Regelverfahren für Antriebe von Aufrollapparaten, insbesondere für Papiermaschinen. Die Erfindung betrifft ein Regelverfah ren für Antriebe von Aufrollapparaten, wie sie insbesondere bei Papiermaschinen verwen det werden, um das von der Papiermaschine gelieferte Papier auf Stangen aufzurollen. Es ist schon vorgeschlagen worden, diese Rollapparate durch besondere Elektromoto ren anzutreiben.
Da das Papier von der Pa piermaschine mit gleichbleibender Geschwin digkeit dem Rollapparat zugeführt wird und von diesem unter annähernd gleichbleibenden Zug aufgewickelt werden muss, so muss die Drehzahl der Rollstange, da der Durchmes ser der Papierrolle beim Aufwickeln der Pa pierbahn ständig zunimmt, in entsprechen dem Masse dauernd abnehmen. Die Vermin derung der Drehzahl des Antriebsmotors ge schieht beispielsweise bei Motoren mit Haupt stromcharakteristik, durch selbsttätigen Ab fall der Motordrehzahl infolge Zunahme des Antriebsdrehmomentes, wobei die Motor charakteristik entsprechend- gewählt werden muss.
Bei Motoren mit Nebenschlusscharak- teristik werden hingegen zur Feldverstär kung besondere Regelvorrichtungen, zum Beispiel Strom- oder Leistungsrelais, ver wendet, die die Motorendrehzahl entsprechend beeinflussen.
In der Abb. 1 sind die Drehzahlverhält nisse solcher Motoren dargestellt. Die dar gestellte Kurve I zeigt den Drehzahlverlauf eines solchen Rollstangenantriebsmotors in Abhängigkeit vom Drehmoment. Das Aufwickeln beginnt beim Betriebs zustand l: Wird während der Aufwickelzeit mit konstanter Motorleistung gearbeitet, so fällt die Motordrehzahl nach der Kurve 1-\? ab. Dabei geht die Motordrehzahl beispiels weise im Verhältnis d zu 1 herab.
Ist die Motordrehzahl bis zum Betriebszustand berarbgedrückt, so ist dann der Regelbereich des Motors erschöpft und man muss den Auf wickelvorgang unterbrechen. Die Erfindung betrifft nun ein Verfah ren und eine Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens, bei dem zwecks Vergrösserung des Wickelbereiches der Antriebsmotor beim Erreichen seines Endregelzustandes selbst tätig auf seinen Anfangsregelzustand zurück gebracht wird, so dass die Drehzahl des @uf- wickelapparates stetig weiter abnimmt.
Zu diesem Zweck kann, bei Verwendung von Antriebsmotoren mit Hauptstromcharakte- ristik, zwischen den Antriebsmotor und die Rollstange ein Regelgetriebe geschaltet sein, wobei es gleichgültig ist, ob Gleichstrom oder Drehstrommotoren mit Hauptstrom charakteristik verwendet sind.
Ist der Mo tor an seinem Endregelzustand angelangt, dann wird das Regelgetriebe auf höhere Drehzahl verstellt; dadurch wird der Motor entlastet und kehrt selbsttätig auf seinen Anfangsr"egelzustand bei gleichbleibender Rollstangendrehzahl zurück, so -dass bei zu nehmendem Rollendurchmesser und damit zu nehmender Belastung der Regelvorgang von neuem beginnen kann.
Bei Verwendung von regelbaren Antriebs motoren mit Nebenschlussverhalten kann zwi schen den Antriebsmotor und die Rollstange ebenfalls ein Regelgetriebe geschaltet sein, dieses wird aber mit dem Regelorgan des regelbaren Antriebsmotors verbunden. Ist der Regelbereich des Motors erschöpft, dann werden gleichzeitig das Regelgetriebe und das Regelorgan des Antriebsmotors verstellt und dadurch unter Beibehaltung der Roll stangendrehzahl der Antriebsmotor auf sei nen Anfangsregelzustand zurückgebracht.
Die Einrichtung gemäss der Erfindung zur Ausführung -des Verfahrens lässt sich also in verschiedener Weise ausführen, wie es anhand der nachstehenden Beispiele erläu tert werden soll. In den Abb. 2 bis 4 sind verschiedene Ausführungsmöglichkeiten für Antriebe mit Motoren mit Hauptstromeigen- schaften dargestellt. Für Antriebe mit Mo toren mit Nebenschlussverhalten können die Ausführungsbeispiele sinngemäss übertragen werden, wobei eine mechanische Verbindung zwischen dem Regelorgan des Motorregler: und dem Verstellorgan des Regelgetriebes zwischen Antriebsmotor und Rollapparat vor gesehen sein muss.
In der Abb. 2 ist mit 20 der Rollstangen- antriebsmotor bezeichnet, der in an sich be kannter und daher nicht näher dargestellter _N\Teise mit Strom versorgt wird. Er treibt ein Übersetzungsgetriebe 21, das aus je einer Kegelscheibe 22 und 23 mit einem Riemen 24 bestehen möge. Die Kegelscheibe 23 ist über ein aus den Rädern 25 und 226 bestehen des Vorgelege mit der Rollstange 27 gekup pelt. Zu Beginn des Aufwickelns wird der Motor auf den in der Kurve I (Abb. 1) mit 1 bezeichneten Regelzustand gebracht.
Beim Aufwickeln des Pa-pieres nimmt infolge der Zunahme des Antriebsdrehmomentes die Drehzahl des Motors nach der Kurve I ab. Sobald nun die Drehzahl des Motors auf der dem Wert des Punktes 2 entsprechenden angelangt ist, wird der Riemen 24 in Pfeil richtung 28 verschoben. Beim Verschieben des Riemens wird der Motor vorübergehend unter entsprechendem Nachlassen des Zuges entlastet. Infolgedessen wird der Motor seine Drehzahl erhöhen. Der Riemen 24 wird so weit in Pfeilrichtung 28 verschoben, bis der Motor 20 den mit 1 gekennzeichneten Regel zustand wieder erreicht hat, was der punk tiert gezeichneten Riemenlage entsprechen möge.
Hiermit ist der Regelvorgang beendet und der Motor 20 läuft mit der dem Punkt I entsprechenden Drehzahl, während die Auf wickelwalze 27 infolge Verschiebung des Riemens 2'4 noch annähernd mit der gleichen Drehzahl wie zu Beginn des Regelvorganges läuft, wenn der während des Regelvorganges erfolgte Rolldurchmesserzuwachs der Roll- stange vernachlässigt wird. Beim weiteren Aufwickeln nimmt nunmehr die Drehzahl des Motors 20 zum zweiten Male entsprechend der in Abb. 1 gezeichneten Kurve I ab, so dass der Motor ein zweites Mal seinen Regel bereich durchläuft.
Die Einrichtung hat den Vorteil, dass der Aufwickelvorgang nach dem erstmaligen Er- schöpfen des Motorregelbereiches nicht un terbrochen werden braucht, sondern dass durch Umstellen des Motors auf seinen An fangsregelzustand das Aufwickeln weiter fortgesetzt und mehr Papier als bisher auf gewickelt werden kann. Bei Verwendung von Regelmotoren normaler Regelfähigkeit, bei spielsweise im Verhältnis 1 : 2 bis 1 : 3, kann das Aufwickelverhältnis, worunter das Ver hältnis der Anfangsdrehzahl zur Enddreh- zahl der Aufwickelstange verstanden werden soll, wesentlich vergrössert werden.
Wäh rend bisher das Aufwickelverhältnis bei der Rollstange dem Drehzahlverhältnis des Mo tors proportional war, kann beispielsweise bei einem Motordrehzahlverhältnis 1 : 3 bei ein facher Umschaltung ein Aufwickelverhältnis 1. : 9 und bei doppelter Umschaltung ein Auf wickelverhältnis 1 : 2,7 erreicht werden. Bei dem Motordrehzahlverhältnis 1:2 können Aufwickelverhältnisse 1 : 8 bei zweimaliger Umschaltung erhalten werden.
Die Umschaltung nach dem erstmaligen Erreichen des Zustandes 2 des Aufwickel- motors auf den Zustand 1 kann von Hand ausgeführt werden, oder aber auch selbst tätig, wozu an sich bekannte Einrichtungen dienen können. Das Umschalten kann bei spielsweise in Abhängigkeit von elektrischen Grössen mit einfachsten Mitteln geschehen, indem Stromwächter oder dergleichen ein gebaut sind, die beim Erreichen des Motor betriebszustandes 2, beispielsweise für die Verschiebung des Riemens, wie es weiter unten beschrieben wird; für das Lösen der Bremse und Einschalten der Reibungskupp lung sorgen oder die beispielsweise das An lassen des das Gehäuse des Differentialgetrie bes antreibenden Motors veranlassen.
Als Ge triebe zwischen Motor und Rollstange kön nen Kegelscheibentriebe, also kontinuierlich regelbare Getriebe, geschaltet sein. Es kön nen aber auch andere Übersetzungsgetriebe, beispielsweise Stufenrädergetriebe, verwendet werden. Der Unterschied ist dann der, dass die Umschaltung -des Mohors von dem Zu stand 2 auf den Zustand 1 nicht allmählich, sondern in eine oder mehreren Stufen erfolgt: Zweckmässig sind aber kontinuierlich iegel- bare Getriebe.
Ein anderes Ausführungsbeispiel der Er findung ist in der Abb. 3 dargestellt. Der Rollstangenantriebsmotor ist mit 30 bezeich net. Er ist durch eine Welle 31 mit dem Rad 32 eines Differentialgetriebes 33 gekup pelt, dessen Rad 48 mit Hilfe der Welle 34 und des Übersetzungsgetriebes 35 die Roll- stange 36 antreibt. Das Gehäuse 37 des Dif ferentialgetriebes 33 ist mit einem Zahnrad 38 versehen, in das ein Zahnrad 39 eingreift. Dieses wird über die Welle 40, in die eine während des Betriebes lösbare Reibungs kupplung 41 eingeschaltet ist, unter Vermitt lung der Riemenscheiben 42 und 43, von denen die Riemenscheibe 43 auf der Welle 31 und die Riemenscheibe 42 auf der Welle 49 befestigt ist, vom Motor 30 angetrieben.
Das Gehäuse 37 des Differentialgetriebes 33 hat ausserdem einen Bremskranz 44, der von einer Bremse 45 beeinflusst wird. Bei Beginn des Aufwickelvorganges ist die Bremse 45 angezogen und die Reibungskupplung 41 ge löst, so dass das Gehäuse des Differential getriebes feststeht und die Drehzahl des Motors 30 entsprechend der Übersetzung im Differentialgetriebe und des Vorgeleges 35 auf die Rollstange 36 übertragen wird. Die Motordrehzahl nimmt in gleicher Weise mit zunehmendem Durchmesser der Papierrolle entsprechend der Charakteristik I in Abb. 1 ab. Sobald der Motor am Punkt 2 der Cha rakteristik angelangt ist, wird die Bremse 45 gelöst und die Reibungskupplung eingeschal tet.
Infolgedessen wird das Gehäuse des Dif ferentialgetriebes über die Wellen 40/49 und den Riementrieb 46 vom Motor 30 angetrie ben. Diese zusätzliche Drehzahl gestattet dem Motor 30 bei gleichzeitiger Änderung des Übersetzungsverhältnisses vom Motor 30 auf die Rollstange 36 in seinen Anfangs zustand zurückzukehren, so dass der Motor daraufhin von neuem entsprechend der wei teren Zunahme des Papierrollendurchmessers in der Drehzahl 'abnehmen kann.
Um den Übergang von dem Zustand 2 auf den Zu stand 1 bei dem Antriebsmotor 30 stossfrei ausführen zu können, ist die Kupplung 41 eine Reibungskupplung, so dass das Gehäuse des Differentialgetriebes allmählich durch langsames Einschalten der Kupplung seine höchste Drehzahl erreicht.
Anstatt das Gehäuse des Differential getriebes von dem Rollstangenmotor anzu treiben, kann es auch von einem besonderen Motor angetrieben werden. Ein solches Aus führungsbeispiel ist in der Abb. 4 dargestellt.
Das Gehäuse des Differentialgetriebes wird durch den Motor 47 angetrieben. Dieser steht, solange der Antriebsmotor 30 das erste Mal den Drehzahlabfall vom Regelzustand 1 auf den Regelzustand 2 ausführt, still. So bald der Motor 30 auf den Regelzustand 2 gelangt ist, wird -der Motor -47 eingeschaltet. Hierdurch geht selbsttätig der Motor 30 auf seinen Anfangsregelzustand zurück.
Die Erfindung ist nicht an die gezeich neten Beispiele gebunden. An die Stelle der einzelnen Vorrichtungen- können den gleichen Zweck erreichende äquivalente Vorrichtungen verwendet werden, zum Beispiel kann an Stelle der Verbindungskupplung 41 der Rie mentrieb- 46 mit einer - Spannrolle versehen sein, mit deren Hilfe der Riemen gespannt oder gelöst werden kann.
Control method for drives for reeling devices, in particular for paper machines. The invention relates to a Regelverfah Ren for drives of roll-up devices, as they are used in particular in paper machines, in order to roll up the paper delivered by the paper machine onto bars. It has already been proposed to drive these trolleys by special electric motors.
Since the paper is fed from the paper machine to the roll apparatus at a constant speed and has to be wound up by the latter with an almost constant tension, the speed of the roll rod, since the diameter of the paper roll increases continuously as the paper web is wound up, must correspond to Reduce mass continuously. The reduction in the speed of the drive motor occurs, for example, in motors with a main current characteristic, through an automatic drop in the motor speed as a result of an increase in the drive torque, whereby the motor characteristic must be selected accordingly.
In the case of motors with shunt characteristics, on the other hand, special control devices, for example current or power relays, are used to strengthen the field and influence the motor speed accordingly.
In Fig. 1, the speed ratios of such engines are shown. The curve I presented shows the speed curve of such a roller rod drive motor as a function of the torque. Winding starts with operating state 1: If constant motor power is used during the winding time, the motor speed falls according to curve 1- \? from. The engine speed goes down, for example, in the ratio d to 1.
If the motor speed is pressed up to the operating state, then the control range of the motor is exhausted and you have to interrupt the winding process. The invention now relates to a method and a device for carrying out the method in which the drive motor is actively brought back to its initial control state when it reaches its final control state, so that the speed of the winding apparatus continues to decrease in order to increase the winding area.
For this purpose, when using drive motors with main current characteristics, a control gear can be connected between the drive motor and the roller rod, it being irrelevant whether direct current or three-phase motors with main current characteristics are used.
If the Mo tor has reached its final control state, then the control gear is adjusted to a higher speed; this relieves the load on the motor and automatically returns to its initial control state at constant roller rod speed, so that the control process can start again with increasing roller diameter and thus increasing load.
When using controllable drive motors with shunt behavior, a control gear can also be connected between the drive motor and the roller rod, but this is connected to the control element of the controllable drive motor. If the control range of the engine is exhausted, the control gear and the control element of the drive motor are adjusted at the same time and thereby the drive motor is brought back to its initial control state while maintaining the roller rod speed.
The device according to the invention for carrying out the method can therefore be carried out in various ways, as will be explained using the examples below. In Figs. 2 to 4, different design options for drives with motors with main current properties are shown. For drives with motors with shunt behavior, the exemplary embodiments can be transferred accordingly, whereby a mechanical connection between the control element of the motor controller and the adjustment element of the control gear must be provided between the drive motor and the rolling apparatus.
In Fig. 2, the roller rod drive motor is designated by 20, which is supplied with power in a per se known and therefore not shown in detail. It drives a transmission gear 21, which may consist of a conical pulley 22 and 23 with a belt 24. The conical pulley 23 is on one of the wheels 25 and 226 of the back gear with the roller rod 27 kup pelt. At the start of winding, the motor is brought to the control state indicated by 1 in curve I (Fig. 1).
When the paper is wound up, the speed of the motor decreases according to curve I as a result of the increase in drive torque. As soon as the speed of the engine has reached the value corresponding to point 2, the belt 24 is moved in the direction of arrow 28. When the belt is moved, the engine is temporarily relieved and the tension is reduced accordingly. As a result, the engine will increase its speed. The belt 24 is moved so far in the direction of arrow 28 until the motor 20 has reached the rule state marked 1 again, which may correspond to the belt position shown in punk animals.
This ends the control process and the motor 20 runs at the speed corresponding to point I, while the winding roller 27 is still running at approximately the same speed as at the beginning of the control process as a result of the shifting of the belt 2'4 when the roll diameter increase that occurred during the control process the roller bar is neglected. As the winding continues, the speed of the motor 20 now decreases for the second time in accordance with the curve I shown in FIG. 1, so that the motor runs through its control range a second time.
The device has the advantage that the winding process does not need to be interrupted after the motor control range has been exhausted for the first time, but that by switching the motor to its initial control state, the winding can be continued and more paper can be wound on than before. When using variable speed motors with normal controllability, for example in a ratio of 1: 2 to 1: 3, the winding ratio, which is the ratio of the initial speed to the final speed of the winding bar, can be increased significantly.
While the winding ratio for the roller bar was proportional to the speed ratio of the motor, for example, with a motor speed ratio of 1: 3, a winding ratio of 1: 9 can be achieved with a single switchover and a winding ratio of 1: 2.7 for a double switchover. With the motor speed ratio 1: 2, winding ratios 1: 8 can be obtained with two switchovers.
The switchover to state 1 after state 2 of the take-up motor has been reached for the first time can be carried out manually, or it can also be carried out independently, for which purpose known devices can be used. Switching can be done with the simplest of means, for example, as a function of electrical variables, in that current monitors or the like are built in, which operate when the engine is reached 2, for example for shifting the belt, as will be described below; provide for releasing the brake and switching on the Reibungskupp development or, for example, the cause of the motor driving the housing of the differential gear.
Tapered disk drives, i.e. continuously variable gears, can be connected as a gear between the motor and roller rod. However, other transmission gears, such as stepped gears, can also be used. The difference is then that the switchover of the Mohors from state 2 to state 1 does not take place gradually, but in one or more stages: however, continuously adjustable gears are useful.
Another embodiment of the invention is shown in FIG. The roller rod drive motor is designated 30. It is kup pelt by a shaft 31 to the wheel 32 of a differential gear 33, the wheel 48 of which drives the roller rod 36 with the aid of the shaft 34 and the transmission gear 35. The housing 37 of the differential gear 33 is provided with a gear 38 in which a gear 39 engages. This is on the shaft 40, in which a releasable friction clutch 41 is switched on during operation, under mediation of the pulleys 42 and 43, of which the pulley 43 is mounted on the shaft 31 and the pulley 42 on the shaft 49, from Motor 30 driven.
The housing 37 of the differential gear 33 also has a brake ring 44 which is influenced by a brake 45. At the beginning of the winding process, the brake 45 is applied and the friction clutch 41 releases, so that the housing of the differential gear is fixed and the speed of the motor 30 is transmitted to the roller rod 36 according to the translation in the differential gear and the countershaft 35. The motor speed decreases in the same way with increasing diameter of the paper roll according to characteristic I in Fig. 1. As soon as the engine has reached point 2 of the characteristic, the brake 45 is released and the friction clutch switched on.
As a result, the housing of the differential gear via the shafts 40/49 and the belt drive 46 from the motor 30 is driven ben. This additional speed allows the motor 30 to return to its initial state with a simultaneous change in the transmission ratio from the motor 30 to the roller rod 36, so that the motor can then decrease in speed again according to the further increase in the paper roll diameter.
In order to be able to smoothly execute the transition from state 2 to state 1 with the drive motor 30, the clutch 41 is a friction clutch, so that the housing of the differential gear gradually reaches its highest speed by slowly engaging the clutch.
Instead of driving the housing of the differential gear from the roller rod motor, it can also be driven by a special motor. Such an exemplary embodiment is shown in FIG.
The housing of the differential gear is driven by the motor 47. This stands still as long as the drive motor 30 executes the speed drop from control state 1 to control state 2 for the first time. As soon as the motor 30 has reached control state 2, the motor 47 is switched on. As a result, the motor 30 automatically returns to its initial control state.
The invention is not bound to the examples shown. Instead of the individual devices, equivalent devices that achieve the same purpose can be used, for example, instead of the connecting coupling 41, the belt drive 46 can be provided with a tensioning roller, with the help of which the belt can be tensioned or released.