DE580869C - Verfahren zur selbsttaetigen Regelung der Zugspannung des Arbeitsgutes bei Walz- und Ziehwerken - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

Bibüofheek
ir-, in el. Eigenefc

.18AUG. 1933

AUSGEGEBEN AM
17. JULI 1933

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVr 580869 KLASSE 21 c GRUPPE 62eo

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaf t in Berlin*)

Patentiert im Deutschen Reiche vom 1. November 1931 ab

Beim Walz- oder Ziehprozeß kommt es darauf an, das zu bearbeitende Material mit konstantem Zug zu ziehen oder in anderen Fällen mit konstanter mechanischer Vorspannung den Walzen zuzuführen. Dabei wird das Material auf Haspeln oder Trommeln aufge-: zogen oder von diesen mit gleichbleibendem Zug abgewickelt. Bei konstanter Geschwindigkeit des Walzgutes ändert sich dann die Drehzahl der Trommeln, die so geregelt werden müssen, daß die Geschwindigkeit des Walzgutes oder noch besser" die mechanische Zugspannung gleichgehalten wird. Einrichtungen, die die Haspeldrehzahl abhängig vom Zug bei dünnen Drähten regeln, sind bereits vorgeschlagen worden. Die Einrichtungen sind jedoch für stärkere Drähte und Bleche nicht verwendbar.

Gegenstand der Erfindung ist eine Regel-

2L anordnung, die vorzugsweise für stärkere Drähte und Bleche in Frage kommt, und zwar soll die Änderung der Magnetisierbarkeit beim Auftreten von mechanischen Spannungen zur Regelung verwendet werden. Es ist bekannt, daß bei hohen Sättigungen mit' mechanischen Zugbeanspruchungen in der Richtung des magnetischen Flusses die Permeabilität eines Materials stetig sinkt und bei Verringerung der Zugspannung wieder steigt. Schickt man also einen magnetischen Fluß durch das Walzgut in der Richtung der Zugbeanspruchung, der in seiner Charakteristik hauptsächlich durch das Walzgut beeinflußt wird, d. h. den größten Teil seines Widerstandes im Walzgut rindet, so kann man bei konstanter Erregung die Induktionsänderungen oder bei konstantem Fluß die Änderung des Erregerstromes für die Regelung benutzen. Der letzte Weg bietet die größere Empfindlichkeit und soll beispielsweise im folgenden beschrieben werden.

Bedingung für die Anwendung ist, daß der Fluß und der magnetische Widerstand konstant gehalten werden, damit der Magnetisierungsstrom, der für die Regelung verwendet werden soll, nicht von anderen Größen als vom mechanischen Zug beeinflußt wird. Um den Fluß konstant zu halten, wird der magnetische Kreis mit Wechselstrom konstanter Spannung erregt; denn es ist

E = 4,44 · / · μ · phi · ίο""⁸ Volt,

wenn η die Windungszahl und phi den magnetischen Fluß hedeutet. Die Frequenz des

*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:

Helmut Cypra in Berlin-Karοτν, Dr.-Ing. Karl Kettner in Berlin-Lankzvitz und Christian Nordmann in Berlin-Halensee.

Wechselstromes wählt man dabei so, daß das Resultat nicht durch die Stromverdrängung in die Walzhaut beeinträchtigt wird.

Um den magnetischen Widerstand konstant . 5 zu halten, muß für gute Übergangswiderstände zwischen Erregerjoch und Walzgut gesorgt werden; zweckmäßig werden an den Polschuhen Rollen oder Bürsten angebracht, die jede Änderung der Übergangswiderstände »ο ausschließen (Abb. r). Damit die Charakteristik des Flusses fast ausschließlich durch das Walzgut bestimmt wird, muß der Querschnitt des Erregerjoches im Verhältnis zu dem für die Messung benutzten Querschnitt des WaIzgutes sehr groß sein. Schließlich darf der Weg des Flusses im Walzgut nicht zu kurz oder zu schmal sein, je nachdem es die Verhältnisse (Draht oder Blech) gestatten, damit durch Inhomogenitäten im Material oder seiner Oberfläche keine Änderungen im magnetischen Widerstand auftreten, die in der Größenordnung der durch die Zugspannungen erzeugten Änderungen liegen und die Regelung nicht stören. Die Wirkungsweise sei an s5 Hand der Abb. 2 erläutert. Der magnetische Kreis wird mit einer Spannung E erregt und ruft einen Fluß c ■E hervor. Wird das Walzgut, das den größten Teil des magnetischen Widerstandes bietet, mechanisch nicht beeinflußt, so ergibt sich der erforderliche Erregerstrom an Hand der bekannten Magnetisierungskurve zu I₀. Wird das Walzgut auf Zug beansprucht, so sinkt die Permeabilität, und die Magnetisierungskurve verläuft etwa nach der gestrichelten Linie der Abb. 2, so daß bei konstanter Spannung ein wesentlich größerer Erregerstrom /j erzwungen wird. Eine verhältnismäßig hohe Sättigung des Walzgutes ist erforderlich, damit einerseits verhältnismäßig große Änderungen des für die Regelung verwendeten Erregerstromes erreicht werden und •andererseits die Induktionsänderungen, die "noch bei kleinen Feldstärken je nach der Größe der mechanischen Spannung teils positiv, teils negativ sind, einen eindeutigen Verlauf haben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll im folgenden näher beschrieben werden. Gemäß Abb. 3 soll die Regelung der Haspelgeschwindigkeit abhängig vom Zug des Walzgutes für einen Gleichstrommotor 2 vorgenommen werden, der seinen Ankerstrom über einen Gleichrichter 4 und den zu regelnden Feldstrom über einen gittergesteuerten Gleichrichter 3 aus dem Wechselstromnetz 1 bezieht. Für die Regelung wird den Wicklungen 7 und 8 des MagnetJoches über einen Anzapftransformator 5 und Widerstände 6 und Q der Erregerstrom zugeführt, der an den Verbindungspunkten 12 und 13 der in Brükkenanordnung geschalteten Wicklungen und Widerstände 6 bis 9 eine Spannung erzeugt,, die sich in der Phase infolge Änderung des Erregerstromes verschiebt. Diese Spannung wird durch eine Phaseneinstellvorrichtung 10 6g um einen konstanten Wert so verschoben, daß sie in der am Transformator 11 herrschenden Lage die Gitter des Gleichrichters 3 so beeinflußt, daß der Motor 2 für die gewünschte Zugspannung im Walzgut die erforderliche Geschwindigkeit besitzt. Eine zusätzliche Vergrößerung der Zugkraft hat eine Abnahme der Permeabilität und eine Vergrößerung des Magnetisierungsstromes zur Folge. Dadurch wird die Gitterspannung so verschoben, daß die für die Felderregung des Motors 2 verwendete Spannung steigt, der Feldstrom zunimmt und der Motor langsamer läuft bzw. stärker bremst, wenn er mit dem Umschalter 14 zur Erreichung einer mechanischen Vorspannung des Walzgutes auf Bremswiderstände geschaltet ist. Da die Induktion im Walzgut bei konstanter Wechselspannung und gleichbleibenden Polabständen von dem Querschnitt des Walzgutes abhängig ist, ist es zweckmäßig, für alle Querschnitte denselben Magnetisierungsstrom einzustellen. Dies wird durch Wahl der Anzapfungen des Transformators 5 erreicht, die man gegebenenfalls mit einer von den Querschnitten abhängigen Skala versieht.

Der Erfindungsgedanke kann sowohl auf das Walzen von Blechen wie auf das Ziehen von Drähten Anwendung finden. Ebenso kann statt der Änderung des Erregerstromes auch die Änderung der Induktion in geeigneter Weise ausgenutzt werden.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur selbsttätigen Regelung der Zugspannung des Arbeitsgutes bei Walz- und Ziehwerken, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Änderung der Zugspannung hervorgerufene Änderung der magnetischen Leitfähigkeit des Arbeitsgutes für die ■ Regelung verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Regelung die mit der Änderung der Zugspannung sich ergebende Änderung der Induktion im Arbeitsgut bei gleichbleibendem Arbeitsstrom (der Spule in Abb. 1 und der Spu- len 7, 8 in Abb. 2) oder die sich ergebende Änderung des Erregerstromes bei. gleichbleibender Induktion ausgenutzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und· 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Erzeugung einer von der Zugspannung des Arbeitsgutes abhängigen Erregerstrom-

stärke dienende Wechselspannung umgekehrt proportional dem Querschnitt des Arbeitsgutes bemessen wird.

4. Anordnung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das für die Erzeugung des magnetischen Flusses im Arbeitsgut verwendete Eisenjoch einen im Verhältnis zum magnetischen Widerstand im Arbeitsgut sehr kleinen magnetischen Widerstand besitzt.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Übergangswiderstand zwischen dem Eisenjoch und dem Arbeitsgut durch Rollen oder Bürsten konstant gehalten wird.

6. Anordnung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerwicklung des Joches aus zwei Teilen besteht und mit zwei Ohmschen Widerständen in einer Brückenschaltung angeord- · net ist, deren Diagonalspannung zur Regelung des Motors bzw. zur Beeinflussung der mechanischen Zugspannung des Arbeitsgutes verwendet wird. ·

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Diagonalspannung als Steuerspannung den Gitterkreisen von gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsgefäßen zugeführt wird, die wenigstens eine Wicklung des Motors aus einem Wechselstromnetz speisen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen