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Spannungsregler für Stoffbahnen.
Es sind Vorrichtungen bekannt die den Zweck verfolgen, in Maschinen, welche Stoffe oder Papier von der Rolle verarbeiten, die Spannung der Stoff-oder Papierbahn selbsttätig gleich gross zu halten. Erreicht soll dieser Zweck dadurch werden, dass die auf die Abwickelachse der Vorratsrolle wirkende Bremse durch Anordnung einer schwenkbaren, unter Gewichts-oder Federbelastung stehenden Leitwalze derart betätigt wird, dass entsprechend der Abnahme des Durchmessers der Vorratsrolle die Bremswirkung durch Änderung des Anpressdruckes des Bremsorgans auf der Bremsseheibe geändert wird. Die nur allmähliche, jedoch kontinuierliche Abnahme des Rollendurchmessers, bedingt zur Erzielung einer gleichmässigen Spannung der Stoffbahn, eine entsprechend geringe und stetige Abnahme der Bremswirkung.
Bei den bisher bekannten Bremsvorrichtungen für Abwickelachsen, wird die Bremswirkung lediglich durch Änderung des Bremsdruckes bei unveränderlicher Grösse der Bremsscheibenfläche beeinfluss. Da solche Bremsvorrichtungen entsprechend ihrem Verwendungszweck und einer langen Benutzungsdauer, kräftig gebaut sein müssen, ist zu deren Betätigung eine gewisse Kraft erforderlich, die nicht unter ein bestimmtes Mass gebracht werden kann. Diese Kraft muss von der Vorrichtung zur selbsttätigen Betätigung der Bremse aufgebracht werden. Eingeleitet wird die Betätigung der Bremse durch die Lage- änderung der schwingenden Leitwalze infolge Änderung der Spannung in der Stoffbahn.
Durch die Trägheit der Masse der Leitwalze und deren Belastung, dann infolge Elastizität der Stoffbahn wird das Bremsorgan nach Überwindung aller Reibungswiderstände mit einer Kraft an die Bremsseheiben gedrückt oder von ihr abgehoben, die ein Vielfaches des Betrages ausmacht der zur richtigen Regulierung erforderlich wäre. Die Folge hievon ist eine augenblickliche Änderung der Bremswirkung und Änderung der Spannung in der Stoffbahn, die sich auf die Schwingung der Leitwalze auswirkt, so zwar, dass letztere in dauernde, pendelnde Schwingungen versetzt wird, die schliesslich zum Reissen der Stoffbahn führen können.
Dieser, eine praktische Verwendung solcher Vorrichtungen ausschliessende Nachteil wird durch die nachstehend beschriebene Erfindung eines Spannungsreglers vermieden, bei dem in einfacher und sicherer Weise erzielt wird, dass sich die Bremswirkung tatsächlich selbsttätig und kontinuierlich den jeweiligen Verhältnissen der Vorratsrolle anpasst.
In der Zeichnung ist die Anordnung des Spannungsreglers in einer Ausführungsform schematisch dargestellt, u. zw. zeigt Fig. 1 den Regler in Vorderansicht und Fig. 2 in Seitenansicht.
Auf eine Bremsscheibe 2, welche entweder unmittelbar auf der Rollen- oder Abwicklungsachse 1 angeordnet sein kann, oder deren Bremswirkung durch Zwischenschaltung geeigneter Mittel auf diese übertragen wird, wirkt eine Anzahl nebeneinander angeordneter Bremselemente, in vorliegendem Ausführungsbeispiel, Bremsklötze 5.
Jedes dieser Bremselemente wird durch einen um einen Drehpunkt 3 schwingenden Hebel 4 unter dem Einfluss von Federn oder Gewichten u. dgl. gegen die Bremsscheibe gedrückt, so dass eine der Anzahl der Bremselemente und der Stärke der Drücke entsprechende maximale Bremswirkung auf die Abwickelachse 1 ausgeübt wird.
In zweckmässiger Entfernung und Lage zur Abwickelachse und Bremsscheibe ist eine Spannwalze 7 auf Hebeln 8 gelagert und um einen Drehpunkt 9 schwingbar angeordnet.
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Die Spannwalze 7 wird entweder entsprechend schwer gemacht oder aber durch geeignete Zusatzgewichte oder Federn so beeinflusst, dass sie in beliebiger Weise belastet werden kann und bestimmt die jeweils richtige Spannung der Stoffbahn in folgender Weise :
Die Stoffbahn wird von der Vorratsrolle um die Spannwalze 7 heium in die Maschine geführt, so dass die Spannwalze in der Stoffbahn mit ihrem Gewichte hängt. Solange die Stoffzuführung in solchem Grade erfolgt, dass die Spannwalze nur innerhalb bestimmter Grenzen zwischen einer tiefsten Stellung I und einer höchsten Stellung 11 schwingt und dieses Mass nicht überschreitet, wird die Stoffbahn eine unveränderliche Spannung aufweisen, die lediglich vom Gewichte der Spannwalze bestimmt ist.
Damit die Stoffzuführung so geschieht, dass eine Überschreitung dieser Grenzen nicht eifolgt, ist folgende Anordnung getroffen.
Mit dem Hebel 8 fest verbunden und an den Schwingungen der Spannwalze 7 teilnehmend, sind Elemente, in vorliegendem Ausführungsbeispiel Abschnitte von Kurvenscheiben 10, in derselben Anzahl vorgesehen, als Bremselemente 5 vorhanden sind. Jeder dieser Abschnitte hat exzentrischen Umfang, der schliesslich in den konzentrisch zum Drehpunkt 9 verlaufenden Umfang verläuft. Durch gegenseitige radiale Verdrehung der Abschnitte 10 um ihren Mittelpunkt 9, werden die exzentrisch ansteigenden Umfänge um ein geringes Mass stufenförmig versetzt und in dieser Lage mit dem Hebel 8 in starre Verbindung gebracht.
Die Lage des Drehpunktes 9 und der Abschnitte 10 ist so gewählt, dass jeder Abschnitt 10 dem Hebel 4 eines zugehörigen Bremselementes 5 gegenüber zu liegen kommt bzw. diesen beeinflussen kann.
Die Stellung der stufenförmig verdrehten Abschnitte 10 auf dem Hebel 8 ist eine solche, dass in der tiefsten Stellung des Hebels 8 und auch der Spannwalze 7 der kleinste Radius des untersten Abschnittes den ihm gegenüberliegenden Hebel 4 des Bremselementes 5 nicht berührt, so dass sowohl dieses Bremselement wie auch alle übrigen unter der vollen Wirkung der Federn u. dgl. 6 stehend gegen die Bremssoheibe 3 gedrückt werden, mithin die Abwicklungsachse unter der grössten Bremswirkung steht.
Beim Ingangsetzen der Maschine wird, nachdem die Vorratsrolle abgebremst ist, ein Zug auf die Stoffbahn ausgeübt, welcher bewirkt, dass die Leitwalze hochgehoben wird und der Hebel 8 mit den Abschnitten M mitschwingt. Hiedurch nähert sich der sich stetig vergrössernde Radius des exzentrisch vej laufenden Umfanges des ersten Abschnittes 10 dem Hebel 4 des ersten Bremselementes 5, bis er ihn schliesslich berührt und in weiterer Folge entgegen der Federwirkung zum Ausschwingen um seinen Drehpunkt 3 bringt, wodurch das Bremselement 5 von der Bremsscheibe abgehoben und mithin die Bremswirkung um das entsprechende Mass verringert wird, da sich die Bremsfläche wie auch der Bremsdruck verringerte.
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zur Wirksamkeit gelangt, ein zweites Bremselement von der Bremsscheibe abhebt, während das frÜhere dadurch abgehoben bleibt, weil der Hebel 4 desselben nunmehr auf dem konzentrisch verlaufenden Umfange seines zugehörigen Abschnittes in seiner unveränderten abgehobenen Lage gehalten wird.
Das Hochheben der Spannwalze 7 und Abheben eines Bremselementes nach dem andern unter gleichzeitiger Verminderung sowohl der Bremsfläche wie auch des Bremsdruckes erfolgt so lange, bis die Bremswirkung auf jenes Mass gesunken ist, bei dem ein Drehen der Abwickelachse entsprechend der durch das Gewicht der Leitwalze bedingten Stoffspannung ermöglicht ist und der Stoff in genügendem Ausmasse von der Vorratsrolle der Maschine zugeführt wird, worauf die Leitwalze ihre eingenommene Lage so lange beibehält, bis sich durch die Stoffentnahme. die Verhältnisse der Rolle geändert haben, d. h. durch Abnahme des Rollendurchmessers unter gleichzeitiger Erhöhung der Umdrehungszahl die Stoffspannung stieg, wodurch ein neuerliches Hochheben der Leitwalze und weitere Regelung der Bremswirkung bedingt wird usw.
Je nach der Anzahl der vorgesehenen Bremselemente und zugehörigen Abschnitte ist es daher möglich, jede beliebige Abstufung der Bremswirkung zu erzielen, die sich vollkommen selbsttätig und kontinuierlich den jeweiligen Verhältnissen der Rolle anpasst, während die Spannwalze 7 die stets gleichbleibende Spannung in der Stoffbahn gewährleistet.
Um ein tunlichst feinfühliges Arbeiten des Spannungsreglers zu ermöglichen, können selbstverständlich alle Mittel verwendet werden, die geeignet sind, die Reibung an jenen Stellen auf ein Mindest- mass herabzusetzen, welche möglicherweise die Wirkung der Regelung beeinträchtigen könnten.
Bei Stillsetzung der Maschine wird die Rolle durch ihren Schwung weitergedreht, obwohl die Stoffbahn bereits stillsteht. Es wird Stoff abgewickelt, was bewirkt, dass die Spannwalze sich senkt.
Hiedurch aber werden in umgekehrter Reihenfolge die Bremselemente nacheinander zum Anliegen an die Bremsscheibe gebracht, somit die Abwickelachse wirksam abgebremst und ein Vorlaufen der Vorratsrolle verhindert. Nachdem vor Stillsetzung der Maschine die Bremswirkung entsprechend der Spannung und der Grösse der Rolle sich eingestellt hat, wird das Sinken der Spannwalze beim Stillstand nur in geringem Masse erfolgen. Ist jedoch die Stoffbahn in der Maschine gerissen, oder ist die Arbeitsweise der Maschine eine solche, dass bei jedesmaligen Stillstand der Maschine, der Zug derselben nicht ausreicht, die Spannwalze in der eingenommenen Stellung zu'halten, so besteht die Möglichkeit, dass die
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Spannwalze jedesmal die Stoffbahn aus der Maschine um jenen Betrag herauszieht, der dem Senken der Spannwalze entspricht.
Um dies zu verhindern, ist es zweckmässig, die Stoffbahn durch Anordnung einer einfachen Klemmvorrichtung oder eines Gesperres gegen das Zurückziehen zu sichern.
Diese Klemmvorrichtung besteht aus einem Exzenter 11, welcher um einen Drehpunkt 12 pendelnd aufgehängt ist. Solange die Stoffbahn in die Maschine gezogen wird, schwingt der Exzenter in der gleichen Richtung, ohne einen Widerstand zu bieten. In dem Augenblicke, wo der Zug der Stoffbahn aufhört und die Spannwalze den Stoff zurückziehen will, wird durch das Rückschwingen des Exzenters l1"ùes Gesperres die Stoffbahn zwischen diesem und der Unterlage, d. i. in vorliegendem Falle eine Leitwalze 13, festgeklemmt und verhindert, durch die Spannwalze zurückgezogen zu werden.
Infolgedessen wird auch die Spannwalze verhindert tiefer zu sinken, so dass. wenn der Zug der Maschine nach Inbetriebsetzung der Maschine wieder einsetzt, keinerlei wesentliche Lagenveränderungen der Spannwalze und Änderung der Spannung in der Stoffbahn erfolgt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Spannungsregler für Stoffbahnen, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhr des Stoffes von einer Vorratsrolle durch gleichzeitige Änderung sowohl des Bremsdruckes wie auch der Bremsfläche bei dem auf die Abwicklungsachse wirkenden Bremsorgan kontinuierlich und selbsttätig geregelt wird.