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Einrichtung zur Steuerung von Elektromotoren, insbesondere für Anstellmotoren
in Walzenstraßen Die Erfindung bezieht sich auf Anordnungen zur Steuerung von Elektromotoren,
insbesondere für Anstellvorrichtungen von Walzenstraßen. Diese Vorrichtungen haben
den Zweck, für ein bestimmtes Walzprogramm verschiedene während des Walzprozesses
einzustellende Walzenstellungen vorher abzustecken, so daß der zur Bewegung der
Walzen dienende Anstellmotor nach dem Einschalten durch einen beispielsweise handbedienten
Steuerschalter selbsttätig ausgeschaltet wird, wenn eine bestimmte, an der Anstellvorrichtung
eingestellte Walzenstellung erreicht ist. Die verschiedenen Steuervorgänge, insbesondere
das Abschalten und Abbremsen des Motors, werden dabei meist durch Steuerapparate
ausgelöst, die mit einer Reihe von Kontakten (Kontaktbahn) ausgerüstet sind, denen
gegenüber ein bewegliches Steuerglied, beispielsweise eine Kontaktbürste, beweglich
angeordnet ist. Das bewegliche Steuerglied ist unmittelbar oder mittelbar unter
Zwischenschaltung von Gleichlaufanordnungen mit dem Anstellmotor am Walzgerüst und
dadurch mit den Walzen selbst gekuppelt und. bewegt sich mit einer Geschwindigkeit,
die derjenig"n der Walzen proportional ist. Die von dem beweglichen Kontaktglied
der Anstellvorrichtung zurückgelegten Wege sind demnach ein Maß für die Bewegungen
der Walzen im Walzgerüst. Bringt man in der Kontaktbahn, über die das bewegliche
Steuerglied hinweggleitet, Steuerkontakte an, durch welche der Anstellmotor ein-
und ausgeschaltet oder umgeschaltet wird, so hängen die einzelnen Bewegungen der
gesteuerten Walzen von der Entfernung der Kontakte auf der Kontaktbahn ab-Bei derartigen
Steuereinrichtungen ergeben sich nun Schwierigkeiten, wenn die Walzenwährend eines
Walzprogramms nicht stets in der gleichen Richtung verstellt werden sollen, sondern
wenn der Abstand der Walzen während einer Anzahl von Stichen zunächst verringert
werden soll, dann bei Kaliberwechsel aber um ein bestimmtes Maß erweitert werden
und für die folgenden Stiche dann wieder schrittweise verringert werden muß. Diese
Steueraufgabe ist beispielsweise bei Blockstraßen gegeben, bei denen der Block nach
Ausführung einer gewissen Anzahl von Stichen gekantet wird, um dann ausgehend von
einer neuen Walzenstellung in einer Reihe von Stichen in einer der ersten Walzrichtung
senkrechten Richtung auf eine geringere Blockstärke heruntergewalzt zu werden. Wollte
man diesen Steuervorgang durch die vorstehend beschriebenen Kontakteinrichtungen
vornehmen, so müßte die. Kontaktbürste für die Walzeneinstellungen nach dem Kanten
in entgegengesetzter Richtung bewegt werden; sie würde dabei die rückwärts liegenden
Kontakte berühren und dadurch nicht erwünschte Steuervorgänge auslösen.
Erfindungsgemäß
werden diese Schwierigkeiten dadurch beseitigt, daß das bewegliche Glied der Steuereinrichtung,
beispielsweise der Kontaktarm eines Kontaktapparates, mit der zu steuernden Anstelleinrichtung
bzw.-dem zu steuernden Anstellmotor außer über die Gleichlaufeinrichtung noch über
ein Wechselgetriebe verbunden ist, durch dessen selbsttätige Umschaltung die Steuereinrichtung
unabhängig von der wechselnden Drehrichtung des zu steuernden Motors selbsttätig
in der gleichen Drehrichtung umläuft. Man kann dann die den einzelnen Stellungen
zugeordneten Steuerkontakte wie bei den bekannten Steuervorrichtungen in der Bewegungsrichtung
des Steuergliedes hintereinander anordnen _ und erreicht trotzdem, daß der zu steuernde
Motor; bei Walzenstraßen also der Anstellmotor, je nach dem gewünsch-' ten Bewegungsprogramm
nacheinander beliebig in der einen oder in der anderen Richtung umlaufen kann.
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Zum Antrieb der Steuervorrichtung bedient man sich zweckmäßig eines
Wechselgetriebes, das derart umschaltbar ist, daß die austreibende Welle stets in
der gleichen Richtung umläuft. Zum Umschalten können Magnetkupplungen verwendet
werden, welche abwechselnd ein- und ausgeschaltet werden, je nachdem der Verstellmotor
in der einen oder anderen Richtung eingeschaltet wird. Das Getriebe kann entweder
direkt mit dem Verstellmotor gekuppelt sein oder mit einem Hilfsmotor, der in an
sich bekannter Weise in Gleichlaufschältung mit einer der Umlaufsdrehzahl des Verstell
motors proportionalen Drehzahl umläuft.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
das sich auf eine Anstellvorrichtung für Walzenstraßen bezieht.
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Fig. i zeigt das Schaltungsschema für den Anstellmotor, bei Walzenstraßen
Anstellmotor genannt. In Fig. z ist die konstruktive Anordnung eines Wechselgetriebes
dargestellt, welches zwischen den Anstellmotor bzw. die Walzenoder einen finit diesen
gleichlaufenden Hilfsmotor und die Steuervorrichtung geschaltet ist.
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Der Anstellmotor i (Fig. i) ist durch die Schütze 2 und 3 an ein Drehstromnetz
4 anschließbar. Das Schütz .2 ist für Vorwärtslauf, d. rh. für Verringerung des
Walzenabstandes, das Schütz 3 für Rückwärtslauf, d. h. für Vergrößerung des Abstandes,
bestimmt. Der Motor wird beim Stillsetzen vermittels eines Bremsschützes 5 in bekannter
Weise an ein Gleichstromnetz (Sammelschienen 6 und 7) angeschlossen. Zum Ein-und
Ausschalten des Motors dienen Steuerschalter 8 und g, welche beispielsweise als
Druckknopfschalter ausgebildet sein können. Die Schütze 2 und 3 werden über Kontakte
eines Hilfsschützes io eingeschaltet, wobei es von der Stellung eines Relais i i
abhängt, ob der Motor für Vorwärts- oder Rückwärtslauf geschaltet wird. Zum Ausschalten
der Schütze :2 und 3 und zum Erregen des Bremsschützes 5 dient ein Relais i2.
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Zum Steuern des Anstellmotors, d. h. zum Abschalten und Abbremsen
des Motors bei einer bestimmten Stellung der Walzen, dient eine Steuervorrichtung
13. Diese ist über ein Getriebe 14, welches unten an Hand der Fig. 2 und 3 noch
näher zu beschreiben sein wird, mit einem Hilfsmotor 15 gekuppelt. Der Motor 15
läuft stets mit der gleichen oder proportionalen Drehzahl wie der direkt mit dem
Anstellmotor i gekuppelte Hilfsmotor 16. Die beiden Motoren 15 und 16 können zu
dem Zweck beispielsweise als Drehstromasynchronmotoren ausgebildet sein, deren Sekundärwicklungen
elektrisch miteinander verbunden sind. Die Primärwicklungen der beiden Motoren werden
durch das Hilfsschütz io eingeschaltet, sobald der Steuerschalter 8 das Kommando
zum Einschalten des Verstellmotors i gibt. Es wird dadurch erreicht, daß mit Sicherheit
die Anstellvorrichtung eingeschaltet ist, wenn. der Anstellmotor anläuft.
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Mit dem Hilfsmotor 15, der sich auf dem Steuerstand der Walzenstraße
befinden kann, ist noch ein Anzeigeapparat 17 gekuppelt, an dem die Stellung der
Walzen bzw. der Abstand zwischen den Walzen abgelesen werden kann. Die Bewegung
der Anzeigevorrichtung 17 ist an die Abhängigkeit zwischen dem Hilfsmotor 15 und
dem Hilfsmotor 16 bzw. dem Anstellmotor i gebunden. Da aber andererseits der Gleichlauf
zwischen den beiden Hilfsmotoren 15 und 16 nur so lange besteht, als diese mit ihren
Primärwicklungen ($tänderwicklungen) am Netz liegen, so muß dafür gesorgt werden,
daß die Primärwicklungen der beiden Hilfsmotoren beim Stillsetzen des Antriebes
erst ausgeschaltet werden, nachdem der Anstellmotor i vollkommen zum' Stillstand
gekommen ist: Zu diesem Zweck ist ein Zeitrelais 18 vorgesehen, durch das das Schütz
io, das die Hilfsmotoren 15 und 16 mit dem Netz 4 verbindet, erst dann abgeschaltet
wird, wenn nach dem Abschaltkommändo für den Anstellmotor i, bzw. nach dem Einschalten
des Bremsschützes eine bestimmte Zeit verstrichen ist.
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Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform des gemäß der Erfindung
zwischen dem Steuergerät 13 und dem Hilfsmotor 15 eingeschalteten Wechselgetriebes
ist in den Fig. 2 und 3 dargestellt.
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Der bewegliche Teil der Steuervorrichtung, beispielsweise 'ein Kontaktarm
i9, ist mit der
Verbindungsglieder verwenden, welche die gleiche
der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe lösen.
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Die Erfindung kann nicht nur für Anstellvorrichtungen von Walzwerken
verwendet werden, sondern auch für andere Steuereinrichtungen, mit deren Hilfe Antriebsmotoren
für bewegliche Organe irgendwelcher Art, beispielsweise Steuerhebel zur Regelung
von Betriebsgrößen in Kraftanlagen, Trichterdrehwerke von Hochofenbeschickungsanlagen
o. dgl., nach einem bestimmten Gesetz verstellt werden sollen, und bei denen die
Richtung der Verstellung während eines bestimmten Arbeitsprozesses wechselt. PATENTANSPRÜCHE:
i. Einrichtung zur Steuerung von Elektromotoren, insbesondere für Anstellmotoren
zur Steuerung der Anstellbewegung von Walzen in Walzenstraßen, bei der die am Steuerstand
angeordnete Steuereinrichtung durch Gleichlaufeinrichtungen mit. dem zu steuernden
Elektromotor verbunden ist und mit diesem gleiche bzw. verhältnisgleiche Winkelwege
zurücklegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung, beispielsweise der
Kontaktarm eines Kontaktapparates, mit dem zu steuernden Elektromotor außer über
die Gleichlaufeinrichtung noch über ein Wechselgetriebe verbunden ist, durch dessen
selbsttätige Umschaltung die Steuereinrichtung unabhängig von der wechselnden Drehrichtung
des zu steuernden Elektromotors stets in der gleichen Drehrichtung umläuft.
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2. Einrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch ein zwischen
die Steuereinrichtung (i3) und den zu steuernden Motor (i) eingefügtes Wechselgetriebe
(i4) mit den beiden Drehrichtungen zugeordneten ausrückbaren, beispielsweise elektromagnetisch
gesteuerten Kupplungen (25, 26; Abb. i).
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3. Einrichtung nach Anspruch 2 mit elektromagnetisch gesteuerten Kupplungen
(25, 26), dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetspulen der beiden Kupplungen (25,
26), beispielsweise über elektromagnetisch gesteuerte Schalter (Relais 29, 30),
derart gegeneinander verriegelt sind, daß der Stromkreis einer Magnetspule erst
geschaltet werden kann, wenn die andere Magnetspule eingeschaltet ist bzw. deren
Erregerstrom auf einen bestimmten Wert angewachsen ist.
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4. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß nach Beendigung
aller Anstellbewegungen die Steuereinrichtung (i3) über einen Endkontakt (38) selbsttätig
in die Anfangsstellung zurückgeführt wird.
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5. Einrichtung nach Anspruch i, insbesondere für Steueranordnungen
mit elektrischer Gleichlaufeinrichtung (i5, 16) zwischen Steuereinrichtung (i3)
und zu steuerndem Motor (i), dadurch gekennzeichnet, daß beim Ausschalten des zu
steuernden Motors (i) die Gleichlaufeinrichtung (i5, 16) durch ein zeitabhängiges
Steuerorgan (Zeitrelais 18) erst nach einer bestimmten Zeit außer Tätigkeit gesetzt
wird.
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6. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem
Wechsel-Betriebe (i4) eine Anzeigevorrichtung (i7) zur Anzeige der Stellung des
zu steuernden Motors gekuppelt ist.
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7. Einrichtung nach Anspruch i mit als Kontaktapparat ausgebildeter
Steuereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Kontaktbahn der Steuereinrichtung
(i3) jeweils in gleicher Stellung mit den Kontakten (32, 34, 36) zum Ausschalten
des zu steuernden Motors (i) Kontakte (33, 35, 37) angeordnet sind, durch welche
die Umlaufrichtung für die nächstfolgende Anstellbewegung festgelegt wird. -8. Einrichtung
nach Anspruch i und 6, bei der nach Beendigung aller eingestellten Steuerbewegungen
der zu steuernde Motor (i) bzw. der von diesem angetriebene Gegenstand selbsttätig
in die Anfangsstellung zurückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausschaltung
des zu steuernden Motors (i) und damit das Anhalten der von diesem angetriebenen
Einrichtung nicht in Abhängigkeit von dem beweglichen Glied (i9) der Steuereinrichtung
(i3) erfolgt, sondern in Abhängigkeit von der Anzeigevorrichtung (i7) bzw. von der
Stellung der angetriebenen Einrichtung selbst
austreibenden Welle 2o gekuppelt. Auf dieser Welle 2o sitzt ein
Zahnrad, welches mit zwei weiteren Zahnrädern in Eingriff steht, die auf den beiden
Wellen 21 und 22 befestigt sind. Die austreibende Welle 2o kann mit der antreibenden
Welle 23, die über ein Schneckengetriebe 24 mit dem Hilfsmotor 15 gekuppelt ist,
entweder durch die Magnetkupplung 25 oder durch die Kupplung 26 mechanisch verbunden
werden. Läuft die Achse 23 in einer bestimmten Richtung um und ist beispielsweise
die Kupplung 2,5 eingeschaltet und die Kupplung 26 ausgeschaltet, so dreht
sich der Kontaktarm i g in einer bestimmten Richtung. Wechselt die Drehrichtung
23, so würde bei gleicher Kupplungsstellung des Getriebes auch die Drehrichtung
des Kontaktarmes ig wechseln. Schaltet man dagegen die Kupplung 25 aus und dafür
die Kupplung 26 ein, ,o bleibt die Drehrichtung des Kontaktarmes ig erhalten, trotzdem
die Drehrichtung des Hilfsmotors 15 und damit der Welle 23 ge-' ändert wurde.
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Mit der Welle 23 ist noch der Zeiger 27 gekuppelt, der zur Anzeige
der Walzenstellung dient.
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Die Wirkungsweise der v orstelzend beschriebenen Schaltung nach Fig.
i in Verbindung mit dem Wechselgetriebe nach Fig. 2 und 3 ist folgende: Der Kontaktarm
ig der Steuervorrichtung 13 steht in der Ruhestellung auf dem Kontakt 28. Der Kontaktarm
ist zu dem Zweck mit einer selbsttätig wirkenden Rückstellvorrichtung ausgerüstet,
welche ihn stets in diese Lage zurückbewegt, sobald die beiden Magnetkupplungen
25 und 26 ausgeschaltet sind. In der Fig. i sind die beiden Kupplungen durch zwei
Magnetspulen 25, 26 in dem Getriebe 14 angedeutet. In dieser Stellung der Steuervorrichtung
wird über den Kontakt 28 das Relais i i erregt und bereitet den Stromkreis des Einschaltschützes
2 für den Anstellmotor i vor. In der Einschaltstellung des Relais i i wird fernerhin
noch die Magnetspule 25 erregt. In dem gleichen Stromkreis liegt ein Hilfsrelais
30, welches in erregtem Zustande den Stromkreis der Magnetkupplung 26 und den des
entsprechenden Hilfsrelais 29 öffnet.
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Schaltet man den Steuerschalter 8 ein, so werden gleichzeitig die
Schütze io und 2 erregt. Über das Schütz io werden die beiden Hilfsmotoren 15 und
16 eingeschaltet und damit die Kupplung zwischen der Steuervorrichtung 13 und dem
Anstellmotor i hergestellt. Über das Schütz 2 wird der Anstellmotor i mit dem Netz
4 verbunden. Beim Einschalten des Schützes 2 wird über dessen Steuerkontakte der
Kurzschluß der Erregerspule des Zeitrelais 18 aufgehoben. Das Relais zieht an und
hält dadurch den Erregerstromkreis des Hilfsschützes io geschlossen, auch wenn der
Steuerschalter 8 wieder geöffnet wird. Über einen Hilfskontakt des Schützes io wird
in dessen eingeschaltetem Zustand der Erregerstromkreis des Einschaltschützes 2
des Anstellmotors geschlossen gehalten.
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Nach Einschaltung durch den Steuerschalter 8 läuft der Anstellmotor
i und damit der mit ihm zwangsläufig in Abhängigkeit stehende Kontaktarm ig der
Steuervorrichtung 13 so lange, bis der Kontakt 31 durch den Kontaktarm ig berührt
wird. In diesem Augenblick wird das Hilfsrelais 12 erregt und dadurch der Erregerstromkreis
des Bremsschützes 5 geschlossen und derjenige des Schützes 2 geöffnet. Beim Abfallen
des Schützes 2 wird der Kurzschlußstromkreis des Zeitrelais i8 wieder geschlossen,
und dieses beginnt abzufallen. Das Zeitrelais ist so eingestellt, daß die Abfallzeit
größer ist als die Zeit, die der Motor i braucht, um zum vollständigen Stillstand
gebracht zu werden. Sobald das Zeitrelais nach Ablauf dieser Zeit seinen Kontakt
geöffnet hat, wird auch der Stromkreis des Hilfschützes io und damit die Verbindung
der Hilfsmotoren 15 und 16 mit dem Drehstromnetz 4 getrennt.
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Wenn in der neuen Stellung der Walzen ein Stich beendet ist und die
Walzen weiter verstellt werden sollen, wird der Steuerschalter 8 wiederum betätigt.
Die Schütze io und 2 und das Zeitrelais 18 werden wieder in der beschriebenen Weise
geschaltet, und der Motor bewegt sich in der gleichen Richtung wie bei seiner ersten
Bewegung weiter. Sobald der Kontaktarm ig des Steuerapparates 13 einen bestimmten
Weg durchlaufen hat, werden kurz nacheinander die beiden Kontakte 32 und 33 berührt.
Der Kontakt 32 steht in gleicher Weise wie der Kontakt 31 mit dem Hilfschütz 12
in Verbindung. Bei der Berührung dieses Kontaktes wird wieder der Bremsvorgang für
den Anstellmotor i in der oben beschriebenen Weise ausgelöst.
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Über den Kontakt 33 wird die Erregerspule des Relais i i kurzgeschlossen,
so daß dieses Relais abfällt. Dadurch wird der Erregerstromkreis des Schützes 2
geöffnet und derjenige des Schützes 3 vorbereitet. Der Motor i läuft dann bei dem
nächsten Einschalten des Steuerschalters 8 in der entgegengesetzten Richtung.
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Durch das Umschalten des Relais i i wird außerdem noch die Umschaltung
des Getriebes 14 bewirkt. Zunächst wird der Stromkreis des Relais 29 geschlossen.
Dieses Relais zieht aber noch nicht sofort an, und die Magnetspule 25 bleibt noch
so lange eingeschaltet, bis der Strom der Magnetspule 26,