<Desc/Clms Page number 1>
Wickelvorrichtung zum Auf-und Umdocken von Warenbahnen bzw. für die Strang- oder Seilaufwicklung
EMI1.1
<Desc/Clms Page number 2>
eine Direktleitung in Reihenschaltung miteinander verbunden und anderseits beide Motoren mit einer die
Veränderung ihrer Schluckmenge steuernden, ebenfalls im hydraulischen System liegenden Steuereinrich- tung verbunden sind, die einen an beiden Seiten beaufschlagten Steuerkolben enthält, durch den die
Schluckmenge der beiden Motoren zur Konstanthaltung der Geschwindigkeit und der Spannung der Ware beim Wickeln geregelt wird.
Mit dieser relativ einfach gebauten und wenig störanfälligen Wickelvorrichtung kann nicht nur die
Spannung, sondern gleichzeitig auch die Geschwindigkeit der Ware konstant-gehalten werden, wobei auch spannungslos umgewickelt werden kann, weil zunächst die Abwickelwalze und erst anschliessend die
Aufwickelwalze angetrieben wird. Der geschlossene Kreislauf ermöglicht hiebei eine bis auf die Rei- bungsverluste im wesentlichen verlustfreie Energieverteilung auf die beiden Stationen. Die aufzuwen- dende Antriebsleistung ist somit äusserst gering.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung schematisch dargestellt. Es zeigen
Fig. l das Arbeitsschema der Maschine, Fig. 2 einen Axialkolbenmotor im schematischen Schnitt, Fig. 3 die hydromechanische Steuerung in der Draufsicht und Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel.
Jede der Wickelwalzen 7 und 8 ist mit einem Vorgelege 5 und 6 ausgerüstet und über dieses mit je einem an sich bekannten hydraulischen Axialkolbenmotor 3 und 4 verbunden. Bei dem dargestellten Aus- führungsbeispiel hat die Walze 8 eine volle Wicklung 8'.
Eine Axialkolbeneinheit ist in der Fig. 2 dargestellt, aus der ersichtlich ist, dass durch Verschwenken des Zylinderblockes 30 die Kolben 31 und 32 ihre Stellung verändern und somit je nach Schrägstellung die Schluckmenge (Durchflussmenge) der Einheit und damit bei gleichbleibender Ölmenge die Drehzahl ändern. selbstverständlich weist jede der Einheiten nicht nur zwei Kolben auf, sondern kann auch mehrere parallel zueinander stehende, auf einem Ring angeordnete Kolben haben.
Ihren Antrieb erhalten die Wickelwalzen 7,8 primär von einem Elektromotor 1 aus, der mit einer Pumpe 2 verbunden ist und den Ölumlauf über die Leitungen 34,43, 42,41 und 35 im Hauptkreislauf bewirkt, wobei die Pumpe 2 ebenfalls eine Axialkolbeneinheit und daher regelbar sein kann.
Die Einstellung zur Konstanthaltung der einmal vorgegebenen Laufgeschwindigkeit und Spannung der Warenbahn erfolgt durch die Veränderung der Schluckmenge der Einheiten 3 und 4 während des Wickelvorganges.
Die jeweils abwickelnde Einheit, z. B. die Einheit 3, erhält zunächst die zugeteilte Ölmenge über die Leitungen 34 und 43 von der Pumpe 2. Diese Ölmenge treibt dann weiter über die Leitungen 42 den Axialkolbenmotor 4 an und läuft dann über die Leitungen 41 und 35 zur Pumpe 2 zurück. Verluste werden durch eine Einspeisung der benötigten Ölmenge durch einen Nachspeiseblock 9, auch als Spülblock 9 bezeichnet, gedeckt, der im Hydrauliksystem liegt. Die Einspeisung erfolgt in beide Leitungen 34 und 35.
Ferner sind die beiden Leitungen 34 und 35 bzw. 43 und 41 direkt über Leitungen 54 und 55, je ein Rückschlagventil 10, 10', ein Vorspannungs-Einstell-Ventil 11 und eine Leitung 12 mit der Verbindungsleitung 42 der Axialkolbenmotoren 3 und 4 verbunden, um beim Anfahren ein Vorlaufen der Abwickelwalze zu verhindern. Die Federspannung des Ventils 11 entspricht dem erforderlichen Leerlaufdruck. Das Ventil schliesst, sobald sich in der Leitung 42 der gewünschte Druck einstellt.
Ein weiteres, etwas vereinfachtes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes zeigt die Fig. 4, wo die drei Leitungsabschnitte 41,42, 43,34 und 35 des Kreislaufes immer unter einem Vorspanndruck von z. B. etwa 5 atil stehen, der durch eine Pumpe 17 aufgebracht wird. Die Begrenzung des Vorspanndruckes geschieht durch ein Überdruckventil 58. Der Eintritt der zugeteilten Ölmenge in die Hauptleitungen 34,35 und 42 erfolgt über Rückschlagventile 48,49, 50. Ferner liegen die drei Leitungsabschnitte 34, 35, 42 an einer gemeinsamen Überdruckleitung 51. Der Überlauf bei Überdruck aus dem System erfolgt durch die Rückschlagventile 45,46, 47 in die Leitung 51 zum Überdruckventil 44.
Die Verstellung der Axialkolbenmotoren 3 und 4 erfolgt über ein Schiebersystem, das in den Fig. 1, 3 und 4 gezeigt ist.
In einem Zylinder 13 ist ein Stufenkolben 14 angeordnet. Der Stufenkolben 14 hat eine Kleinfläche 16 und eine Grossfläche 15, wobei die Kleinfläche 16 Öldruck von der Leitung 42'erhält, während er auf seiner andern Seite, also auf der Grossfläche 15, entweder durch Öldruck bzw. durch den Druck der Feder 37 beaufschlagt wird. Die Grösse dieses Druckes ist entweder durch das Druckminderventil 24 (Fig. l) bei einer Beaufschlagung durch Öl oder durch das Handrad 52 (Fig. 4) bei einer Beaufschlagung durch Federkraft einstellbar. Bleibt der Kolben im Gleichgewicht, so erfolgt keine Verstellung der Axialkolbenmotoren 3 und 4, während aber bei Störung des Gleichgewichtes eine bestimmte Ölmenge einen Schubkolben 22 bewegt, dessen Bewegung auf ein Hebelsystem wirkt, welches die Verstellung der Axialkolbenmotoren 3 und 4 vornimmt.
Ein durch einen Magneten gesteuerter Schieber 21 bewirkt die veränderliche
<Desc/Clms Page number 3>
Beaufschlagung des Kolbens 22 in Abhängigkeit von der Wickelrichtung, d. h. die Leitungen 59, 60 wer- den entweder über kreuz oder direkt geschaltet, um bei Veränderung des jeweiligen Wickeldurchmessers der Walzen eine entsprechende Veränderung der Schluckmenge, also der Durchflussmenge der Motoren, durch Schrägstellung der Zylinderblöcke 30 zu bewirken.
Die Ausbildung des Hebelmechanismus zur Veränderung der Einstellung der Zylinderblöcke 30 für die
Axialkolbenmotoren 3 und 4 ist in der Fig. 3 veranschaulicht. Der Steuerkolben 22 ist gelenkig mit einem
Hebel 18 verbunden und verschwenkt diesen um seinen Festpunkt 38, der seinerseits einen Hebel 39 mit- nimmt. Der Hebel 39 trägt an seinem freien Ende auf beiden Seiten einander koaxial gegenüberliegende
Bolzen 40, die jeweils in Kulissenführungen 19 und 20 eingreifen. Die Kulissenführungen 19 und 20 sind fest, aber drehbar mit den Zylinderblöcken 30 der Axialkolbeneinheiten verbunden und nehmen diese bei ihrer Bewegung mit.
Die Verschwenkung des Hebels 39 erfolgt in den Pfeilrichtungen A, wobei bei maxi- malem Ausschlag von der unteren Endstellung in die obere Endstellung die Zylinderblöcke 30 um das
EMI3.1
wickelmenge der Warenbahn ; umgekehrt wandert die Einheit 4 in die Anfangsstellung von der Einheit 3.
Der Weg a beider Zylinderblöcke 30 ist gleich und die Zylinderblöcke 30 bewegen sich bei Steuerung gegenläufig. Die Fig. 3 zeigt die äusserste Endstellung der Verschwenkung nach aussen. Wird der Hebel 39 nach oben in seine Endstellung gebracht, erreichen auch die Zylinderblöcke 30 ihre Endstellung ; beide Verstellwege sind gleich der Grösse a. Die Steuerung erfolgt, wie bereits erwähnt, vom Steuerkolben 22 aus, der seinerseits wieder durch den Stufenkolben 14 gesteuert wird.
Schon bei der geringsten Veränderung der Druckverhältnisse in der Leitung 42'und somit der Druckbeaufschlagung der Kleinfläche 16 des
EMI3.2
fläche 15, wird eineverschiebung des Stufenkolbens 14 hervorgerufen, die sich durch die entweder direkt oder über kreuz geschalteten Leitungen 59,60 auf den Steuerkolben 22 auswirkt, der seinerseits über die Hebel 18 und 39 eine Verstellung der Zylinderblöcke 30 und damit eine Veränderung der Durchflussmenge der hydraulischen Axialkolbenmotoren bewirkt, wodurch sich die Druckverhältnisse am Stufenkolben 14 wieder ausgleichen.
Die Verstellung der Axialkolbenmotoren 3 und 4 erfolgt somit über ein Schiebersystem, wobei im Zylinder 13 durch einen vorgegebenen einstellbaren Druck der Stufenkolben 14 einseitig auf seine Grossfläche 15 beaufschlagt wird, während die Kleinfläche 16 mit der Verbindungsleitung 12 zwischen den Axialkolbeneinheiten 3 und 4 verbunden ist. Die Speisepumpe 17, die den Nachspeiseblock 9 speist, liefert ausserdem über eine Leitung 53 das Öl zur hydraulischen Verstellung des Hydraulikschiebers 22.
Das durch Eintritt des Steueröls an der einen Seite des Kolbens 22 von dessen anderer Seite verdrängte Öl fliesst über die Leckleitung 61 ab.
Die Funktion der erfindungsgemässen Vorrichtung ist folgende :
EMI3.3
EMI3.4
EMI3.5
ben also während des Wickelvorganges die Ölmenge Q und der Druck p konstant, so werden die Bedingungen nach konstanter Geschwindigkeit und nach konstanter Stoffspannung erfüllt, wenn die Schluckmengen der Axialkolbeneinheiten 3 und 4 derart verstellt werden, dass die positive Drehzahländerung der einen Einheit der negativen Drehzahländerung der andern Einheit entspricht. Die Grösse der Verstellung
<Desc/Clms Page number 4>
wird bestimmt von der Veränderung des Wickeldurchmessers bei der abwickelnden bzw. bei der auf- wickelnden Walze.
Die Form der Kulissenführungskurven bei einem Hebel oder bei Verwendung zweier im beliebigen
Verhältnis fest zueinanderstehender Hebel hängt von den Kolbenpumpenfabrikaten und dem gewählten
Hebelverhältnis ab. Das dargestellte Ausführungsbeispiel muss somit nicht Regel sein. Die Kurven lassen sich entweder empirisch ermitteln oder sie können unter Verwendung der von den Pumpenfirmen heraus- gegebenen Werte festgelegt werden.
Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende :
Nach Einschaltung und Einstellung der Pumpe 2 gelangt der Ölstrom zunächst z. B. über die Leitun- gen 34 und 43 sowohl in die hydraulische Axialkolbeneinheit 3 als auch gemäss Fig. 1 über die Leitun- gen 41,55, über das Rückschlagventil 10 und das Vorspannventil 11 in die Leitung 12 und zur Leitung 42.
Die beidseitige Beaufschlagung der Axialkolbeneinheit 3 verhindert, wenn diese Abwickelstation ist, ein zu schnelles Abwickeln und die Einheit 4 zieht an. Das Vorspannventil 11 besitzt eine Vorspannung, die dem Verlustdruck der Einheiten 3 und 4 entspricht. Nach Anlauf beider Einheiten schliesst das Ventil 11.
Der Druck in der Leitung 12, von dem über die Leitung 12" und das Druckminderventil 24 ein gewählter
Druck, der die Stoffspannung bestimmt, abgegriffen und auf die Grossfläche 15 des Stufenkolbens 14 ge- bracht wird, wird über die Leitung 42'auf die Kleinfläche 16 des Kolbens 14 geführt. Die Kolbenflächen sind im Verhältnis 1 : 2 gewählt und stehen beim Druckverhältnis 2 : 1 im Gleichgewicht. Bei dem Wickelprozess wird nun der Durchmesser der aufwickelnden. Walze, durch die Einheit 4 angetrieben, grö- sser, während der Durchmesser der durch die Einheit 3 angetriebenen Docke kleiner wird. Die Fig. 1 und
4 zeigen jeweils das Endstadium beim Abwickeln der Walze 7. Die Einheit 4 wickelt bei einer Umdre- hung mehr Stoff auf, als die Einheit 3 abwickelt.
Der Stoff treibt, wenn die Einheit 3 Abwickelstation ist, diese jetzt an, wodurch in der Leitung 12 der Öldruck erhöht wird. Die Drucksteigerung beaufschlagt den Stufenkolben 14, der dadurch verstellt wird und über die Leitungen 59 und 60 des Vierwegeschiebers 21 wird der Steuerkolben 22 ebenfalls verschoben. Die Stellung des Vierwegeschiebers 21 hängt von der
Wickelrichtung ab. Der Steuerkolben 22 wirkt auf den Hebel 18, der den Hebel 39 mitnimmt und über die Kulissen 19 und 21 werden die Schluckmengen der Axialkolbeneinheiten 3 und 4 verändert, bis der gewählte Druck wieder hergestellt ist. Die Empfindlichkeit des Steuersystems bestimmt die Genauigkeit der Einstellgrösse.
Durch Umschaltung des Motors 1 und damit der Drehrichtung der Pumpe 2 ändert sich die Flussrichtung des Öls und damit die Wickelrichtung der Walzen ; durch Umschaltung des Vierwegeschiebers 21 ändert sich die Wirkungsweise des Steuerkolbens 22 und damit der Regeleinrichtung.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Wickelvorrichtung zum Auf- und Umdocken von Warenbahnen bzw. für die Strang-oder Seilauf- wicklung, bei der zwei Arbeitsstationen vorhanden sind, die wahlweise als Ab- und Aufwickelstation wirken, wie beispielsweise bei einem Jigger, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Wickelwalzen (7,8) mit einem Axialkolbenmotor (3 bzw.
4) gekuppelt ist und die beiden Motoren hintereinander geschaltet in einem geschlossenen Hauptkreis eines hydraulischen Systems liegen, wobei einerseits die beiden Motoren (3 und 4) durch eine Direktleitung (42) in Reihenschaltung miteinander verbunden und anderseits beide Motoren mit einer die Veränderung ihrer Schluckmenge steuernden, ebenfalls im hydraulischen System liegenden Steuereinrichtung (14,18, 19,20, 21) verbunden sind, die einen an beiden Seiten beaufschlagen Steuerkolben (22) enthält, durch den die Schluckmenge der beiden Motoren (3,4) zur Konstanthaltung der Geschwindigkeit und der Spannung der Ware beim Wickeln geregelt wird.