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Steuereinrichtung für elektrische Antriebe von Rollapparaten Zur Aufrechterhaltung
eines konstanten Papierzuges bei Rollapparaten ist es erforderlich, das Drehmoment
des Antriebsmotors mit der Änderung des Wickeldurchmessers zu ändern, und zwar muß
das Moment mit wachsendem Durchmesser steigen. Besonders günstig haben sich für
diesen Zweck Gleichstromnebenschlußmotoren erwiesen, welche bekanntlich nur auf
annähernd konstanten Strom geregelt zu werden brauchen, um den genannten Bedingungen
- zu genügen. Man macht dies im allgemeinen so, daß man das Feld des Motors durch
einen vom Ankerstrom beeinfiußten Regler steuert. überschreitet der Ankerstrom einen
bestimmten Wert, dann wird das Feld verstärkt,, und-umgekehrt.
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Obwohl diese Anordnungen den Vorteil aufweisen, daß der Regelapparat
nach Beendigung des Wickelvorganges selbsttätig wieder in die Anfangstellung zurückbewegt
wird, sind sie in letzter Zeit durch andere Schaltungen ersetzt worden. Sie besitzen
nämlich den Nachteil, daß beispielsweise beim Reißen der Papierbahn das Feld sofort
bedeutend geschwächt wird, da in diesem Fall der Motorstrom rasch absinkt. Nimmt
man dann den Betrieb wieder auf, dann befindet sich der Regler in einer Stellung;
welche nicht dem betreffenden Wickeldurchmesser entspricht. Man muß daher den Antrieb
auf zeitraubende Weise wieder einregeln. Die neuerdings verwendeten Rollapparatantriebe
sind nun so gebaut, daß der vom Motorstrom abhängige Schalter den Nebenschlußwiderstand
lediglich im Sinne der Feldverstärkung ändert. Wenn bei derartigen Anordnungen das
Papier reißt, dann bleibt der Regler in der bei der Betriebstörung eingenoriimenen
Lage stehen, da der Steuerapparat auf eine Stromverminderung nicht reagiert. Diese
Anordnungen haben wieder den Nachteil einer Zeitverzögerung beim Stillsetzen des
Antriebes, da der Regelapparat auch in diesem Falle in der Endstellung stehenbleibt
und erst von Hand in die Anfangsstellung zurückbewegt werden muß.
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Vorliegende Erfindung ermöglicht nun eine Regelung, welche keine der
genannten Nachteile, aber die Vorteile beider Anordnungen aufweist. Dies geschieht
durch ein besonderes Schaltelement; welches vom Ausschaltmechanismus des Motors
abhängig ist und welches den Nebenschlußwiderstand des Motors im Sinne der Feldschwächung
steuert. Der Regelapparat kann nunmehr in der vorstehend geschilderten Weise lediglich
zur Feldverstärkung herangezogen werden, so däß beim Reißen der Papierbahn der Regelapparat
in seiner zuletzt eingenommenen Stellung verharrt. Das besondere Schaltelement gemäß
der Erfindung wird beim Abschalten des Wickelmotors angesteuert und bewegt dadurch
den Regler in seine Anfangsstellung zurück. Das Wesen der Erfindung liegt somit
darin; den Nebenschlußregler nicht nur allein in Abhängigkeit
vom
Motorstrom, sondern auch in Abhängigkeit von dem Ausschaltmechanismus des Motors,
und zwar durch ein zusätzliches Schaltelement zu steuern.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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Die beiden Rollermotoren i und i' liegen mit ihren Ankern an dem gemeinsamen
veränderlichen Gleichstromnetz P, N, an welchem auch der oder die übrigen Motoren
der Papiermaschine liegen, und werden von dem konstanten GleichstromnetzPr, N1 aus
erregt. Die Motoren werden wie die übrigen nicht dargestellten Antriebmotoren durch
.Anlasser 2 und 2', Schütze oder Regler angelassen und können jederzeit durch nicht
in der Zeichnung dargestellte Druckknöpfe o. dgl.-stillgesetzt werden. Während ihre
Grunddrehzahl von der Ankerspannung abhängt und durch diese gemeinsam mit den übrigen
Motoren geändert wird, erfolgt die für das eigentliche Aufrollen des Papiers notwendige
Drehzahländerung durch Feldreglung. Da stets nur einer der Motoren als im Betrieb
angenommen ist, erhalten beide Motoren einen gemeinsamen Nebenschlußregler 3. Dieser
Regler wird beim Rollenwechsel von dem einen auf den anderen Motor umgeschaltet.
Die Umschaltung erfolgt ohne Unterbrechung durch einen zweckmäßig als Paketschalter
ausgeführten einfachen Schalter q,. Der Nebenschlußregler hat einen motorischen
Antrieb 5, der von zwei Relais io und ii gesteuert wird, die ständig in Reihe geschaltet
an der Netzspannung liegen und durch Kurzschließen der Spulen gesteuert werden.
Von diesen Relais ist das eine, i i, für Verstellen des Reglers in feldverstärkendem
Sinne (Drehzahlerniedrigung), das andere, io, für Verstellung in feldschwächendem
Sinne (Drehzahlerhöhuilg) vorgesehen. Das Relais i i für die Drehzahlverminderung,
und nur dieses, wird durch ein äußerst empfindliches stromabhängiges Relais 6 gesteuert.
Das andere Relais, io, dient zur Rückführung des Reglers und Drehzahlerhöhung und
wird im Zeitpunkt des Umschaltens durch ein Zwischenrelais 7 oder mittels Druckknopfes
12 gesteuert. Das stromabhängige Relais 6 arbeitet mit der Genauigkeit eines Tirrillreglers
und besitzt zwei getrennte Wicklungen, deren eine, a, vom Ankerstrom und deren andere,
b, vom Feldstrom beeinflußt ist. Die vom Ankerstrom beeinflußte Wicklung a würde
allein auf konstante Stromstärke regeln. Um aber der veränderlichen Reibung des
Tambours gerecht zu werden, wird ihre Wirkung durch die zweite, vom gleichfalls
veränderlichen Erregerstrom beeinflußte Wicklung b selbsttätig so ergänzt, daß der
eingestellte Papierzug während des ganzen Aufrollvorganges konstant bleibt. Beide
Wicklungen sind durch Widerstände regelbar, was für das Einstellen eines gewünschten
Papierzuges notwendig ist. Im Stromkreis des Relais 7 liegt ein vom Nebenschlußwiderstand
3 gesteuerter Endschalter 9, welcher in der Endlage des Nebenschlußwiderstandes
3 geöffnet ist.
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Bei der in der Zeichnung dargestellten Lage der Einzelelemente ist
Stillstand der gesamten Maschine angenommen. Der Nebenschlußwiderstand 3 ist in
seiner Endlage, in welcher das Feld des gerade eingeschalteten Motors i ein Minimum
'ist. Die Motoren i und i' werden durch allmähliches Ausschalten der Ankervorschaltwiderstände
2 bzw. 2' auf eine der Netzspannung entsprechende Drehzahl beschleunigt. Der Motor
i, welcher durch die Stellung des Umschalters q. für den nächsten Wickelvorgang
eingeschaltet ist, besitzt bei dem geschwächten Feld, welches durch die in der Zeichnung
dargestellte Lage des Feldreglers bedingt ist, die bei der gegebenen Ankerspannung
höchste Drehzahl. Der Betrieb gestaltet sich nun so, daß der Kontakt des Relais
6 durch die vom Ankerstrom des Motors i beeinflußte - Spule a entgegen der Kraft
der Feder c geschlossen wird, sobald der Motorstrom einen bestimmten Wert überschreitet.
Dieser Fall tritt dann ein, wenn der Wickeldurchmesser um einen bestimmten Betrag
gewachsen ist, so daß infolge des erhöhten Drehmoments ein größerer Strom vom Motor
aufgenommen wird, welcher über den Nebenschlußwiderstand 14 die Spule a beeinflußt.
Durch Schließe, des Kontaktes c wird nun die Spule des Relais i i kurzgeschlossen,
so daß dieses Relais abfällt und den Motor 5 auf folgendem Wege an Spaxmung legt:,
von der Netzleitung F1 über die Leitungen 15, 16, 17 und 18, die oberen Kontakte
des Relais io, die linke Ankerklemme des Motors 5, durch den Anker des Motors 5,
die unteren Kontakte des Relais ii, die Leitung i9 zur Netzleitung Ni. Solange der
Kontakt des Schalters 6 geschlossen ist,, bewegt sich. der Motor 5 und dreht den
Arm des Reglers 3 entgegen dem Uhrzeigersinn. Dabei gibt dieser den Endschalter
9 frei, so daß die Kontakte dieses Endschalters geschlossen werden.: Durch die Verstärkung
des Feldes sinkt der Strom des Motors i, so daß der Schalter 6 seinen Kontakt wieder
öffnet und damit den Motor 5 stillsetzt.
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Auf die im vorstehenden geschilderte Weise wird nun der Arm des Reglers
3 in Abhängigkeit vom Wickeldurchmesser immer weiter nach links bewegt. Wenn das
Papier reißt, dann fällt zwar der Ankerstrom des Motors i auf einen sehr niedrigen
Betrag, der i Regler bleibt aber dennoch in der zuletzt eingenommenen Lage stehen
und bewegt sich
nicht nach rechts zurück, da das Relais 6 nur bei
Stromanstieg wirksam wird.
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Ist nun der Wickelvorgang beendet, dann wird nach Wegnähme der Rolle
der Umschalter .4 in seine rechte Stellung gebracht. Dadurch wird der Widerstand
3 in den Feldkreis des Motors i' gelegt. Außerdem wird die Spule a des Relais 6
von dem Widerstand 14 abgeschaltet und parallel zum Widerstand 1q.' des Motors i'
gelegt. .Beim Umschalten wird der rechte Kontakt am Schalter q. für kurze Zeit geschlossen.
Durch diesen kurzzeitigen Stromstoß erhält nun, da der Endschalter 9 ebenfalls geschlossen
ist, das Relais 7 auf folgendem Wege Strom: von der Netzleitung P, über die Leitung
15, den rechten Kontakt (Tippkontakt) des Schalters die Spule des Relais
7, den Endschalter 9 am Nebenschlußregler3, die Leitung 19 zur Netzleitung Ni. Das
Relais 7 schließt seine oberen Kontakte, so daß, wie sich aus der Zeichnung unmittelbar
ersehen läßt, die Spule des Relais io kurzgeschlossen ist. Das Relais io fällt ab
und schließt seine unteren Kontakte. Damit ist für den Motor 5 folgender Stromkreis
geschlossen: von der Netzleitung P1 über die Leitungen 15, 16, 17, 18, die oberen
Kontakte des Relais i i, die rechte Ankerklemme des Motors 5, durch den Anker des
Motors 5, die Leitung 2o, die unteren Kontakte des Relais io, die Leitung i9 zur
Netzphase N1. Der Motor 5 läuft nun an und bewegt den Reglerarm im Uhrzeigersinn,
bis der Arm den Endschalter 9 öffnet und damit den Stromkreis für das Relais 7 unterbricht,
so daß dieses abfällt und den Kurzschluß für das Relais io aufhebt. Damit ist der
Ankerstromkreis für den Motor 5 unterbrochen, und dieser bleibt stehen. Die Schaltung
ist nun für den Aufwickelvorgang auf der vom Motor i' angetriebenen Rolle betriebsbereit.
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Aus dem Vorstehenden ist zu ersehen, daß zur Bedienung des Antriebes
bei normalem Betrieb lediglich die Steuerung des Umschalters q. erforderlich ist.
Zur Einstellung des gewünschten Papierzuges wird der Regelwiderstand 8 verstellt,
welcher die Größe des einzuregelnden Ankerstromes beeinflußt.
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Der Vorschaltwiderstand 21 ist zu dem Zwecke vorgesehen, daß der Motor
5 beim Regeln durch das Relais 6 eine möglichst niedrige Drehzahl besitzt, um so
ein Überregeln zu vermeiden. Der Widerstand 21 ist so angeordnet, daß er beim Einschalten
des Motors 5 durch das Relais io (untere Kontakte), d. h. beim Rückführen des Reglers
nach beendetem Wickelvorgang, nicht wirksam ist, so daß das Rückführen des Reglers
stark beschleunigt wird. Zur weiteren Sicherheit besitzt der Hilfsmotor 5 eine wirksame
Ankerkurzschlußbremsung. Für mitunter erwünschtes -kurzzeitiges Nachlassen des Papierzuges
(beim Überführen von Papiereinrissen) oder schnelles Aufholen der nach dem Wiederaufführen
etwas durchhängenden Papierbahn sind die beiden Druckknöpfe i2 und 13 vorgesehen.
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Für den mitunter vorkommenden Fall, daß gleichzeitig zwei oder mehrere
Motoren in Betrieb sein müssen, d. h. wenn die Papierbahn schon vor dem Aufrollapparat
geteilt wird, läßt sich die gleiche Einrichtung -entsprechend vervielfachen. Die
einzelnen Umschalter können dabei jeder für sich, oder mechanisch gekuppelt, oder
als gemeinsam zusammengefaßter Schalter bedient werden. Schließlich kann auch dieselbe
Einrichtung für den Fall verwendet werden, daß jeder Motor seinen besonderen Nebenschlußregler
nebst Steuereinrichtung erhält. Die angeführte Umschaltung ist dann nicht erforderlich.
Oder die Einrichtung kann so getroffen werden, daß zwar jeder Motor seinen besonderen
Nebenschlußregler erhält, aber eine gemeinsame Steuervorrichtung vorgesehen ist,
die durch einen Umschalter von einem auf den anderen Motor geschaltet wird.