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Elektromotorischer Haspelantrieb, insbesondere für Bandwalzwerke Bei
Walzwerksanlagen für Bandeisen u. dgl., bei denen das Arbeitsgut über Haspeln läuft,
die für sich durch von einem oder mehreren Leonard-Generatoren gespeiste Motoren
angetrieben werden, ist die Erfüllung folgender Forderungen erwünscht: Es muß die
Zugkraft im auf- und abzuwickelnden Arbeitsgut trotz Änderung des Bunddurchmessers
auf dem Haspel selbsttätig gleichgehalten werden. Es soll ferner die Möglichkeit
bestehen, eine bestimmte Zugkraft im Stillstand und ebenso jederzeit während des
Betriebes einzustellen. Außerdem rnuß die Zugkraft in jedem Zeitpunkt gemessen werden
können, um danach die Grundeinstellung der Erregung für den die Haspelmotoren speisenden
Leonard-Generator vornehmen zu können. Das Walzgut muß bis zum Ende ausgewalzt werden,
damit Abfall vermieden wird. Auch beim Reißen des Arbeitsgutes soll die Betriebssicherheit
gewährleistet werden.
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Bei bekannten Einrichtungen dieser Art, bei denen die Haspelmotoren
durch Leonard-Generatoren angetrieben werden, erfolgt die selbsttätige Regelung
der Geschwindigkeit des Haspelmotors durch eine von dem Motorstrom abhängige Regelung
des Motorfeldes, und gleichzeitig ist außer einer gleichbleibenden Fremderregung
des Leonard-Generators für diesen eine zusätzliche Erregung durch eine mit dem Walzmotor
gekuppelte Erregermaschine vorgesehen. Die Motorregelung genügt aber nicht, wenn
weitgehende Änderungen des Bunddurchmessers auf dem Haspel vorliegen. Es besteht
deshalb die Gefahr, daß das Walzband reißt; auch ist es schwierig, das Walzband
bis zum Ende abfallfrei auszuwalzen.
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Gemäß der Erfindung wird die selbsttätige Regelung des Motorfeldes
vermieden und der Walzbetrieb dadurch verbessert, daß dem den Haspelmotor speisenden
Leonard-Generator neben einer einstellbaren Fremderregung eine von der Differenz
von Bandgeschwindigkeit und Haspelmotorgeschwindigkeit bzw. von dem Verhältniswert
aus der Differenz zwischen Band- und Haspelmotorgeschwindigkeit
einerseits
und der Haspelinotorgeschwindigkeit anderseits beeinflußte Erregung zugeordnet ist.
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Ein eines Haspelantriebes der genannten Art zeigt Fig.1 der Zeichnung.
Die Schaltung ist nur für den Haspelantrieb auf der einen Seite des Walz: Werkes
dargestellt, für den Haspel auf der anderen Seite ist sie in gleicher Weise ausgeführt
zu denken. Mit i sind die Walzen des Walzwerkes. mit 2 ist der Walzenantriebsinotor
bezeichnet. 3 ist der von dein Motor g angetriebene Haspel, auf den das Walzband
-1 aufgewickelt wird. Der Anker des Motors 3, der nur eine gleichbleibende F remderregting
6 aufweist, ist an eine eigene Leonard-Dvnanio 7 angeschlossen, die niit einer durch
den Regler',-,' verstellbaren Fremderregung 9, einer von der Haspelniotorgeschwindigkeit
abhängigen Erregung io und einer weiteren von der Differenz von Haspelmotor- und
Bandgeschwindigkeit abhängigen Erregung i i versehen ist. Die Erregung io ist an
eine finit dem Haspelmotor gekuppelte Hilfsmaschine 12 angeschlossen, die durch
eine Fremderregung i3 gleichbleibend erregt wird und somit eine der Haspelmotorgeschwindigkeit
verhältnisgleiche Spannung erzeugt. Die Erregung i i wird von der Spannungsdifferenz
zwischen der Hilfsniaschine 1 2 und einer weiteren Hilfsmaschine: 14 gespeist, die
durch die Fremderregung 13 ebenfalls gleichbleibend erregt ist und entweder von
den Walzen i oder über Rollen ti. dgl. vom Arbeitsgut .1 angetrieben wird, also
eine der Walzen- bzw. Bandgeschwindigkeit verhältnisgleiche Spannung erzeugt. Die
Erregung io ist so bemessen, (laß der von ihr erzeugte Anteil der Spannung der Leonard-Dynamo
jeweils gleich der im Haspelniotor induzierten Gegen-EMK ist. 16 ist eine etwa noch
vorhandene Gegenreilienschlußwicklung, die wie eine Vergrößerung des Ohmschen Spannungsabfalles
wirkt, d.li. die Maschine gegen Periodenschwankungen u. dgl. unempfindlich macht.
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Wegen der besonderen Auslegtin; der Erregung io kann sich der Strom
der Leonard-Dviianio mir ändern. wenn sich die Grunderregung 9 oder die Irrregung
i i ändert. Dies hat zur Folge, daß sich der Strom im Haspelmotor bei fest eingestellter
Grunderregung c) der I.eonard-Dvnanio ausschließlich in Abhängigkeit von der Erregung
i i ändert, jeder weitere Einfluß von Seiten des Motors aber ausgeschaltet ist.
also eine völlig eindeutige Abhängigkeit zwischen den Veränderungen des Ankerstromes
und der veränderlichen Irregung 11 der Leonard-Dwnanio besteht.
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B:i leerem Haspel sind die Spannungen der beiden Maschinen i= und
14 gleich; die Erregerwicklung t 1 ist also stromlos. Der von der I_eonard-Dwnamo
abgegebene Strom ist somit lediglich von der Erregung 9 abhängig, die durch den
Regler 8 einstellbar ist. Sinkt hei. zunehmendem Bunddurchmesser auf dem a»-spel
die Haspelniotordrehzahl, so fließt `After dem Einfluß der entstehenden Spannungsdifferenz
zwischen den Maschinen 12 und i-1 ein Strom durch die Erregerwicklung i l der Leonard-Dynanio.
Die dadurch bewirkte Stromsteigerung im Kreise zwischen Dynamo und Haspelinotor
ist umgekehrt proportional der Drehzahlsenkung des Haspelniotors, also direkt proportional
der Steigerung des Bundelurchniessers. Da das Feld des Haspelmotors gleich gehalten
wird, steigt das Drehmoment verhältnisgleich mit dem Strom, d. h. also auch verhältnisgleich
mit dem Bunddurchmesser. Der Bandzug als Quotient aus Drehmoment und Bunddurchmesser
wird somit ständig konstant gehalten.
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Da Auf- und Abhaspelmotor eigene Leonard-Generatoren haben und durch
ein gleichbleibendes Feld am Durchgehen verhindert sind, ist ein völliges Auswalzen
des Walzgutes möglich. Selbst wenn z. B. das Ende des Walzgutes die Walzen verläßt
und der Aufhaspeltnotor plötzlich entlastet wird, kann seine Drehzahl nicht unzulässig
steigen, cla sie durch den Sättigungszustand der Leonard-Dynamo begrenzt ist. Das
gleiche gilt für den Abhaspelmotor, wenn das Ende des Bandes den Abliaspel verläßt.
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Die Einstellung und Nachregelung des Bandzuges kann in einfacher Weise
durch einen Regler 8 im Kreis der fest eingestellten Fremderregung 9 bewirkt werden,
der zweckmäßig niit einem Regler i; im Stromkreis der von der Differenz von Band-
und Haspelmotorgeschwindigkeit abhängigen Erregung i i gekuppelt ist. @\'enn der
Strom nicht in weiten Grenzen geregelt z11 werden braucht und auch keine besonders
genaue Regelung gefordert wird, kann unter Umständen der Regler e zur Einstellung
des Bandzuges genügen.
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Die erfindungsgemäß ausgebildete Anord-nung gestattet auch
in besonders günstiger und einfacher Weise die für die jeweils erforderliche Grundeinstellung
der Regelschaltung notwendige Messung des jeweiligen Bandzuges. Zii diesem Zweck
hat man ein ließ- oder Anzeigegerät, das nur den Strom im Ankerkreis des Haspelinotors
mißt, verwendet. Zur genaueren Messung muß das Meßgerät sowohl durch den Haspelmotorstroin
als auch durch den vom Bunddurchinesser abhängigen Erregerstrom der Leonard-Dvnanio
beeinflußt werden, ela sonst nicht der wirkliche Verlauf der Zugkraft liei veränderlichem
Bunddurchniesser angezeigt wird, sonlern
nur das vom Haspelmotor
ausgeübte Drehmoment. Erst dadurch, daß noch ein der Vergrößerung des Bunddurchmesser
proportionaler Wert von dem dem Motorstrom entsprechenden Meß-,vert abgezogen wird,
wie er eben dem Strom in .der Erregerwicklung i i entspricht, bekommt man die dem
vergrößerten Durchmesser entsprechende Zugkraft, also die tatsächliche Zugkraft
im Bande. Ein Meßgerät, das in dieser Weise die Zugkraft mißt, ist in Fig. i mit
18 bezeichnet. Es kann z. B. ein an sich bekanntes Drehspulinstrument sein, das
zwei einander entgegenwirkende Spulen ich und 2o besitzt, von denen die eine von
einem dem Haspelmotorstrom, die andere von einem dem Strom in der Erregung i i verhältnisgleichen
Strom erregt wird.
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In Fällen, in denen die Bandgeschwindigkeit stark veränderlich und
eine größere Genauigkeit im selbsttätigen Arbeiten der Anlage erwünscht ist, kann
die Anordnung nach Fig.2 angewendet werden. Bei dieser entspricht der Strom in der
Erregerwicklung ii dem Verhältniswert aus der Differenz zwischen Band- und Haspelmotorgeschwindigkeit
einerseits und der Motorgeschwindigkeit andererseits. Der vom Bunddurchmesser abhängige
Erregerstrom in der Wicklung i i wird hier von einer Hilfsmaschine 21 geliefert,
die durch die Erregung 22 konstant erregt und von einem Hilfsmotor 23 angetrieben
ist, dessen Anker von der Spannungsdifferenz einer vom Haspelmotor 5 angetriebenen
Maschine 12 und einer von den Walzen oder vom Band angetriebenen Maschine 1:4 gespeist
wird und dessen Erregung 2¢ von der Haspelmotorgesch-,vindigkeit abhängig ist.
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Eine weitere Ausführungsmöglichkeit der Erfindung zeigt Fig: 3. Hier
ist statt der von der Haspelmotorgeschwindigkeit abhängigen Crregung io gemäß Fig.
i und 2 eine von der Bandgeschwindigkeit abhängige Erregung 25 vorgesehen. Diese
Erregung behält bei Änderung des Bunddurchmessers auf dem Haspel denselben Wert
bei. Eine Kompensation der jeweiligen Gegen-EMK des Motors bei den verschiedenen
Motorgeschwindigkeiten findet also hier nicht statt. Durch entsprechende Auslegung
der Erregung ii.kann jedoch auch in diesem Fall eine brauchbare selbsttätige Steuerung
der Zugkraft im gewünschten Sinn erreicht werden. Unter Umständen kann noch ein
zusätzlicher Regler 26 im Stromkreis der Erregung ii vorgesehen sein, um größere
Genauigkeit der Regelung zu erhalten.
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Die Erfindung ist auch anwendbar, wenn jeweils nur der Aufhaspelmotor
selbsttätig geregelt werden soll und der Abhaspelmotor keine oder nur eine gröbere
Regelung hat. Die Erfindung ist überall anzuwenden, wo es darauf ankommt, trotz
Änderung des Aufwickeldurchmessers den Bandzug selbsttätig auf einem bestimmten
Wert zu halten, also z. B. auch auf dem Papiermaschinengebiet,