reißen
der Papierbahn führen kann.
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Der Erfindung liegt die rufgabe zugrunde, für Aufwickeleinrichtungen
der beschriebenen Art ein Verfahren zu schaffen, sowie eine Schaltungsanordnung
zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, die auch während der Übernahme eines
auf einem Tragwalzenroller angewickelten Tambours durch einen Elektrowickler die
Aufrechterhaltung eines vorgegebenen konstanten Zuges einer aufzuwickelnden Bahn
gewährleisten.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in Abhängigteit
vom Kupplungsvorgang der Elektrowickler selbsttätig von Drehzahlsteuerung auf Zugregelung
umgeschaltet wird und die Ubernahme des Zuges auf rein elektrischem Wege derart
erfolgt, daß der von dem Elektrowickler auf die Bahn ausgeübte Zug in dew gleichen
XaBe auf einen vorgegebenen Wert ansteigt wie derjenige des Tragwalzenrollers von
dem vorgegebenen Wert abnimmt. Durch die allmählich erfolgende Ubernah e des Zuges
durch den Elektrowickler werden die eingangs erwähnten Schwierigkeiten vermieden,
die bisher beim Ubergang von der Regeleinrichtung des Tragwalzenrollers auf die
des Elektrowicklers auftreten.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann der Regelvorgang für
die Zugübernahme dadurch eingeleitet werden, daß in Abhängigkeit vom Kupplungsvorgang
eine Schalteinrichtung betätigt wird, welche die Zugregeleinrichtung des Elektrowicklers
an die zum Betrieb erforderliche konstante Gleichspannung legt.
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Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist einem als Sollwerteinsteller
für den Zug des Elektrowicklers dienenden Potentiometer eine Integriereinrichtung,
insbesondere ein RC-Glied nachgeschaltet. Der Regelkreis ist derart aufgebaut, daß
der langsam - entsprechend der sich am Kondensator des HC-Gliedes bildenden Spannung
- ansteigende Zug-Sollwert bis zum Erreichen seiner vorgegebenen Größe gleiahzeitig
die-ßegeleinrichtung des Elektrowicklers im bandzugerhöhenden und die Regeleinrichtung
des Tragwalzen rollers im bandzugvermindernden Sinne beeinflußt. Durch entsprechende
Dimensionierung des SC-Gliedes läßt sich hierbei der zeitliche Anstieg des Zug-Sollwertes
den jeweils geforderten Verhältnissen anpassen. Die aus dem langsam ansteigenden
Zug-Sollwert und dem über den Ankerstrom des Elektrowicklermotors erfaßten Zug-Istwert
gebildete
Regelabweichung steuert dann das Feld des Elektrowicklermotors.
Enthält der Wickelantrieb einen Zusatzgenerator in Reihe mit dem Elektrowicklermotor,
so erfolgt die Regelung für den Zug des Elektrowicklers über den Zusatzgenerator.
In diesem Fall würde die Regelabweichung das Feld des Zusatzgenerators beeinflussen,
während das Feld des Elektrowicklermotors lediglich entsprechend der sich ändernden
Wickeldrehzahl nachgeführt wird. Um nun gleichzeitig die Regeleinrichtung des Tragwalzenrollers
im bandzugvermindernden Sinne zu beeinflussen, ist ein dem eingestellten Sollwert
für den Zug des Tragwalzenrollers entsprechender Teilbetrag des für den Elektrowickler
vorgegebenen Zug-Sollwertes zusammen mit dem über den inkerstrom des Tragwalzenmotors
erfaßten Zug-Istwert dem Zug-Sollwert des Tragwalzenrollers entgegengeschaltet.
Die derart gebildete Regelabweichung steuert dann das Feld des Tragwalzenmotors.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile sowie die Wirkungsweise ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispieles
der Erfindung.
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In dem Ausführungsbeispiel ist der Antriebamotor der Tragwalze als
Gleichstrommotor 1 mit fremderregter Feldwicklung 2 ausgeführt. ils Intriebsiotor
für den Elektrowickler dient ein Gleichstronotor 3 mit fremderregter Feldwicklung
4. Die Gleichstronotoren erhalten ihre inkerspannung beispielsweise vom Leonard-Umformer
eines Mehrmotorenantriebes. Die für den Betrieb der Regeleinrichtungen erforderliche
konstante Gleichspannung wird über Klemmen 5, 6 zugeführt. Das Einstellen des Bandzuges
und der Drehzahl erfolgt bei beiden Motoren durch Änderung ihrer Erregung in den
Feldwicklungen 2 bzw. 4. Der iufwickelvorgang verläuft nun folgendermaßen ; Zu Beginn,
d.h. beim Anwickeln des auf der Tragwalze liegenden und durch Unfangsreibung mitgenommenen
Tambours wird zunächst der Zug des Tragwalzenrollers (Gleichstrommotor 1) geregelt.
Durch Einstellen
eines an der konstanten Gleichspannung liegenden
Potentiometers 7 wird ein Sollwert für den Zug des Tragwalzenrollers vorgegeben.
Der Abgriff 8 des Potentiometers 7 ist mit dem Abgriff 10 eines zweiten Potentiometers
9 derart mechanisch verbunden, daß bei Verstellung des Potentiometers 7 der Abgriff
10 des Potentiometers 9 im gleichen Sinne und um den gleichen Betrag verstellt wird.
Die Funktion des Potentiometers 9 wird später noch erläutert. Der Zug-Istwert wird
über einen im Änkerkreis des Gleichstrommotors 1 liegenden Widerstand 11 erfaßt
und dem Zug-Sollwert entgegengeschaltet. Damit der Istwert in der richtigen Polarität
dem Sollwert entgegengeschaltet werden kann, wird seine Polarität im Verstärker
12 umgekehrt. Die Differenzspannung steuert dann über einen Verstärker 13 das Feld
2 des Gleichstrommotors 1.
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Hat der Tambour einen vorbestimmten Durchmesser erreicht, so wird
der Antrieb des Elektrowicklers eingeschaltet. Der Gleichstrommotor 3 wird mittels
Drehzahlsteuerung hochgefahren und durch eine nicht dargestellte Einrichtung mit
der Drehzahl des Tambours synchronisiert und anschließend mit diesem gekuppelt.
Dabei wird der Elektrowickler automatisch von Drehzahlsteuerung auf Zugregelung
umgeschaltet, indem eine in Abhängigkeit vom Kupplungsvorgang betätigte Schalteinrichtung
14 das als Sollwerteinsteller für den Zug des Elektrowicklers dienende Potentiometer
15 über die Klemmen 5, 6 an die erforderliche konstante Gleichspannung legt. Der
Zug-Istwert wird auch hier über einen im anker kreis des Gleichstrommotors 3 liegenden
Widerstand 18 erfaßt und nach Umkehrung seiner Polarität im Verstärker 19 dem Zug-Sollwert
entgegengeschaltet. Die Differenzspannung steuert dann über einen Verstärker 20
das Feld 4 des Gleichstrommotors 3. Ein Kondensator 16, der zusammen mit einem Widerstand
17 das RC-Glied bildet, läßt das Potential, das den Sollwert vorgibt, nur langsam
auf den am Potentiometer 15 vorgegebenen Wert ansteigen. Entsprechend ni=t der
Strom
im Ankerkreis des Gleichstrommotors 3 und damit der von dem Elektrowickler auf die
Bahn ausgeübte Zug allmählich zu. Der Tragwalzenroller wird dadurch entlastet, d.h.
sein Zug-Istwert nimmt ab. Da der am Potentiometer 7 vorgegebene Zug-Sollwert noch
immer in voller Höhe ansteht, würde der Tragwalzenroller beschleunigt werden. Da
aber die aufzuwickelnde Bahn wegen der dadurch erzielten besseren Führung auch nach
der Übernahme des Tambours durch den Elektrowickler, wie Fig. 1 erkenaen läßt, noch
über die sich drehende Tragwalze geleitet, d.h. durch Umfangsreibung von dieser
mitgenommen wird, müssen die UmSangsgeschwindigkeiten von Tragwalze und Elektrowickler
übereinstimmen. Um eine unerwüLschte Beschleunigung zu verhindern, wird daher zusätzlich
über das Potentiometer 9 in dem Regelkreis des Tragwalzenrollers ein Zug-Istwert
vorgetäuscht, der von dem langsam ansteigenden Zug-Sollwert des Elektrowicklers
abgenommen wird. Die Größe des vorgetäuschten Zug-Istwertes ist hierbei außerdem
abhängig von der Größe des am Potentiometer 7 eingestellten Zug-Sollwertes. Diese
ibhängigkeit wird durch die bereits erläuterte gleichzeitige Verstellung der Potentiometer
7 und 9 erreicht.
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6 Seiten Beschreibung 7 Ansprüche 1 Blatt Zeichnungen