DE1513331C - Einrichtung zum Aufrechterhalten eines vorgegebenen konstanten Zuges einer aufzu wickelnden Bahn, insbesondere einer Papier bahn - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Aufrechterhalten eines über Sollwertpotentiometer vorgegebenen konstanten Zuges einer aufzuwickelnden Bahn, insbesondere einer Papierbahn, während der Übernahme eines auf einem Tragwalzenroller angewickelten Tambours durch einen den Zug allmählich übernehmenden Elektrowickler, wobei zunächst die Geschwindigkeit des Elektrowicklers mittels Drehzahlsteuerung der des Tambours angeglichen wird und anschließend beide miteinander gekuppelt werden.

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 Aufführen auf den Tambour. Außerdem ergibt das Anwiekeln auf dem Tragwalzenroller feste Kerne. Bei derartigen Auf wickel vorrichtungen erhalten die Tragwalze und die Wickelachse je einen getrennten Antrieb. Der Tambour wird normalerweise auf der Tragwalze liegend anaewickelt. 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 Ml der Antriebsmotor der Tragwalze Tr, mit M 2 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 (Anfangsstellung), in einer Zwischenstellung und schließlich während des Fertigwickeins als Achswickler (Endstellung).

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 Achswickelbetrieb ohne weiteres verwirklichen. Schwierigkeiten hinsichtlich der Aufrechterhaltung eines konstanten Zuges ergeben sich jedoch während des Überganges von der einen auf die andere Betriebsart. Zunächst muß der Elektrowicklermotor hochgefahren und mit der Drehzahl des Tambours synchronisiert werden. Bei Übereinstimmung der Drehzahlen werden dann beide miteinander gekuppelt. Schaltet man jetzt den vorgegebenen Zug-Soliwert 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.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Aufwickeleinrichtungen der beschriebenen Art eine Einrichtung zu schaffen, die auch während der Übernahme eines auf einem Tragwalzenroller angewickelten Tambours durch einen Elektrowickler die Aufrechterhaltung eines vorgegebenen konstanten Zuges einer aufzuwickelnden Bahn gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfmdungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Schalteinrichtung vorgesehen ist, die in Abhängigkeit vom Kupplungsvorgang den Elektrowickler von Drehzahlsteuerung auf Zugregelung umschaltet und gleichzeitig den Regelvorgang für die Zugübernahme dadurch einleitet, daß sie das entsprechend dem vorgegebenen Zug eingestellte Sollwertpotentiometer des Elektrowicklers an die zum Betrieb erforderliche Gleichspannung legt, daß ferner dem Sollwertpotentiometer eine aus einem .RC-Glied bestehende Integriereinrichtung nachgeschaltet ist, deren langsam entsprechend der sich am Kondensator bildenden Spannung ansteigender Zug-Sollwert dem über den Ankerstrom des Elektrowicklermotors erfaßten Zug-Istwert entgegengeschaltet ist, daß gleichzeitig ein dem an dem Sollwertpotentiometer für den Zug des Tragwalzenrollers eingestellten Sollwert entsprechender Teilbetrag des von der Integriereinrichtung gelieferten Zug-Sollwertes zusammen mit dem über den Ankerstrom des Tragwalzenmotors erfaßten Zug-Istwert dem Zug-Sollwert des Tragwalzenrollers entgegengeschaltet ist.

Durch die auf rein elektrischem Wege allmählich erfolgende Übernahme des Zuges durch den Elektrowickler werden die eingangs erwähnten Schwierigkeiten vermieden, die bisher beim Übergang von der Regeleinrichtung des Tragwalzenroller auf die des Elektrowicklers auftreten. Durch entsprechende Dimensionierung des /?C-Gliedes läßt sich außerdem der zeitliche Anstieg des Zug-Sollwertes den jeweils geforderten Verhältnissen anpassen.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist mit dem Sollwertpotentiometer für den Zug des Tragwalzenrollers ein zweites, der Integriereinrichtung nachgeschaltetes Potentiometer derart mechanisch verbunden, daß bei Verstellung des Sollwertpotentiometers der Abgriff des Potentiometers im gleichen Sinne und um den gleichen Betrag verstellt wird.

Die aus dem langsam ansteigenden Zug-Sollwert und dem über den Ankerstrom des Elektrowicklermotors erfaßten Zug-Istwert gebildete Regelabweichung kann dann zur Steuerung des Feldes des Elektrowicklermotors dienen. 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. Die im Regelkreis des Tragwalzenmotors gebildete Regelabweichung kann zur Steuerung des Feldes des Tragwalzenmotors dienen.

In der nachfolgenden Beschreibung eines in Fi g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert.

In dem Ausführungsbeispiel ist der Antriebsmotor der Tragwalze als Gleichstrommotor 1 mit fremderregter Feldwicklung 2 ausgeführt. Als Antriebsmotor für den Elektrowickler dient ein Gleichstrommotor 3 mit fremderregter Feldwicklung 4. Die Gleichstrommotoren erhalten ihre Ankerspannung 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 Aufwickelvorgang verläuft nun folgendermaßen: Zu Beginn, d. h. beim Anwiekeln des auf der Tragwalze liegenden und durch Umfangsreibung mitgenommenen Tambours, wird zunächst der Zug des Tragwalzenrollers (Gleichstrommotor 1) geregelt. Durch Einstellen eines an der konstanten Gleichspannung liegenden Potentio-

meters 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 Ankerkreis 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.

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 Ankerkreis 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 ÄC-Glied bildet, läßt das Potential, das den Sollwert vorgibt, nur langsam auf den am Potentiometer 15 vorgegebenen Wert ansteigen. Entsprechend nimmt 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-Soliwert 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 F i g. 1 erkennen läßt, noch über die sich drehende Tragwalze geleitet, d. h. durch Umfangsreibung von dieser mitgenommen wird, müssen die Umfangsgeschwindigkeiten von Tragwalze und Elektrowickler übereinstimmen. Um eine unerwünschte 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 Abhängigkeit wird durch die bereits erläuterte gleichzeitige Verstellung der Potentiometer 7 und 9 erreicht.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Aufrechterhalten eines über Sollwertpotentiometer vorgegebenen konstanten Zuges einer aufzuwickelnden Bahn, insbesondere

" einer Papierbahn, während der Übernahme eines auf einem Tragwalzenroller angewickelten Tambours durch einen den Zug allmählich übernehmenden Elektrowickler, wobei zunächst die Geschwindigkeit des Elektrowicklers mittels Drehzahlsteuerung der des Tambours angeglichen wird und anschließend beide miteinander gekuppelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schalteinrichtung (14) vorgesehen ist, die in Abhängigkeit vom Kupplungsvorgang den Elektrowickler von Drehzahlsteuerung auf Zugregelung umschaltet und gleichzeitig den Regelvorgang für die Zugübernahme dadurch einleitet, daß sie das entsprechend dem vorgegebenen Zug eingestellte Sollwertpotentiometer (15) des Elektrowicklers an die zum Betrieb erforderliche Gleichspannung legt, daß ferner dem Sollwertpotentiometer (15) eine aus einem i?C-Glied (16, 17) bestehende Integriereinrichtung nachgeschaltet ist, deren langsam entsprechend der sich am Kondensator (16) bildenden Spannung ansteigender Zug-Sollwert dem über den Ankerstrom des Elektrowicklermotors (3) erfaßten Zug-Istwert entgegen geschaltet ist, daß gleichzeitig ein dem an dem Sollwertpotentiometer (7) für den Zug des Tragwalzenrollers eingestellten Sollwert entsprechender Teilbetrag des von der Integriereinrichtung (16, 17) gelieferten Zug-Sollwertes zusammen mit dem über den Ankerstrom des Tragwalzenmotors (1) erfaßten Zug-Istwert dem Zug-Sollwert des Tragwalzenrollers entgegen geschaltet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Sollwertpotentiometer (7) für den Zug des Tragwalzenrollers ein zweites, der Integriereinrichtung (16, 17) nachgeschaltetes Potentiometer (9) derart mechanisch verbunden ist, daß bei Verstellung des Sollwert-Potentiometers (7) der Abgriff (10) des Potentiometers (9) im gleichen Sinne und um den gleichen Betrag verstellt wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zug-Sollwert und der Zug-Istwert des Elektrowicklers einem Verstärker (20) zugeführt sind, der das Feld (4) des Elektrowicklermotors (3) oder das Feld eines in den Ankerkreis des Elektrowicklermotors (3) eingeschalteten Zusatzgenerators steuert.

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zug-Sollwert und der um den Betrag der am Potentiometer (9) abgegriffenen Spannung vergrößerte Zug-Istwert des Tragwalzenrollers (1) einem Verstärker (13) zugeführt sind, der das Feld (2) des Tragwalzenmotors (1) steuert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen