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Einrichtung zum Steuern einer Aufwickelvorrichtung für Kabel, Seile
od. dgl.
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Strangmaterial Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum
Steuern einer Aufwickelvorrichtung für Kabel, Seile odere gleichartiges Strangmaterial,
welche mit einem Wickelantrieb und mit einem Verlegeantrieb für das gleichzeitige
seitliche Verschieben der Wickeltrommel ausgerüstet ist und bei welcher Wickelantrieb
und Verlegeantrieb in gegenseitiger Abhängigkeit voneinander wirksam sind, wobei
für den Wickelantrieb und den Verlegeantrieb je ein elektromotorischer Einzelantrieb
vorgesehen ist, der von je einem Generator eines Leonard-Aggregats gespeist wird.
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Bei bekannten Aufwickelvorrichtungen wird der Antrieb für die Verlegevorrichtung
in der Regel durch mehrere Wellen und Spindeln von dem Antrieb der Aufwickeltrommel
übertragen. Die Ubertragungsglieder sind dabei zwischen den beiden Ständern bzw.
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Tragsäulen der Aufwickelvorrichtung gelagert. Da sich bei derartigen
Aufwickelvorrichtungen die Durchbiegung bzw. das Gegeneinanderneigen der Ständer
bzw. Tragsäulen unter Last nachteilig auf die Antriebswellen und Spindeln auswirken
kann, müssen die Ständer bzw. Tragsäulen erheblich überdimensioniert werden, so
daß sie ein hohes Gewicht aufweisen.
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Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer Einrichtung zum Steuern
einer Aufwickelvorrichtung, bei welcher die einzelnen für einen Wickelvorgang erforderlichen
Bewegungen in Abhängigkeit voneinander ausgeführt werden, ohne daß eine mechanische
Antriebsverbindung zwischen den beiden die Trommel tragenden Ständern hergestellt
werden muß. Die Erfindung bezweckt also eine Einrichtung, bei welcher der Antrieb
des Verlegers durch einen getrennten Regelsatz erfolgen kann, dessen Generator in
Abhängigkeit von der Drehzahl der Wickelwelle erregt wird. Eine solche Verlegeeinrichtung
ist besonders dann von Vorteil, wenn der Antrieb der Aufwickeltrommel durch einen
separaten Antrieb, insbesondere mit Gleichstrommaschine, erfolgt.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß durch einen mit dem
Aufwickelmotor bzw. der Aufwickeltrommel gekuppelten Tachodynamo eine der Trommeldrehzahl
proportionale Spannung nach einem Spannungsteiler übermittelt wird, durch welchen
das Verhältnis zwischen Trommel- und Verlegerdrehzahl, d. h. die Verlegestrecke
pro Trommelumdrehung, einstellbar ist, wobei der vom Spannungsteiler abgehende Sollwert
mit der Ankerspannung des Verlegeantriebs, d. h. mit dem Istwert, verglichen und
die Differenz einem Regler zugeführt wird, der einen Verstärker und damit über die
Feld-
wicklung die Ankerspannung des Generators des Verlegeantriebs beeinflußt.
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Die Erfindung wird nunmehr an Hand der sie beispielsweise darstellenden
Zeichnung, welche ein schematisches Schaltbild der erfindungsgemäßen Einrichtung
wiedergibt, ausführlicher beschrieben.
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Die Zeichnung zeigt eine elektrische Schaltungsanordnung, mittels
welcher über einen elektromotorischen Einzelantrieb 1 eine Aufwickeltrommel 2 und
über einen elektromotorischen Einzelantrieb 3 ein Verleger 4 (arbeitet durch Verschieben
der Aufwickelvorrichtung) angetrieben werden kann. Dem durch einen Gleichstrommotor
gebildeten elektromotorischen Antrieb 1 für die Aufwickeltrommel 2 ist ein Generator
G 1 und dem ebenfalls durch einen Gleichstrommotor gebildeten Einzelantrieb 3 für
den Verleger 4 ein Generator G2 zugeordnet. Diese Gene ratoren G 1 und G 2 sind
Teil eines im einzelnen nicht dargestellten Leonard-Aggregats. Zur Inbetriebnahme
wird zunächst die Anlage dem Netz zugeschaltet, und zwar derart, daß der Umformer
des Leonard-Aggregats läuft, während die Ankerkreise der Generatoren bei unerregten
Feldwicklungen F 1 bzw. F3 durch die Wirkung der Gegenfeldwicklungenau und F4 spannungslos
sind, weil durch die GegenfeldwicklungenF2 bzw. F4 der in den Feldwicklungen F 1,
F 3 stets vorhandene Restmagnetismus kompensiert wird. Zur Einleitung des Wickelvorganges
wird zunächst der Sollwert für den Zug im Wickelgut, z. B. an einem Potentiometer,
Drehtransformator mit nachgeschaltetem Gleichrichtersatz od. dgl., am BauteilS4
eingestellt. Dieser meist als Gleichspannung abgebildete Sollwert wird mit dem Istwert
des Ankerstromes des Drehantriebes 1, der am BauteilS3 als Spannung abgenommen wird,
verglichen und die Differenz dem Regler S 5 zugeführt.
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Der Regler steuert die Verstärkerstufe S6 aus, die ihrerseits das
Felde1 des Generators G1 speist, so
daß der Generator G1 eine Ankerspannung
erzeugt und ein dem Sollwert entsprechender Strom im Ankerkreis des Generators G1
und des Motors 1 fließt. Dadurch gibt der Motor 1 an seiner Welle ein Drehmoment
ab, das den gewünschten Zug im Wickelgut erzeugt, ohne daß aber der Motorl anläuft.
Dies geschieht erst, wenn die Arbeitsmaschine, z. B. eine Verseilmaschine, anläuft,
weil dann durch das anfallende Wickelgut der Zug geringer wird, so daß der Motor
1 in seinem Bestreben, den Zug aufrechtzuerhalten, zu drehen beginnt. Der Ankerstrom
ist also unter Vernachlässigung des während des Betriebes wechselnden Wirkungsgrades
der Wickelvorrichtung dem Zug im Wickelgut proportional, wenn während des Wickelvorganges
die Motorleistung bei ansteigendem Wickeldurchmesser, z. B. durch Nachregeln der
Motordrehzahl im Feldschwächbereich des Motors, konstant gehalten wird. Deshalb
wird die Motor-EMK durch die Schaltung S1 abgegriffen, mit der Spannung des Tachodynamos
TD 1 am Abzug 5 als gleitender Sollwert verglichen und die Differenz beider Spannungen
über den Regler S8 und die Endstufe S9 dem Motorfeld zugeführt, wobei die Schaltung
zweckmäßig so gewählt ist, daß das Motorfeld verstärkt wird, obwohl sich auch bei
Feldschwächung am Prinzip nichts ändert.
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Der Antriebsmotor 1 für die Trommel 2 wird von den beschriebenen
Elementen der Einrichtung somit in Abhängigkeit des vorgewählten Zuges (Stromes)
und in Abhängigkeit der Spannung des Tachodynamos TD 1 als Abbild der Zuführgeschwindigkeit
des Wickelgutes auf konstanten Zug bei hoher Genauigkeit eingeregelt. Von diesem
bekannten Stand der Technik geht nun die Erfindung aus.
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Das Wickelgut soll beim Auflegen auf die Trommel 2 mechanisch möglichst
wenig beansprucht werden, deshalb läßt man es am besten senkrecht auf die Trommel
2 auflaufen und verschiebt den ganzen Wickelbock. Als Antrieb dient der Motor 3
des Verlegers 4, der in Abhängigkeit von der Drehzahl der Trommel 2 und dem zu verlegenden
Durchmesser eines Kabels, Seiles od. dgl. gefahren werden muß.
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Um dies zu bewirken, wird mit dem Drehantrieb 1 ein Tachodynamo TOD
2 gekuppelt, dessen Spannung der Trommeldrehzahl proportional ist. Diese Spannung
wird auf einen SpannungsteilerS10, z.B. ein Potentiometer, gegeben, von dem nun
die dem Durchmesser des aufzuwickelnden Kabels, Seiles od. dgl. entsprechende Teilspannung
als Sollwert abgegriffen, mit der Motor-EMK, Schaltungsteil S 11, als Istwert verglichen
und die Differenz dem Regler S 12 zugeführt wird. Von dem Regler S12, der wie die
übrigen Regler aufgebaut ist, wird die Endstufe S13 ausge steuert, die das Generatorfeld
F3 speist. Der Generator G2 erzeugt eine Spannung, so daß der Motor 3 mit der vorgeschriebenen
Drehzahl läuft, wobei durch die Regeleinrichtung die Drehzahl sehr genau konstant
gehalten wird.
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Die Funktionstüchtigkeit der Einrichtung ergibt sich daraus, daß
die vom Tachodynamo TOD 2 kommende Spannung während des Wickelvorganges entsprechend
dem anwachsenden Wickeldurchmesser absinkt, so daß auch die durch die Schaltung
S10 angepaßte Sollwertspannung und die Drehzahl des
Motors 3 geringer werden. Dadurch
ist gewährleistet, daß bei einer Trommelumdrehung immer der vorgewählte Verschiebe-
bzw. Verlegeweg zurückgelegt wird, was auch noch für den Stillstand gilt. Diese
Werte kann man genau für einen Durchmesser des Wickelgutes einstellen. Ändert sich
der Durchmesser z. B. auf den doppelten Wert, so muß nun nur am BauteilS10 die doppelte
Spannung abgegriffen werden, d. h. mit anderen Worten, es kann für jeden Durchmesser
in linearer Abhängigkeit eine Sollwertspannung am Schaltungsbauteil S10 eingestellt
werden. Sind zwischen dem Drehantrieb 1 und der Aufwickeltrommel 2 Schaltgetriebe
eingebaut, so muß lediglich für jede Schaltstellung des Getriebes eine besondere
Eichkurve bestimmt werden. Dies gilt entsprechend für den Motor 3 in Verbindung
mit dem Verleger 4.
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Damit der Drehantrieb 1 beim Reißen oder Auslaufen des Wickelgutes
im Bestreben, den vorgeschriebenen Zug aufrechtzuerhalten, keine unzulässig hohen
Drehzahlen annimmt, arbeitet eine Drehzahlbegrenzungseinrichtung dergestalt mit,
daß die vom Tachodynamo TOD 1 am Abzug 5 kommende Sollwertspannung mit der Motor-EMK,
gebildet von S1, verglichen und über einen Regler S2 der vom Regler S5 kommenden
Spannung überlagert wird, so daß die Reglerausgangsspannung von S2 an Stelle derjenigen
von S5 die Endstufe S6 aussteuert. De Begrenzung arbeitet dabei so, daß die Motordrehzahl
durch den gleitenden, aber einstellbaren Sollwert von TD 1 im Störungsfalle nur
um wenige Prozente, beispielsweise 100/o, ansteigen kann.