Eiliriclltung zur Aufrechterhaltung einer gegebenen Geschwindigkeit von mindestens einer angetriebenen Welle einer Maschine, insbesondere -von Papiermaschinen. Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Aufrechterhaltung einer gegebenen Ge- .chwindigkeit von mindestens einer angetrie- benen Z@'elle einer Maschine, insbesondere von Papiermaschinen, bei welcher der Antrieb der Welle über ein Geschwindigkeitswechsel- getriebe erfolgt.
In Verbindung mit Papiermaschinen ist es bereits vorgeschlagen worden, Wellen, die zeitweise mit einer grösseren und zeitweise mit einer kleineren, gegebenen Geschwindig keit zu laufen haben. über ein mit unveränder licher Drehzahl angetriebenes Geschwindig keitswechselgetriebe zu betätigen. Dabei wird der Verstellungsbereich des Getriebes so be messen, dass er sowohl für die gemeinsame Geschwindigkeitsregazlierung aller Wellen, < i.ls auch für die Zugeinstellung der einzelnen Wellen der Maschine ausreicht.
Solche Ein richtungen können jedoch in all den Fällen nicht verwendet werden, w o eine KraTtquelle, welche die Geschwindigkeitswechselgetriebe mit unveränderlicher Drehzahl anzutreiben gestattet, nicht zur Verfügung steht. Ferner sind diese Einrichtungen auch dann nicht brauchbar, wenn im Geschwindigkeitswecli- selgetriebe ein Schlupf auftreten kann, da auch in diesem Falle die angetriebene Welle, trotzdem das Geschwindigkeitswechselgetriebe auf die gegebene Drehzahl der- anzutreiben den Welle eingestellt ist, nicht mit der ge gebenen Geschwindigkeit laufen wird.
Das verursacht bei Maschinen, bei denen das Verhältnis der verschiedenen ' Umfangsge schwindigkeiten einer Anzahl Wellen zuein ander genau gewahrt bleiben sollte, wie es zum Beispiel bei Papiermaschinen mit Be zug auf die Geschwindigkeit der Masspressen, der Trockenpartien, des Kalanders und des Aufrollers der Fall ist, sofort Betriebsstö rungen.
Um nun bei Einrichtungen der ein gangs erwähnten Art, bei denen der Antrieb der Wellen über mindestens ein Geschwin digkeitswechselgetriebe erfolgt, den ange führten Übelstand zu beseitigen, verändert erfindungsgemäss bei auftretenden ungewoll ten Drehzahländerungen der primären oder sekundären Welle des Geschwindigkeits- wechselgetriebes ein in Abhängigkeit von jenen Drehzahländerungen. beeinflusstesRe- gelorgan das Übersetzungsverhältnis des Ge triebes selbsttätig im Sinne der Gleichhal tung der gegebenen Drehzahl der sekundären Welle und dadurch der angetriebenen Welle der Maschine.
Auf den beiliegenden Zeichnungen sind mehrere Ausführungen der Erfindung bei spielsweise veranschaulicht. Es zeigt: Fig. 1 schematisch eine Anordnung für eine Papiermaschine, bei der jede der mit einer gegebenen Geschwindigkeit anzutrei benden '\#@Tellen von einem eigenen Motor über ein GeschwindigkeitsVrechselgetriebe betätigt wird, wobei das in Abhängigkeit von den Drehzahländerungen zu beeinflussende Regel organ als elektrischer Regler ausgebildet ist, während Fig. 2 schematisch eine Anordnung zeigt, bei der eine eingestellte,
gegebene Geschwin digkeit einer angetriebenen Welle unter Ver mittlung eines Pendelreglers aufrecht er halten wird, wobei letzterer seinen Antrieb von der primären Welle eines die anzutrei bende Welle betätigenden Geschwindigkeits- wechselgetriebes erhält;
Fig. 3 zeigt eine Anordnung, bei der das in Abhängigkeit fron ungewollten Drehzahl änderungen eines Geschwindigkeitswechselge-trieben beeinflusste Regelorgan auf hydrau lischem @Tege betätigt wird, und Fig. 4 zeigt Einzelheiten einer zu einer solchen hyZraulisclhen Betätigung des Regel- organes dienenden Einrichtung;
Fig. 5 zeigt eine Anordnung, bei welcher das in Abhängigkeit von ungewollten Dreh zahländerungen des Geschwindigkeitswech- selgetriebes beeinflusste Regelorgan als Dif ferentialgetriebe ausgebildet ist, und Fig. 6 zeigt eine Anwendung der Erfin dung für einen Fall, wo das Verhältnis .der Geschwindigkeit einer Anzahl Walzen zu der Geschwindigkeit einer bestimmten Walze konstant zu erhalten ist.
In Fig. 1 bezeichnen 1, 2, 3 und .I Walzen einer Papiermaschine, die mit gegebenen Ge schwindigkeiten zu laufen haben. Jede dieser Walzen wird von einem eigenen Motor bezw. 6, 7, 8 über ein G.eschwindigkeitswech- selgetriebe 16 bezw. 17, 18, 19 angetrieben. Die Motoren 5, 6, 7, 8 sind durch Gleich strom synchronisierte Drehstrommotoren, die an ein gemeinsames Netz 23 angeschlossen sind.
Die Leitung 101 liefert den zur Syn chronisierung notwendigen Gleichstrom und wird von einem Generator 10 gespienen, der von einem Synchronmotor 9 angetrieben wird. 13 ist eine den Geschwindigkeitsw ech- selgetrieben 16, 17, 18, 19 gemeinsame Steu erwelle, von der zu jedem der genannten Getriebe eine mit einem Handrad 20 ausge stattete Nebenwelle 14 abzweigt. Die Steuer welle 13 wird von einem Motor 12 ange trieben, dessen Gang von einem elektrischen Regler 11 beeinflusst wird. 15 bezeichnet. Mechanismen zum Verstellen des Über= setzungsverhältnisses der Geschwindigkeits wechselgetriebe 16, 17, 18, 19.
Jeder Ver- stellmechanismus 15 steht mit der dem be treffenden Cesehwindigkeitswechselgetriebe zugeordneten Nebenwelle 11. in Wirkungs verbindung. Die beschriebene Einrichtung kann von einem Führerstand 21 aus gesteuert werden, von wo aus im Notfalle das Ganze mit. Hilfe eines Schalters 22 auch von dem primären letze 23 abgeschaltet werden kann.
Tritt bei der beschriebenen Anordnung beispielsweise im 'Netz --23 eine Änderung der Frequenz auf, so übt das sofort einen Ein fluss auf die Drehzahl des Synchronmotors 9 aus, und es wird infolgedessen der Generator 10 schneller oder langsamer laufen, was eine Änderung in der Spannung des erzeugten Gleichstromes zur Folge hat.
Diese Span nungsänderung wird nun dazu benutzt, um mit Hilfe des Reglers 11 den Motor 12, der die Steuerwolle 13 betätigt, so zu beeinflus sen, dass die Verstellmecha.nismen 15 die Cre- schwindigkeitswechselgetriebe 16, 17, 18, 19 selbsttätig im Sinne der Gleichhaltung der Drehzahl der sekundären Welle dieser Ge triebe und dadurch der gegebenen Drehzahl der von denselben angetriebenen, mit Walzen 1 bezw. 2, 3, $ versehenen Wellen beein flussen.
In. Fig. ? bezeichnet 31 eine angetriebene Welle, die mit einer gegebenen Drehzahl zu laufen liat und die ihren Antrieb über ein (*eschwindigkeitsweehselgetriebe 3?, sowie einen Riementrieb 33 von einer Welle 34 er bält.
Letztere stellt die gemeinsame An triebswelle einer Anzahl nicht gezeigter, der Welle 31 entsprechender Wellen dar. 35 bildet einen zum Verstellen des Übersetzungs verhältnisses des Geschwindigkeitswechsel- ,.),etriebes 3 2 dienenden Mechanismus, der über eine Steuerwelle 37 beeinflusst werden lca.iin. Die Steuerwelle 37 kann von Hand Init Hilfe eines Handrades 36 und selbsttätig in noch näher zu beschreibender Weise unter Vermittlung eines als Fliehkraftregler 38 ausgebildeten Regelorganes betätigt werden.
Der Regler 38 erhält seinen Antrieb über einen Riementrieb 47 von der primären Welle (les Geschwindigkeitswechselgetriebes 32; finit der Reglermuffe ist ein Hebel 49 ver bunden, an den einmal ein Steuerkolben 40 und sodann eine eine Handregulierung 48 tragende Stange 5() a.ngelenkt sind.
Der Steuerkolben 40 beherrscht den Zufluss und Abfluss einer Drueliflüssigkeit nach bezw. aus einem Zylinder 41., in dem ein Kolben 41 versehiebbar angeordnet ist. Dieser steht einerseits durch die Kolbenstange 4.) und einen bei 4? drehbar gelagerten Winkelhebel 491 mit der Stange 50 und anderseits durch die Kolbenstange 45, sowie einen Hebel 46 mit der Steuerwelle 37 in Wirkungsverbin dung. Die Teile .191, 50, 49 wirken als Rückführung.
@,\'enn bei der Einrichtung nach Fig. aus irgendeinem Grunde die Drehzahl der primären Welle 39 des Getriebes 32 sich iindert, so wird sich auch die Drehzahl des Reglers 38 ändern. Das hat eine solche Ver schiebung des Steuerkolbens 40 zur Folge, rlass Druchflüssigkeit in den einen der zti beiden Seiten des Kolbens 41 befindlichen Räume des Zylinders 41 fliessen kann.
Da durch wird die Stange 45 verschoben, und zwar so lange, bis durch die Steuerwelle 3 7 das Übersetzungsverhältnis des Getriebes 33 so geändert worden ist, dass trotz der neuen Geschwindigkeit der primären Welle 39 des Getriebes 3? dessen sekundäre Welle die Welle 31 mit der gegebenen Geschwindigkeit: antreibt.
Anstatt den Fliehkraftregler 38 von der primären Welle 39 des Geschwindigkeits- weehselgetriebes 32 aus betätigen zu lassen, kann dessen Betätigung auch von der sekun dären Welle des Getriebes 32 aus erfolgen.
Fig. 3 und 4 zeigen eine Ausführung, bei der das Regelorgan 5 7 bei auftretenden un gewollten Drehzahländerungen der sekun dären Welle eines Geschwindigkeitsweclisel- getriebes 52 auf hydraulischem Wege in Ab hängigkeit von jenen Drehzahländerungen beeinflusst wird. Die angetriebene Welle, die mit einer gegebenen Geschwindigkeit zu lau fen: hat, ist hier mit 56 bezeichnet.
Das Ge schwindigkeitswechselgetriebe 5? erhält sei nen Antrieb von einer Kraftmaschine 51, die beispielsweise ein Dieselmotor, eine Turbine oder ein Elektromotor sein kann, und eine in Verbindung mit diesem Getriebe 52 vor gesehene Einrichtung 53, die zur Verstel lung des Übersetzungsverhältnisses dient, kann unter Vermittlung einer Welle 55 so wohl von Hand mittelst Handrad 51, als auch über eine Steuerwelle<B>56'</B> und einen Steuermotor 60 von dem Regelorgan 57 aus betätigt werden. Letzteres kann mittelst Rad 61 von Hand beeinflusst werden, und es steht durch Leitungen 58, 59 mit. dem Steuermotor 60 in Wirkungsverbindung.
Eine beispielsweise Ausführung des auf hydraulischem Wege betätigten Regelorganes 5.7 ist in Fig. 4 gezeigt, zwar allerdings in der Abart, wo dieses Organ nicht, wie es bei -der Anordnung nach Fig. 3 der Fall ist, auf den Steuerkolben für eine Regulier flüssigkeit, sondern auf eine Kontaktreibe einer an ein Netz<B>77'</B> angeschlossenen elek trischen Reguliereinrichtung 7 7 einwirkt. In Fig. 4 ist das Regelorgan 5 7 als eine von einer Feder 74 beeinflusste Membrane aus gebildet.
In dieser Figur bezeichnet 71 eine Flüssigkeitspumpe, die in tbereinstimmung mit der in Fig. 3 gezeigten Anordnung in nicht gezeigter Weise von der sekundären Welle des Geschwindigkeitswechselgetriebes 52 angetrieben wird. Die Pumpe 71 saugt Flüssigkeit aus einem mit einer Kühleinrich tung 73 ausgestatteten Raum 72 eines die Membrane 57 und die Räder der Pumpe 71 einschliessenden Gehäuses 571 an und fördert sie in den Bereich der balgähnlichen Mem brane 57, deren Hubbewegungen von einer Stange 75 auf einen bei 761 drehbar ge lagerten Hebel 76 übertragen werden.
Letz terer bewirkt durch Zusammenarbeiten mit einer elektrischen Kontaktreihe der Regu liereinrichtung 77, , dass eine von der Mem brane 5 7 eingeleitete Bewegung der mecha nischen Teile 75, 76 jeweils in einen elektri schen Vorgang umgeformt wird, durch den der Gang des die Steuerwelle 561 betätigen den Steuermotors 60 beeinflusst wird.
Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, dass in Fig. 4 mit 61 das bereits in Verbindung mit Fig. 3 erwähnte Handrad bezeichnet ist, das den Durchflussquerschnitt einer Drossel stelle für die von der Pumpe 71 in Umlauf gesetzte Flüssigkeit zu verändern und da durch den auf die Membrane 57 wirkenden Flüssigkeitsdruck zu regulieren gestattet, also eine Drehzahlregulierung von Hand er möglicht.<B>61'</B> bezeichnet ein Sicherheits ventil.
Bei der Anordnung nach Fig. .1 hängen die von der Membrane 57 ausgeführten Bewe gungen vom Gang .der Flüssigkeitspumpe 71 und somit primär von der Geschwindigkeit der sekundären Welle des Getriebes 52 (Fig.3) ab.
Läuft diese sekundäre Welle zum Beispiel mit einer Geschwindigkeit, die grösser ist als die gegebene Geschwin digkeit der anzutreibenden Welle 56, so wird die Pumpe 71 mehr fördern, und da der vom Handrad 61 beherrschte Drosselquerschnitt unverändert bleibt, so wird auf die Mem brane 57 ein verstärkter Druck einwirken, so dass sie zusammengedrückt wird. Das veranlasst eine derartige Bewegung der Teile 75, 76, 60. 561, 55 und 53, dass das Über setzungsverhältnis des Getriebes 52 selbst tätig im Sinne der Gleichhaltung der gege- benen Drehzahl der sekundären Welle des Getriebes 52 beeinflusst wird.
Auch bei einer Anordnung nach Fig. 4 kann gewünschtenfalls die Pumpe 71 anstatt von der sekundären Welle des Getriebes 5? von dessen primärer Welle aus angetrieben werden.
Fig. 5 zeigt eine Ausführung, bei der das in Abhängigkeit von den ungewollten Drehzahländerungen des Geschwindigkeits wechselgetriebes beeinflusste Regelorgan als Differentialgetriebe ausgebildet ist. In die ser Figur bezeichnet<B>103</B> da.s von einem elek trischen Motor 116 angetriebene Geschwin digkeitswechselgetriebe, dessen sekundäre Welle 1031 mit der mit einer gegebenen Ge schwindigkeit anzutreibenden Welle 104 ge kuppelt ist..<B>101</B> bezeichnet eine bei einmal eingestelltem Maschinengang mit gleichblei bender Drehzahl laufende Steuerwelle, die der Welle 104 und einer weiteren Anzahl ihr entsprechender, nicht gezeigter Wellen gemeinsam ist.
In Verbindung mit jeder der letztgenannten Wellen ist eine von der Steuerwelle 101 über ein. Kegelrädergetriebe 117 angetriebene Nebenwelle 102 vorge sehen. Jede Welle 102 treibt über eine Kupp lung 110, die eine Einzelbeeinflussung er möglicht, eine Welle<B>118</B> an, auf der ein Zahnrad 109 des das Regelorgan bildenden Differentialgetriebes D sitzt. Ein weitere Rad 108 dieses Differentialgetriebes erhält seinen Antrieb über ein Konusgetriebe <B>105,</B> 106_, 107 von der sekundären Welle 1031 des Geschwindigkeitswechselgetriebes IM'). Mit 120 ist das Mittelstück des Differential getriebes D bezeichnet, das zwei Zahnräder <B>119</B> trägt.,
die beide mit den Zahnrädern 108 und 109 in Eingriff stehen. Das Mittelstück 120 weist ferner am Aussenumfang ein Zahn rad 111 auf, das mit einem Zahnrad l12 eins Doppelschraubengetriebes in Eingriff steht: Das zweite Zahnrad<B>113</B> dieses Schrauben getriebes steht in @rirkungsverbindung mit der nicht gezeigten Einrichtung zur Verärr- der,rrrrg des @I@ bersetzungsverhä,ltnisses des Geschwindigkeitswechselgetriebes 103.
Solange nun die Welle 104 mit der c;e- ';ebenen Geschwindigkeit läuft, laufen die Räder 108 und 109 mit derselben Drehzahl, so dass das Mittelstück 120 keine Verdrehung erfährt. Sobald aber irgendeine Abweichung der Geschwindigkeit der sekundären Welie des Getriebes 103 von der gegebenen Ge- scliwindigkeit eintritt, wird das Mittelstück 120 verdreht, und es wirkt dann das Dop pelseltraubengetriebe 112, 113, im Sinne der Iicristanthaltung der Drehzahl der sekun därenWelle 1031 des Getriebes 103.
Das Konusgetriebe 105, 106, 107 gestattet eine gewollte Einzelstellung der Geschwindig keit der Welle 104.
Fig. 6 zeigt wie die Erfindung angewen det werden kann, wenn das Verhältnis der Geschwindigkeit einer Anzahl Wellen zur Geschwindigkeit einer bestimmten Welle konstant zu halten ist. Es bezeichnen 80. 81, 82 mit )Talzen versehene Wellen einer Papiermaschine, die je von einem Motor 83.
bezw. 84, 85 über ein Geschwindigkeitswech selgetriebe 86, bezw. 87, 88 angetrieben wer den. 83. 86. 80 stellt eine sogen.annte Tacho meter-Gruppe dar, das heisst die Gruppe, mit deren Geschwindigkeit die Geschwindig keiten der übrigen Wellen 81., 82, die bei normalen Betriebsverhältnissen je mit einer gegebenen Geschwindigkeit zu laufen haben, auch noch in einem konstanten Verhältnis bleiben müssen. Die Welle 80 treibt bei festbleibendem Übersetzungsverhältnis eine Regulierwelle 89 an. Ein Rad 90 dient zur Einstellung des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes 86.
Die Tachometer-Gruppe kann, was die auf der Seite der primären Welle des Geschwindigkeitswechselgetriebes <B>80</B> sich geltend machenden Einflüsse anbe trifft. durch zweckentsprechende Mittel auf absolut konstanter Drehzahl gehalten werden, das heisst die Regeleinrichtung, die zum Bei spiel bei der Ausführung nach Fig. 1 auf die Gesamtsteuerwelle 13 einwirkt, kann in Wir kungsverbindung mit dem Rad 90 gebracht werden.
Die Regulierwelle 89 beeinflusst über auch hier als 'Differentialgetriebe D ausgebildete Regelorgane das Übersetzungs- verhältnis der Getriebe 87, 88, und zwar,<B>so-</B> lange sie mit sich gleichbleibender Geschwin digkeit läuft, genau in derselben Weise. wie es die Welle 101 bei der Anordnung nach Fig. 5 tut. G und K sind Getriebe, die zum Antreiben des einen Teils der Differential getriebe D durch die sekundäre Welle des Geschwindigkeitswechselgetriebes 87 bezw. 88 dienen.
Dabei gestatten die Konusge- triebe K, genau so wie bei der Anordnung nach Fig. 5, die Geschwindigkeit der anzu treibenden Wellen 81, 82 in gewolltem Sinne einzeln zu beeinflussen. Wenn sich aber bei der -in Fig. 6 gezeigten Anordnung au: ir gendeinem ungewollten Grunde die Ge schwindigkeit der Welle 80 ändert, so hat das einmal eine sofortige Änderung -der Ge schwindigkeit der Regulierwelle 89 zur Folge, was im weiteren eine Beeinflussung der Regelorgane D der Getriebe 87, 88 im Sinne einer Konsta.nthaltung des Verhält nisses zwischen der Geschwindigkeit der Welle 80 und den Geschwindigkeiten der Wellen 81, 82 hervorruft.
Sobald das auf recht zu erhaltende Verhältnis zwischen den Geschwindigkeiten der Wellen 80, 81, 82 wieder hergestellt ist; =wirkt dann die Re gulierwelle 89 wieder nur noch im Sinne der Aufrechterhaltung der in der beschriebenen Weise selbsttätig eingestellten neuen Ge schwindigkeiten. Ähnliche Vorgänge spielen sich ab. wenn aus irgendeinem Grunde die Wellen 81, 82 anfangen sollten, mit einer andern als der im richtigen Verhältnis zur Geschwindigkeit ,der Welle 80 stehenden Ge schwindigkeit zu laufen. Eine gewollte Än derung der Geschwindigkeit .der einzelnen Wellen 81, 82 (Zugregulierung) kann da gegen mit Hilfe der Konusgetriebe K er reicht werden.
Die beschriebenen Anordnungen können auch bei Gruppenantrieb, das heisst in solchen Fällen, wo ein Motor über ein Geschwindig keitswechselgetriebe mehrere Wellen anzu treiben hat, zur Anwendung kommen. Dabei können die Geschwindigkeitswechselgetriebe der Antriebsmotoren für die verschiedenen Gruppen .auf die gleiche Weise zwecks Auf- rechterhaltung bestimmter Drehzahlen der anzutreibenden Wellen einer Maschine so in Wirkungsverbindung gebracht werden, wie mit Bezug auf die Anordnungen mit Einzel antrieb beschrieben wurde.